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viernes, 6 de junio de 2008

Las bacterias y la paradoja de Einstein

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Cuando Einstein intentaba explicar su famosa Teoría de la Relatividad a menudo acudía a ejemplos simples y sencillos. Uno de los más famosos es la paradoja del viaje en el tiempo. Más o menos es como sigue:

Una persona descubre como viajar en el tiempo. Con dicha máquina viaja al pasado y mata a su padre antes de que conozca a su madre, por lo cual el viajero temporal no ha nacido. Y si no ha nacido no puede inventar la máquina del tiempo.





Bart se multiplicará por cero si viaja al pasado y evita que Homer conozca a Marge



Dejando aparte universos paralelos, líneas temporales, supercuerdas y con el permiso de Stephen Hawking, al parecer las bacterias "han solucionado" la paradoja arriba indicada.

Un grupo de la Universidad de Rutgers (New Jersey) ha realizado un curioso experimento. En su universidad guardaban congeladas cepas aisladas de suelos recogidas entre 1960 y los 70. En concreto usaron dos cepas de Klebsiella pneumoniae y una del género Alcaligenes. Hasta ahí nada raro, cualquier estudiante de Biología sabe que los microorganismos pueden permanecer congelados durante largos períodos de tiempo. Es decir, esos microorganismos estaban metabólicamente activos cuando la gente ya había visto la película "La maquina del tiempo" y escuchado cantar a los Rolling Stone decir que no estaban satisfechos. En esos años en el mundo de la medicina se empleaban los antibióticos casi sin restricciones y el problema de la resistencia a dichos compuestos aun no preocupaba a las autoridades sanitarias. De hecho, muchos antibióticos sintéticos que utilizamos actualmente ni siquiera existían.



Ciprofloxacina, un inhibidor de la DNA girasa



Pues bien, a dicho grupo se le ha ocurrido poner a los microorganismos de dicha época en medios de cultivo conteniendo antibióticos sintéticos desarrollados a finales de los años 80 como la ciprofloxacina. Y lo que han encontrado es que muchos de ellos son resistentes a dichos antibióticos. Volviendo al ejemplo de la paradoja de Einstein, es como si el viajero en el tiempo se encontrara con que su padre utiliza una armadura que su arma no puede atravesar.





Si lo pensamos un poco esto no debería de ser tan sorprendente. Los antibióticos son una especie de "arma química" desarrollada por muchos microorganismos que viven en el suelo. Es una forma de eliminar a la competencia por los nutrientes. Por ello no es de extrañar que se hayan desarrollado defensas contra ellos como una parte de la carrera de armamentos evolutiva entre los microbios del suelo (algunas de esas defensas consisten en comerse al antibiótico). Y esas defensas antiguas bien pueden funcionar con antibióticos nuevos. El siguiente paso será caracterizar los genes responsables de dichas resistencias. Teniendo en cuenta como actua la ciprofloxacina mi apuesta es por una resistencia basada en bombas de expulsión, pero ya veremos.




Distintos mecanismos de resistencia a los antibióticos: Degradación, alteración y expulsión.



Para que luego digan que las bacterias son simples.


Audio relacionado en "El podcast del microbio"
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6 comentarios:

Anónimo dijo...

SOY ESTUDIANTE DE MICROBIOLOGIA Y BIOANALISIS Y ESTA PAGINA ES LO MAS!!
GRACIAS

Manuel Sánchez dijo...

Gracias por el efusivo comentario

Anónimo dijo...

The worldwide emergence of plasmid-mediated quinolone
resistance
Ari Robicsek, George A Jacoby, David C Hooper
http://infection.thelancet.com Vol 6 October 2006
Articulo muy interesante que señala... de como es posible las bacterias han desarrollado resistencia mediada por plásmidos a Ciprofloxacina, siendo este antibiótico totalmente sintético... bueno se han valido de sus armas naturales, las mismas que utiliza para sus agresores naturales.. por ejemplo las proteínas qnr proteìna autoprotectora contra venenos fabricados por ella, y hablando de bombas de eflujo, tambien las hay las que son transferida por plásmido y para rematar las acetilasas de aminoglicósidos que mutadas pueden modificar a algunas fluoroquinolonas..... hay les dejo esa perla

Manuel Sánchez dijo...

Gracias por la referencia anónimo

butron dijo...

Hola. Soy lego en esta materia, (y en varias más) pero el planteamiento que me hago, solo por lo que he entendido, es si no será que la ciprofloxacina no es realmente un antibiótico “fallido” por ser burlado por las bacterias. La verdadera cuestión seria: ¿resistirían éstas a los antibióticos que se emplearon entonces, antes de hacerse resistentes a estos? Eso si seria compatible con tu enunciado “el viajero en el tiempo se encontrara con que su padre utiliza una armadura que su arma no puede atravesar”. Si la resistencia de una bacteria, o mas bien, de una estirpe de bacterias a un antibiótico se basa en que estas comparten información de cómo burlar sus efectos tóxicos por el medio que sea (bombeo, degradación, alteración) entonces, estas bacterias “descongeladas” no deberían poseer tal información. Digo yo.

Saludos y gracias por compartir la ciencia y la cultura.

BUTRON

Manuel Sánchez dijo...

Hola Butron

La respuesta a que si las bacterias de los años 60 resisitían a los antibióticos de esos años es "sí". De hecho Fleming fue el primero en describir cepas resistentes a penicilina.

Como puedes ver en la figura, los mecanismos de resistencia son variopintos, pero podemos clasificarlos en dos tipos:

1.- aquellos que son específicos del antibiótico como las enzimas degradadoras o alteradoras. Esos mecanismos implican un reconocimiento de dichas proteínas por el antibiótico. Suelen aparecer por Selección Natural tras la aparición en el medio del antibiótico.

2.- La bomba de expulsión. Este es inespecífico porque lo único que tiene que hacer la proteína es reconocer como nociva a la sustancia y echarla fuera (es un tipo de proteína que funciona en cierta forma como un Demonio de Maxwell, pero gasta energía en ese reconocimiento y en la expulsión).

He hecho una explicación muy resumida y he usado algún antropocentrismo, pero espero que se haya entendido. Hay otros mecanismos de resistencia que no muestra la figura como puede ser la alteración de la diana del antibiótico o la alteración de la permeabilidad de membrana. De todas formas, lo importante del experimento es la conclusión de que una defensa antigua bien pueden funcionar con antibióticos nuevos.

Voy a poner un símil. Una armadura del Renacimiento quizás pare una bala del siglo XX. Seguramente no lo hará tan eficientemente como un chaleco antibalas de Klevar, pero algo de protección si que puede dar.

Espero haber ayudado