Lo que está debajo

¿Ha visto la película "Temblores"? Es una divertida película de terror con monstruos protagonizada por Kevin Bacon y Fred Ward. La historia se desarrolla en un pueblo perdido del desierto de Nevada que es asediado por unos gusanos gigantes que viven bajo tierra (como los gusanos de Dune). Los protagonistas tendrán que usar todo su (poco) ingenio para evitar ser devorados por los monstruos subterráneos.

Pues bien, parece que debajo de nuestros pies se esconde algo mucho más peligroso y no parece que le estemos haciendo caso. Se trata de los ARGs, las siglas de "Antibiotic Resistance Genes" o genes de resistencia a los antibióticos. El artículo "Vertical migration and leaching behavior of antibiotic resistance genes in soil during rainfall" describe cómo dichos genes pueden "viajar" a través del suelo gracias a la lluvia y de esa manera acabar contaminando las aguas subterráneas.

Los suelos están llenos de microbios, muchos de ellos son esenciales para la agricultura ya que descomponen sustancias orgánicas complejas en nutrientes más sencillos y de esa forma permiten a las plantas absorberlos. La fuente de muchos de esos nutrientes y microbios es el uso de estiércol compostado en los cultivos. Y muchas veces el estiércol proviene de animales que han sido tratados con antibióticos. Así que tenemos una presión de selección para que las bacterias que contenga ARGs estén presentes en gran número. Durante el proceso de compostaje esas bacterias pueden morir y liberar sus contenido, y aquí es donde empieza el problema. Los genes ARGs suelen estar en plásmidos (u otros elementos genéticos móviles), y los plásmidos son bastante estables. A primera vista, esto no parece un problema si los genes de resistencia se quedan en el suelo. Sin embargo, con cada evento de lluvia, estos ARGs se filtran hacia las capas más profundas del suelo, un proceso conocido como lixiviación, y pueden llegar a contaminar los acuíferos subterráneos. Además, en el camino esos ARGs pueden ser adquiridos por las bacterias presentes en el suelo, como Pseudomonas y Anaeromyxobacter, con lo que se incrementa la diseminación de las resistencias. 

Lixiviación (leaching) por lluvia (fuente de la imagen)

Los investigadores han estudiado durante un año lo que ocurre en diferentes suelos - calcáreo, neutro y ácido - de la provincia de Chongqing, una zona de China con clima monzónico subtropical. Los cultivos usados fueron cultivos rotatorios de maíz y repollo. Luego han utilizado cuatro tratamientos: sin fertilizar, fertilizante químico, fertilizante más estiércol y solo estiércol (el estiércol provenía de excrementos de pollo compostados). Finalmente tomaron muestras a tres profundidades: 20, 40 y 60 cm, que fueron analizadas mediante PCR cuantitativa para detectar los diferentes ARGs. Han  encontrado que hay varios factores que afectan a la diseminación de los ARGs. Por ejemplo, en los suelos ácidos hay una mayor migración y en los calcáreos menos. También han encontrado que los ARGs más comunes son los que protegen frente a los aminoglicósidos y a los beta-lactámicos, precisamente el tipo de antibióticos más usados.

El número promedio (A) y la abundancia normalizada (B) de ARGs y Elementos Genéticos Móviles (MGE) en el perfil del suelo y muestras de lixiviados en tres tipos de suelos bajo diferentes regímenes de fertilización recolectados durante eventos de lluvia durante todo un año. Las letras "A, B, C" del interior de las gráficas indican que hay diferencias significativas entre fertilizaciones. Las letras minúsculas "a, b, c, d" encima de las columnas indican  diferencias significativas entre muestras. Los números del eje X indican la profundidad de la toma de muestra (20, 40 y 60 cm). Las abreviaturas indican el tratamiento: CK-control, CF-fertilizante químico, CFM: mezcla fertilizante+estiércol, M: estiércol. Los colores indican el tipo de ARG detectado  (MLSB: macrólido-lincosamida-estreptogramina). Origen de la imagen: Zhang et al. 2024.

Los autores recomiendan que el uso del estiércol debería estar más controlado, sobre todo si proviene de animales tratados con antibióticos. Quizás un mayor tiempo de compostaje sea una solución para eliminar los ARGs y no poner en riesgo los acuíferos. Esperemos que la lección sea aprendida.

 

Entrenando fagos

"Nada tiene sentido en la biología si no es a la luz de la evolución" es una frase de Theodosius Dobzhansky que en mi opinión debería tener rango de ley científica. Siempre digo a mis alumnos que si algún día se encuentran con alguien que no crea en la evolución biológica le pongan el vídeo que aparece arriba. En el se ve cómo en tan solo 11 días una población de la bacteria Escherichia coli que es sensible al antibiótico trimetoprim, pasa a ser totalmente resistente a base de un proceso evolutivo por mutación y selección recursiva.

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Un biólogo en el cine: Horton

Horton (Horton Hears a Who!)

Directores: Jimmy Hayward, Steve Martino (2008)

 

Ficha cinematográfica y origen de la imagen en la IMDB

 

 

“Quizás no sea una persona pequeña. Quizás nosotros seamos grandes.”

 

Theodor Seuss Geisel, más conocido por el seudónimo de Dr Seuss, fue un famoso escritor e ilustrador infantil norteamericano. En España varias de sus obras han sido traducidas, sobre todo su personaje más famoso: The Cat in the Hat (en español El Gato en el sombrero, aunque también se le llamó El Gato Garabato). Muchas de sus historias han sido adaptadas tanto a la pequeña como a la gran pantalla, como por ejemplo Lorax y El Grinch. 

El personaje del elefante Horton fue creado por Seuss en 1940 en la historia Horton empolla el huevo (Horton Hatches the Egg), en la que un ave llamada Mayzie engaña al elefante Horton para que le prometa incubar su huevo.

Si quieres seguir leyendo, el resto del artículo está publicado en la revista UMH Sapiens (acceso libre)

“Microbial pathogens in the movies”. The Making-Of.

Me encanta el cine. Soy de esas personas que consideran que Luis García Berlanga está a la altura de Cervantes o de Velázquez. Por ello no es de extrañar que desde que comencé a dar clases haya utilizado las películas, ya sean del cine o la televisión, como una forma de acercar la microbiología a mis alumnos. Hay que tener en cuenta que las películas comerciales son mucho más conocidas que los documentales. La sociedad sabe mucho más sobre el SIDA gracias a películas como Philadelphia o Dallas Buyers Club que a cualquier vídeo informativo de la OMS. Y sé que no soy el único que usa las películas para introducir algún tema de interés microbiológico. En este blog sin ir más lejos, mis compañeros Miguel y Mingo las han usado con profusión, como puede comprobarse aquí, aquí y aquí.

Enlace al artículo "Microbial Pathogens in the Movies" publicado en FEMS Microbiology Letters

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Cómo degradan las bacterias el petróleo

Esta entrada está dedicada a Eduardo Villalobo.

El petróleo es un producto natural. Sí, ya sé que suena paradójico, pero es cierto. Es una mezcla de hidrocarburos provenientes de la acumulación de la materia orgánica generada por los seres vivos del pasado y que se ha ido acumulando y transformando en los sedimentos geológicos. Al ser una fuente de carbono hay microorganismos que son capaces de degradarla y esos microorganismos están presentes en todo tipo de ambientes, ya sean terrestres o marinos. Resulta evidente que estudiar esos microorganismos tiene una gran importancia desde el punto de vista medioambiental.

En un reciente artículo de la revista Science se describe cómo la bacteria marina Alcanivorax borkumensis (Alca para los amigos) es capaz de degradar aeróbicamente el hexadecano, uno de los muchos hidrocarburos presentes en el petróleo. Para estudiarlo han usado una cámara de microfluidos en la que han colocado gotitas de hexadecano y luego las han puesto en contacto con un cultivo de la bacteria. El hexadecano es inmiscible con el agua, así que de esa forma se simula una emulsión de gotitas de hidrocarburo rodeadas de agua. Lo primero que hace la bacteria es adherirse a la superficie de la gota de hidrocarburo y formar un biofilm que va cubriendo toda la gota. A partir de ahí la bacteria comienza a degradar las moléculas del alcano (no en vano su nombre significa "devoradora de alcanos"). Poco a poco el biofilm crece y las bacterias van haciendo desaparecer la gotita (ver el vídeo del comienzo de este post).

Degradación de una gota de hexadecano por A. borkunensis mediante la formación de un biofilm esférico. La barra de escala es de 10 micras. Fuente de la imagen: Prasad et al. 2023.

Lo que han encontrado es que las células de Alca parece que se hacen mucho más eficientes en su papel de degradadoras de hidrocarburos según pasa el tiempo. Cuando cogen  un cultivo que ha crecido durante cinco días en hexadecano y lo ponen en contacto con nuevas gotas del hidrocarburo lo que ven es que el biofilm comienza a introducirse en la gota y a hacer protusiones y tubos formando un biofilm dendrítico. La velocidad de degradación en ambos casos es la misma (un volumen celular de alcano por hora), pero la bacteria consigue de esa manera aumentar la superficie de contacto sobre la gota con lo que la degradación es muchísimo más rápida ya que más bacterias pueden contactar la gota. 

Degradación de una gota de hexadecano por A. borkunensis mediante la formación de un biofilm dendrítico. La barra de escala es de 10 micras. La región aumentada muestra los "tubos" del hidrocarburo rodeados de bacterias. Fuente de la imagen: Prasad et al. 2023.

¿Cómo consigue Alca esta adaptación bioquímica? La bacteria parece producir un biosurfactante que vuelve a la superficie bacteriana más hidrofóbica y por tanto le permite reducir la tensión superficial entre el agua y el alcano. De esa manera se incrementa la fuerza de adhesión a la gota y además permite que la célula penetre en la misma de manera mucho más eficiente. 

Aunque esto es un modelo de laboratorio los resultados obtenidos servirán para entender mucho mejor la dinámica de la biorremediación de los derrames de petróleo. La morfología de las gotas de una emulsión petróleo pueden servir para predecir cómo se va a dispersar la contaminación y cuánto tiempo puede tardarse en eliminarla mediante microorganismos. Además, también hay que tener en cuenta de que el petróleo es degradado por una comunidad de microrganismos, no por uno solo. Pero está claro que lo que puede hacer uno va a influir en el resto de la comunidad.

Insulina Rockera

 

Muchos diabéticos deben de inyectarse insulina para mantener correctamente sus niveles de azúcar en sangre. Hay diversos dispositivos que son utilizados para suministrar el medicamento: jeringuillas, plumas, dosificadores y bombas. Todas tienen una serie de ventajas e inconvenientes, pero en todas ellas hay que perforar la piel y llegar al torrente sanguíneo para liberar la insulina. Bueno, pues quizás en un futuro no hagan falta las agujas, bastará con escuchar la canción «We Will Rock You» del grupo Queen.

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Florence Nightingale. Cuatro visiones cinematográficas de una pionera de la enfermería

Florence Nightingale está considerada como la fundadora de la enfermería moderna. Además, tuvo un papel relevante en otras áreas como la estadística o el movimiento feminista. No es de extrañar que su legado a la posteridad sea muy variado y que se le hayan dedicado diversas películas y documentales. En este artículo se repasan las cuatro películas sonoras dedicadas a su biografía.

Artículo completo publicado en la Revista de Medicina y Cine. Para continuar leyendo el artículo cliquea aquí.