El dúo asesino de las abejas

Desde hace un tiempo hay una gran preocupación mundial por la desaparición paulatina de las abejas (Apis mellifera). A este fenómeno se le conoce como el Síndrome del Desplobamiento de las Colmenas (en inglés Colony Collapse Disorder o CCD). Muchos han sido los sospechosos: los pesticidas, los cultivos transgénicos, el manido cambio climático, etc. Pero parece que el culpable es un dúo letal formado por un hongo y un virus.

El descubrimiento ha sido realizado por una colaboración entre varios grupos científicos, aunque los principales contribuyentes han sido un grupo especialista en abejas de la Universidad de Montana y un grupo de científicos militares del Edgewood Chemical Biological Center de Maryland. El trabajo ha sido publicado por la revista PLoS ONE.

Lo cierto es que se sospechaba desde hace bastante tiempo que el microsporidio Nosema ceranae era el responsable de este síndrome. Ya en el año 2008 se publicó un artículo por parte de un grupo español del Centro Apícola Regional de Marchamalo en el que describían como este hongo parásito, que infecta a la abeja asiática Apis cerana, podría ser el causante. La incubación de la infección es asintomática durante bastante tiempo y por eso es difícil de detectar. El hongo es un parásito intracelular de las células del epitelio intestinal. La infección puede ser tratada con el antibiótico fumagillin, pero no puede prevenir la reinfección de la colmena pasados 6 meses. El hongo parece requerir frío y humedad por lo que los mayores efectos destructivos se observan durante el invierno y el comienzo de la primavera. Las abejas infectadas sufren un trastorno digestivo y cuando están a punto de morir, abandonan la colmena volando lo más lejos que pueden. El porqué lo hacen no se sabe, pero es la explicación del misterio de la desaparición de las abejas. Cuando las pérdidas superan a los reemplazos producidos por la reina, la colmena no es viable y desaparece.

Ciclo celular del microsporidio Nosema (seguir en el sentido de las agujas del reloj). La abeja se infecta a partir de las heces contaminadas. La espora llega al intestino y allí extrude su tubo de infección con lo que consigue introducirse en una célula del epitelio. Una vez dentro comienza a multiplicarse y a diferenciarse. En un momento dado,la célula hospedadora se lisa y libera las esporas que vuelven a repetir el ciclo en células adyacentes o salen con las heces

Microfotografía que muestra células del epitelio digestivo de una abeja infectadas con Nosema ceranae. En la foto A, se muestra un área del epitelio. Los puntos oscuros son esporas de N. ceranae. En la foto B se observa una célula infectada donde N es el núcleo, MS indica las esporas maduras, IS las esporas inmaduras y V vacuolas. En C se ve el detalle de una espora germinando y vertiendo su contenido en la célula hospedora (fuente:Higes et al. Environ. Microbiol)

Sin embargo también se había observado que había colmenas sanas infectadas con N. ceranae, y que durante el tiempo observado, no se despoblaban. Así que los investigadores estadounidenses se pusieron a buscar y recolectar cadáveres de abejas para intentar resolver el misterio. Y lo que han hecho es procesar las muestras en las instalaciones del ejército estadounidense diseñadas para identificar amenazas biológicas. Tras realizar análisis genéticos y proteómicos, se han encontrado con que no sólo había DNA y proteínas del hongo. También se encontraba el DNA y las proteínas de un Iridoviurs al que han bautizado como IIV por Invertebrate Iridiscent Virus. Sus resultados apuntan a que el Síndrome de Despoblamiento de las Colmenas parece producirse por la acción conjunta de los dos patógenos.

Gráfica que relaciona la disminución de vuelos de forraje desde la colmena (línea naranja), con el incremento de péptidos originarios de Nosema y de iridovirus (fuente: Bromenshenk et al. PLOS)

Los investigadores reconocen que aún no se ha dicho la última palabra en este tema, pues hay bastante trabajo en estudiar la influencia de las condiciones ambientales como el frío o la humedad, pero ahora se ha abierto una nueva perspectiva en el terreno de la prevención de este mal.

Higes M, Martín-Hernández R, Botías C, Bailón EG, González-Porto AV, Barrios L, Del Nozal MJ, Bernal JL, Jiménez JJ, Palencia PG, & Meana A (2008). How natural infection by Nosema ceranae causes honeybee colony collapse. Environmental microbiology, 10 (10), 2659-69 PMID: 18647336

Bromenshenk JJ,, Henderson CB,, Wick CH,, Stanford MF,, Zulich AW,, & et al. (2010). Iridovirus and Microsporidian Linked to Honey Bee Colony Decline
PLoS ONE, 5 : 10.1371

Cine y Bichos: El experimento Tuskegee

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El infierno está empedrado de buenas intenciones. Esta frase atribuida a San Bernardo de Claraval resume perfectamente la historia que cuenta la película "El experimento Tuskegee" (Miss Evers' Boys, 1997 ). Ya comenté en la entrada anterior que la estaba elaborando cuando surgió la noticia sobre los experimentos similares en Guatemala

La producción está articulada como una serie de flahbacks relatados por la enfermera Eunice Evers (Alfre Woodard) que está declarando en una comisión investigadora del Senado estadounidense. Esta enfermera, cuyo nombre real era Eunice Rivers, es la protagonista sobre la que gira la historia ya que fue el único miembro del equipo investigador que permaneció a lo largo de los 40 años que duró el estudio. Su participación fue esencial pues era el vínculo de unión entre los médicos y los pacientes negros. Firmó artículos como autora principal y llegó a ser vista como un ejemplo de integración de la mujer negra en el mundo académico y científico.

En 1928, la Sección de Enfermedades Venéreas del Servicio de Salud Pública (PHS) de los Estados Unidos y la Fundación Rosenwald de Chicago decidieron co-financiar un estudio sobre el la prevalencia de la sífilis entre la población negra de los Estados del Sur. La mayor parte de los médicos del PHS tenían un pensamiento progresista y opinaban que había que hacer un esfuerzo educativo y sanitario entre dicha población para así mejorar su calidad de vida. El estudio era visto como un signo de los nuevos tiempos. En esos momentos vientos de cambio agitaban a la sociedad norteamericana y esta investigación fue una de las muchas iniciativas en el camino de conseguir la integración racial.

Entre 1929 y 1931, se inició un proyecto para la detección y el tratamiento de la sífilis entre la población negra de cinco condados de diferentes estados sureños. Se encontró que el condado de Macon, en Alabama, era el que presentaba la mayor prevalencia, un 36%. La idea era que durante 8 meses, 399 hombres de raza negra que padecían sífilis iban a ser estudiados y comparados con un grupo control de 201 hombres sin infectar. Al final de los 8 meses, los pacientes serían tratados de su enfermedad. El tratamiento se basaba en el uso del Salvarsan, un compuesto orgánico de arsénico, y en sales mercuriales. Ese tratamiento provocaba una gran cantidad de reacciones adversas y era muy caro, pero era la única alternativa. Para animar a la participación, además de la gratuidad del tratamiento, se ofertaron exámenes médicos, comida y transporte a las instalaciones sanitarias. Para muchas de esas personas de origen tan humilde era la primera vez que les examinaba un doctor.

Los médicos del PHS solicitaron la colaboración de los médicos de raza negra del Instituto Tuskegee (actualmente Universidad de Tuskegee). El instituto recibiría fondos federales, puestos de trabajo y formación especializada para su personal sanitario. A cambio, el instituto se comprometió a convencer a los líderes de la comunidad negra a que apoyaran el estudio. Cómo la sífilis provocaba un gran rechazo social se decidió que no se informaría a los pacientes de que enfermedad padecían. Simplemente se les dijo que tenían "sangre mala", un término vago que englobaba a la sífilis, pero también a la anemia o a la fatiga.

Al poco de iniciarse el estudio la Gran Depresión provocó que la Fundación Rosenwald retirara su apoyo económico, por lo que no podía suministrarse el carísimo tratamiento. Los investigadores, blancos y negros, se vieron frente a una disyuntiva. Cancelar el estudio o continuarlo cambiando su enfoque. Se decidieron por lo último.

En 1928 se publicó un trabajo conocido como el Estudio de Oslo. Era un trabajo retrospectivo que describía lo que le había pasado a un grupo de enfermos noruegos de sífilis desde el año 1909. Los investigadores de Tuskegee decidieron realizar su propio estudio pero de manera prospectiva. Es decir, observarían el desarrollo de la enfermedad entre los pacientes negros sin tratar. Y aquí nos encontramos con la primera decisión ética de gravedad. Se decidió que se seguiría manteniendo en la ignorancia a los pacientes y que los fondos federales se destinarían a costear el transporte, los exámenes médicos, la toma de muestras incluidas punciones lumbares ofrecidas como un "tratamiento especial", e incluso el tratamiento gratuito de enfermedades menores, pero nunca se dedicarían al caro tratamiento de la sífilis.

Tanto el personal sanitario blanco como negro vieron en aquello un avance social. El estudio de Oslo había sido realizado con pacientes blancos. El suyo mostraría si la población negra se comportaba de manera distinta o no. Si no era así, entonces se demostraría que no había diferencias raciales con respecto a la enfermedad. Teóricamente, el estudio debía de durar los 8 meses previstos. Después, se realizaría un informe y se finalizaría. Pero los 8 meses pasaron y el estudio continuó. Nadie estaba interesado en pararlo. Para la Universidad de Tuskegee era una fuente de financiación y trabajo. Para el PHS era un estudio único en el mundo que podía generar un gran número de artículos. A los ojos de los investigadores, los pacientes habían dejado de ser seres humanos y habían pasado a ser material de estudio.

En medio de la II Guerra Mundial se tomó la más grave decisión ética. Desde 1943, la sífilis era tratada exitósamente con penicilina, y dicho medicamento estaba disponible para los soldados. 250 hombres del estudio fueron llamados a filas, pero los investigadores consiguieron que no fueran reclutados para así evitar que fueran tratados y curados. En 1947, tras el descubrimiento de los experimentos médicos nazis y japoneses, se firmó el Código de Nuremberg sobre la realización de ensayos clínicos en humanos. En ese mismo año, la penicilina estaba disponible para la población civil y era barata. Pero los médicos de Tuskegee obviaron el beneficio de los pacientes y siguieron con su estudio justificándose en que al haber sido iniciado en 1932, no se le podía aplicar el Código de Nuremberg. Además realizaron una lista con los pacientes que fue enviada a los distintos hospitales de la zona para evitar que se les suministrase dicho medicamento. Por si no bastaba, se les engañó asegurándoles que la penicilina podía provocarles la muerte por una reacción adversa.

El estudio terminó bruscamente en 1972 cuando Peter Buxtun, un miembro reciente del equipo investigador, denunció la mala praxis a la prensa. Sólo sobrevivían 74 personas de los 399 iniciales. 28 habían muerto por causa directa de la sífilis. 100 murieron por complicaciones relacionadas. Además, 40 esposas fueron infectadas y 19 niños nacieron con sífilis congénita. Los pacientes habían pasado a ser víctimas.

La película se centra sobre todo en los sucesos ocurridos entre los años 1928 y 1947. El personaje de Evers es muy interesante porque personifica el debate moral. Por un lado sabe qué esta pasando y no lo cuenta, y por otro se siente con remordimientos lo que la obliga a consolar y confortar a los pacientes. Su relación con ellos fue muy estrecha, y en la película incluso inicia un romance con uno de ellos (Laurence Fishburne). Rivers Siguió preocupándose de los pacientes incluso después de su jubilación. Uno puede entender que una enfermera negra de un estado sureño en los años 30 del pasado siglo no tendría manera de objetar las decisiones de un médico de raza negra, y mucho menos de un médico de raza blanca. Pero en los años 50 y 60 las cosas habían cambiado mucho. La auténtica Eunice Rivers no tuvo los remordimientos de la ficticia Rivers y defendió siempre que el estudio supuso un gran beneficio para gente tan humilde y que la decisión de mantener engañados a los pacientes era la correcta. Pero como se encarga de decirle el personaje de Laurence Fishburne, ellos son negros, no niños.


Eunice Rivers no fue la única persona en defender el estudio. Muchos de los médicos, blancos y negros, también lo hicieron. John Heller, el director del Servicio de Enfermedades Venéreas del PHS entre 1942 y 1948 llegó a afirmar que la situación de los hombres no justifica el debate ético. Ellos eran sujetos, no pacientes; eran material clínico, no gente enferma. Tras la investigación senatorial se establecieron una serie de protocolos y comisiones para evitar que dicha situación volviera a repetirse. Pero el daño ya estaba hecho. Cuando apareció el SIDA se observó que la población negra estadounidense era la más reacia a acudir a los hospitales y hoy en día es el segmento de población más reticente a la donación de órganos.


Y es que a veces las mejores intenciones causan lo mayores males.






Enlaces relacionados: "El experimento Tuskegee" en la Revista de Medicina y Cine





RIVERS E, SCHUMAN SH, SIMPSON L, & OLANSKY S (1953). Twenty years of followup experience in a long-range medical study. Public health reports, 68 (4), 391-5 PMID: 13047502

Thomas, S., & Quinn, S. (1991). The Tuskegee Syphilis Study, 1932 to 1972: implications for HIV education and AIDS risk education programs in the black community. American Journal of Public Health, 81 (11), 1498-1505 DOI: 10.2105/AJPH.81.11.1498

El infame experimento de la sífilis de Tuskegee se repitió en Guatemala

Treponema pallidum, el patógeno de la sífilis (fuente: Wikipedia)

Estaba preparando una entrada dedicada a la película "El experimento Tuskegee" cuando ha saltado la siguiente noticia.

El gobierno de EE.UU. ha pedido disculpas al gobierno de Guatemala por haber realizado un experimento en el que se infectó deliberadamente con sífilis a 696 personas. El experimento fue realizado entre los años 1946 y 1948 y no se pidió autorización a ninguna de las victimas.

Según la secretaria de Estado Hillary Clinton, el experimento fue "claramente inmoral". Desde 1947, año en el que se firmó el protocolo de Nuremberg para la experimentación médica en humanos, se requiere el consentimiento informado de los participantes del estudio, así como la aprobación de una junta de revisión institucional.

La investigación fue descubierta por Susan Reverby, profesora sobre Estudios de la Mujer y de Género del Wellesley College. En su artículo que publicará la revista Journal of Policy History, describe como entre los años 1946 y 1948, se infectó deliberadamente a 696 personas que se encontraban en la Penitenciaría Nacional de Guatemala, el Hospital Nacional de Salud Mental y los cuarteles militares en Guatemala. A los prisioneros la infección fue provocada a través de prostitutas infectadas y los otros a través de la inoculación directa. Al parecer los permisos fueron obtenidos de las autoridades guatemaltecas, pero no de los individuos, una práctica muy común en aquella época. Después de haber sido infectados, a los pacientes se les administró penicilina para curarles la enfermedad. Sin embargo, parece ser que el tratamiento no se siguió hasta estar seguros de la completa curación de todas las victimas.

El estudio de Guatemala fue dirigido por John Cutler, un médico del Servicio de Salud Pública de los EE.UU. tristemente famoso por haber participado en el experimento de la sífilis en Tuskegee. Durante los años 30, los investigadores observaron la progresión de la enfermedad en cientos de hombres negros de clase baja en Macon County, Alabama. Los pacientes nunca fueron tratados de su dolencia y se les engañó haciéndoles creer que si tomaban penicilina morirían. El estudio de Tuskegee comenzó en 1932 y se detuvo en 1972, sólo después de que los periódicos informaran del experimento en 1972. El presidente Bill Clinton ofreció una disculpa formal por parte del gobierno en 1997.

Tras la disculpa formal por parte de Hillary Clinton se ha prometido una investigación exhaustiva sobre el caso.

Realizado a partir de material de Scientific American

Susan M. Reverby (2010). Normal Exposure’ and Inoculation Syphilis: A PHS ‘Tuskegee’
Doctor in Guatemala, 1946-48 Journal of Policy History

Los Ig Nobel 2010 y la Microbiología

Ayer se fallaron los famosos "Ig Nobel" y como puede verse en el cartel, el tema de este año era "La bacteria". Y lo cierto es que tres de los premios han tenido que ver con el mundo de la microbiología.

De uno de ellos, el Ig Nobel a la Planificación del Transporte, se habló en "El podcast del microbio" y en el blog "La ciencia de la vida, la Biología". Se trata del trabajo realizado por un grupo japonés con el moho mucoso Physarum polycephalum, en el que observaron como era capaz de generar el mapa de transporte ferroviario de Tokio.

El Ig Nobel de Ingeniería ha ido a parar a un grupo de la Sociedad Zoológica de Londres y el Instituto Politécnico Nacional de México por su uso de helicópteros a control remoto para tomar muestras de moco de ballenas que sufran infecciones respiratorias. Tras analizar el moco mediante técnicas moleculares fueron capaces de detectar géneros de bacterias patógenas como Haemophilus, Streptococcus y Staphylococcus.

Finalmente, el Ig Nobel de Salud Pública se le ha concedido a un grupo investigador de Fort Detrick por demostrar el riesgo microbiológico que supone, tanto a nivel familiar como de amistad, el relacionarse con hombres barbudos. Tras una serie de experimentos, observaron que las barbas podían transportar tanto microorganismos patógenos y toxinas, y que estos no desaparecían a pesar de usar agua y jabón.

Como suelen decir en los Ig Nobel: primero reír, luego pensar

Acevedo-Whitehouse, K., Rocha-Gosselin, A., & Gendron, D. (2010). A novel non-invasive tool for disease surveillance of free-ranging whales and its relevance to conservation programs Animal Conservation, 13 (2), 217-225 DOI: 10.1111/j.1469-1795.2009.00326.x

Tero, A., Takagi, S., Saigusa, T., Ito, K., Bebber, D., Fricker, M., Yumiki, K., Kobayashi, R., & Nakagaki, T. (2010). Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design Science, 327 (5964), 439-442 DOI: 10.1126/science.1177894

Barbeito MS, Mathews CT, & Taylor LA (1967). Microbiological laboratory hazard of bearded men. Applied microbiology, 15 (4), 899-906 PMID: 4963447

El origen de la malaria

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La portada del último número de la revista Nature está dedicada a un artículo que describe el posible origen de Plasmodium falciparum, el principal parásito de la malaria. Al parecer fue un evento de transferencia a partir de un único hospedador.

Los simios son parientes evolutivos del ser humano, y también sufren malaria. Pero en ellos las especies de Plasmodium son distintas de las que se encuentran en el ser humano. Así, en los chimpancés, la malaria es producida por P. reichenowi. Se pensaba que cuando el linaje humano divergió del de los chimpancés hace unos 5 a 7 millones de años, también lo hicieron los plasmodios.

Mapa de los muestreos realizados a lo largo del África Central (fuente: Liu et al. 2010)

Pero parece que no fue así. Los investigadores han aplicado una técnica que consiste en amplificar de manera específica los genomas de Plasmodium spp. presentes en muestras fecales de simios que viven salvajes en la naturaleza. Se recolectaron unos 3.000 especímenes a través de todo el África Central. Lo que encontraron es que el parásito infectaba a chimpancés (Pan troglodytes) y gorilas occidentales (Gorilla gorilla), pero no infectaba a bonobos (Pan panicus) y gorilas orientales (Gorilla beringei).

También observaron que las infecciones plasmodiales en los simios presentan una alta prevalencia, gran distribución y casi siempre se deben a una mezcla de especies parásitas de Plasmodium. El análisis de 1.1oo secuencias de genes mitocondriales, tanto de los apicoplastos o de los genes nucleares, ha revelado que el 99% de las especies de plasmodios se agrupan en seis linajes. Pero los análisis filogenéticos de las secuencias completas del genoma mitocondrial de la especie P. falciparum muestra que forma un grupo monofilético dentro del linaje proveniente del gorila, lo que indica que este parásito proviene de los gorilas y no de los chimpancés o de los simios que fueron antepasados de la especie humana.

Filogenia de la malaria. Este árbol filogenético muestra los seis linajes del género Plasmodium que parasitan a los simios africanos y su relación con P. falciparum. En azul se muestran los linajes que infectan al chimpancé y en rojo a los gorilas. P. reichenowi está dentro del grupo C1. Las cepas de P. falciparum forman un grupo de gran homogenidad genética que está dentro del grupo G1, lo que sugiere que su origen se encuentra ahí. (fuente: Nature)

El estudio de ofrece nuevas claves sobre el origen de la malaria, pero también complica nuestro entendimiento de la escala de tiempo sobre la cual tuvo lugar este evento de emergencia de una nueva enfermedad. El cuadro anterior era un ejemplo de libro de texto: hace unos 5 a 7 millones de años el linaje humano se separa del linaje de los chimpancés y los parásitos co-evolucionan con su respectivo hospedador. Ahora en cambio, nos encontramos con que un parásito de una especie emparentada a la nuestra (el gorila), consigue saltar a nuestra especie en un evento singular en un momento temporal desconocido, y a partir de ahí comienza a evolucionar de manera independiente.

Si el plasmodio fuera un virus RNA como el VIH, se podría calibrar el "reloj molecular" y estimar el momento de la divergencia simplemente contando el número de mutaciones entre aislados muestreados en distintos momentos. De esa forma conoceríamos la velocidad a la que evoluciona. Básicamente eso es lo que se hizo para determinar el origen del HIV a partir de los chimpancés. Pero, Plasmodium es un microorganismo eucariota con una velocidad de evolución muy lenta, tanto que no se puede calibrar el reloj.

A menos que lo calibremos con un evento externo. Por ejemplo, intentando relacionarlo con las migraciones de nuestros antepasados cuando dejaron África, pero eso no es fácil. Tenemos un interesante puzzle por delante.

Liu W, Li Y, Learn GH, Rudicell RS, Robertson JD, Keele BF, Ndjango JB, Sanz CM, Morgan DB, Locatelli S, Gonder MK, Kranzusch PJ, Walsh PD, Delaporte E, Mpoudi-Ngole E, Georgiev AV, Muller MN, Shaw GM, Peeters M, Sharp PM, Rayner JC, & Hahn BH (2010). Origin of the human malaria parasite Plasmodium falciparum in gorillas. Nature, 467 (7314), 420-5 PMID: 20864995

2ª Jornada sobre Calidad e Innovación Docente en Microbiología

El próximo viernes 22 de octubre se va a celebrar la 2ª Jornada de Calidad e Innnovación Docente en Microbiología en el Campus de Sant Joan d’Alacant en la Universidad Miguel Hernández.

Es una iniciativa de un grupo de profesores de las Universidades de Alicante y la Miguel Hernández. Está encuadrada dentro de las actividades del grupo de Docencia y Difusión de la Microbiología de la SEM.

La invitación es extensiva a cualquier docente implicado en la enseñanza de la Microbiología y en el link de arriba se puede ampliar la información sobre el evento.

Moscas, bacterias, virus y mecánica cuántica

Max Delbrück en 1940 (Fuente: Wikipedia)

No es la primera vez que hablamos de Max Delbrück. Era hijo de Hans Delbrück, un profesor de historia militar de la Universidad de Berlín. Estudió Astrofísica en la Universidad de Gottingen. Pero para su doctorado, que completó en 1930, eligió el campo de la Física Teórica, pues en ese momento estaba en plena ebullición. En 1932 trabajaba como asistente en el laboratorio de Lise Meitner y Otto Hahn. Allí publicó un trabajo sobre la dispersión de los rayos gamma debido a un fuerte campo electromagnético. Es lo que se conoce actualmente como "Dispersión de Delbrück". En esa época asistió a una conferencia de Niehls Bohr titulada "Luz y vida" sobre la aplicación de los principios de la Mecánica Cuántica a la Biología. que le convenció de que trabajase en Biología.

En 1935 publicó un artículo conjuntamente con N.W. Timofeef-Ressovsky y K.G. Zimmer que se tituló: Über die Natur der Genmutation und der Genstruktur, y que podría traducirse por: "Sobre la naturaleza de la mutación del gen y de su estructura". En mi opinión es el primer trabajo científico sobre Biología Molecular. El artículo describía como se se producían mutaciones en la mosca Drosophila melanogaster tras ser irradiada con rayos X. Hay que tener en cuenta que en esa época no se tenía ni idea de cuál era la naturaleza química del material genético. El descubrimiento del DNA aún estaba lejano en el tiempo. El gen era una entidad discreta, pero abstracta. Así que Delbrück teorizó sobre la estabilidad de dicha entidad enfrentando los datos genéticos a los postulados de la teoría atómica. Llegó a la conclusión de que la evolución debía haber estabilizado la estructura molecular de los genes de forma que su frecuencia natural a reordenarse y combinarse debía de ser muy inferior a la frecuencia de su reproducción. De lo contrario la información se perdería sin remedio a lo largo de las generaciones. Las mutaciones eran transiciones cuánticas causadas por fluctuaciones térmicas debidas al azar, o a la absorción de energía radiante.

Portada de la separata del artículo Sobre la naturaleza de la mutación del gen y de su estructura (Fuente: Bibliopolis)

El artículo de Delbrück y sus colaboradores inspiró a otro gran físico, Erwin Schröedinger, a escribir uno de los libros más influyentes de la Biología: "¿Qué es la vida?". Schröedinger realizó una predicción sobre las propiedades químicas y físicas que debía de cumplir el material genético. Desde el punto de vista de la química, la molécula portadora de la información genética debía de ser un "cristal aperiódico". Una estructura que fuera repetitiva pero que al mismo tiempo presentara diferencias entre sus subunidades. Y realizó una apuesta: el material genético debían de ser las proteínas. Erwin acertó en la predicción pero perdió en la apuesta.

En 1937 Delbrück decidió cambiar de aires. No era judío, pero la Alemania nazi se estaba volviendo peligrosa para cualquiera que no comulgara con el pensamiento único de la época. Se fue a trabajar a la división de Biología del Caltech, y una vez allí decidió cambiar de sujeto de experimentación. En lugar de moscas, se decantó por la bacteria Escherichia coli y los virus bacteriofagos. Dos años después publicó un artículo con E. L. Ellis titulado "El crecimiento del bacteriófago" en el que describía la multiplicación de los virus como un proceso explosivo de una sola etapa.

Gráficas del artículo "El crecimiento del bacteriófago" en el que se muestra la influencia de la temperatura en la multiplicación vírica. En cada gráfica se compara el crecimiento de Escherchia coli a esa temperatura (línea de puntos en el lado derecho, frente a la multiplicación explosiva y en un sólo paso del bacteriófago. (Fuente: Delbruck y Ellis, 1939)

Esta entrada participa en el XI Carnaval de la Física




N.V. Timofeeff-Ressovsky, K. G. Zimmer, & Max DelbrÜck (1935). Über die Natur der Genmutation und der Genstruktur Nachr. Ges. Wiss. Göttingen, Fachgr, 13, 190-245
Ellis EL, & Delbrück M (1939). The growth of Bacteriophage. The Journal of general physiology, 22 (3), 365-84 PMID: 19873108
Dronamraju KR (1999). Erwin Schrödinger and the origins of molecular biology. Genetics, 153 (3), 1071-6 PMID: 10545442




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¿Medicamentos a partir del cerebro de las cucarachas?

No, no está en un blog sobre pócimas y brujería. Pero lo cierto es que la noticia me ha hecho recordar una historia que oí una vez sobre un ungüento para tratar las infecciones de oído fabricado a base de alas de cucaracha machacadas y dejadas macerar en aceite de oliva. Por supuesto, ni lo he probado, ni recomiendo que alguien utilice algo tan asqueroso.

El caso es que el pasado 7 de septiembre se presentó una comunicación en un encuentro de la Society for General Microbiology que se celebra en la Universidad de Notinggham. La idea de los microbiólogos Naveed Khan y Simon Lee es que estos insectos suelen vivir en los lugares más sucios conocidos por el ser humano. Las cucarachas se arrastran por entre carne corrompida, vegetales podridos y desechos putrefactos repletos de bacterias y parásitos. ¿Cómo consiguen sobrevivir?

Los investigadores pulverizaron varias partes del cuerpo de estos insectos y los incubaron durante dos horas con distintas bacterias. Posteriormente, inoculaban la mezcla en una placa Petri y las dejaron en la estufa de crecimiento durante toda la noche. La sorpresa fue encontrar que los extractos del cerebro habían acabado con el 90% de las bacterias. Y entre las bacterias ensayadas estaba el estafilococo MRSA. No eran los únicos insectos con esta propiedad. El tórax de las langostas también acababa con los cultivos bacterianos.

Pero una sustancia puede ser un potente antibacteriano y sin embargo ser totalmente inútil. Lo siguiente que hicieron los investigadores fue incubar los extractos de insectos con células humanas de riñón o con células epiteliales para comprobar si las afectaban. Y vieron que no. Las células parecían crecer sin problemas.

Han intentado identificar las moléculas responsables de dicho efecto antimicrobiano. Al parecer son nueve, pero aún desconocen de que tipo son. También desconocen si el efecto antimicrobiano es debido a cada una de ellas o es un efecto sinérgico. Es decir, si actúan por separado o como un cóctel. Y finalmente, aún es pronto para decir si podrán tener aplicación terapéutica.

Y es que, como ya vimos en una entrada anterior, las cucarachas guardan un montón de sorpresas.

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Microbe Manga: El Kiviak

Un alca, un inuit desenterrando el kiviak y aspecto de dicho alimento. Fuente de la imagen

Hace tiempo que no traía al blog alguna cosa de la serie "Moyashimon".

En el primer episodio de la serie se habla de un alimento esquimal conocido como Kiviak. Consiste en una piel de foca a la que se la rellena de gaviotas o de alcas. Después se cose y se la que entierra debajo de unas cuantas piedras pesadas. El peso de las rocar evita que los gases producidos durante la fermentación rompan el "contenedor". Tras uno o dos años, la foca se desentierra, se abre, y su contenido se aprovecha. El interior de los pájaros se ha convertido en una especie de salsa que sabe a queso azul (yo no la he probado). En la serie de dibujos podemos ver cómo se come dicho contenido, aunque también puede ser usado como una salsa para aliñar la carne de la foca.

¡Bon appetit!

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Una pinta de tetraciclina

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Relieve del sarcófago de la reina Kawit, esposa de Metuhotep II . Dinastía XI. Posíblemente se está tomando una cerveza. Fuente de la imagen: Egiptomania

En los años 80 del siglo pasado el grupo arqueológico liderado por el profesor George Armelagos de la universidad de Emory realizó un descubrimiento sorprendente. Encontró trazas del antibiótico tetraciclina en huesos humanos procedentes de la antigua Nubia (el actual Sudán). Los restos fueron enterrados entre el 350 y el 550 DC, lo que quiere decir que los nubios producían antibióticos unos 1.500 años antes que Fleming descubriera la penicilina, Florey y Chain la fabricasen en masa, y Duggar descubriera la tetracilina.

El descubrimiento fue de casualidad. Lo que los anglosajones llaman serendipity y en castizo denominamos "chiripa". Debra Martin, becaria de Armelagos en aquellos años, estaba aprendiendo a hacer preparaciones oseas para el microscopio. Normalmente usaba un microscopio óptico normal, pero ese día estaba roto. Así que tomó sus muestras de momias nubias y se las llevó al microscopio de luz ultravioleta. La tetraciclina se une fuertemente al fosfato cálcico, y bajo la luz ultravioleta fluoresce con un intenso color verdoso. Si Debra Martin hubiera utilizado el microscopio normal, o las muestras hubieran sido de momias mayas, no se habría llevado la sorpresa de su vida.

Fluorescencia verde indicativa de depósitos de tetraciclina en huesos de momias nubias. Fuente de la imagen: esciencecommons

Evidentemente el descubrimiento fue acompañado de una cierta polémica. Algunos pensaron que era una contaminación moderna debida a los microorganismos que habían crecido al descomponer los cadáveres. Pero otros pensaron que no, y se preguntaron cuál sería la fuente de dicho antibiótico. En principio se pensó que podía ser debido al consumo de grano contaminado con la bacteria Streptomyces, pero no parecía probable porque en esas condiciones no se produce mucha tetraciclina. Streptomyces produce tetraciclina en cantidad cuando compite con otros microorganismos y no cuando crece solo.

Armelagos hipotetizó con el hecho de que los nubios conocían las técnicas artesanales de producción de cerveza ya que su reino era fronterizo al Antiguo Egipto. La cerveza es un cultivo de levaduras. Era probable que la cerveza nubia se contaminara con alguna especie de Streptomyces y que al competir con la levadura, sintetizara el antibiótico que se acumularía en la bebida.

Pero ¿realmente fue una contaminación esporádica? Si ese fuera el caso los niveles de tetraciclina en los huesos no deberían ser muy altos. La gente tomaría un lote contaminado alguna que otra vez pero eso no basaría para explicar la acumulación de tetraciclina en los huesos. Armelagos pensó que los maestros cerveceros nubios buscaban deliberadamente la producción de una cerveza conteniendo el microorganismo productor de ese antibiótico, aunque por supuesto no supieran que estaba ahí. De hecho, dos de sus becarios demostraron que Streptomyces era capaz de producir tetraciclina cuando crecía en cerveza fermentada al estilo nubio. Aunque eso no era suficiente para demostrar que la tetraciclina era producida de manera deliberada, era un indicio más.

Ahora han conseguido otro. En una de sus conferencias Armelagos conoció a Mark Nelson, químico experto en tetraciclinas de la compañía Paratek Pharmaceuticals. Nelson le pidió unas muestras de huesos para analizarlas y tras disolverlas en ácido fluorhídrico determinó los niveles de tetraciclina en los huesos. Los resultados indicaban que los huesos estaban saturados de tetraciclina, lo que quería decir que los nubios la tomaban durante largos períodos de tiempo y no de manera esporádica. No sólo eso. El hecho de encontrar altos niveles de tetraciclina en el cráneo y la tibia de un niño de 4 años podría indicar que la utilizaban con fines medicinales para tratar algún tipo de enfermedad, aunque en el caso del infante, sin éxito. Eso, o a los nubios les gustaba alcoholizar a los menores.

Depósito amarillo de tetraciclina purificada a partir de los huesos de las momias nubias. Fuente de la imagen: esciencecommons

¿Y cómo llegaron los maestros cerveceros a producir tetraciclina en su cerveza? Nelson propone una interesante hipótesis. El primer antibiótico de la clase de las tetraciclinas fue descubierto por Duggar en 1948 fue la aureomicina. La denominó así porque la colonia que la producía tenía un bonito color dorado (Streptomyces aureofaciens). Quizás los maestros cerveceros nubios pensaron que habían recibido un regalo de los dioses cuando abrieron una de sus cubas cerveceras y encontraron flotando sobre su superficie una gran masa de color dorado. Y cómo los nubios eran antiguos, pero no tontos, aplicaron las técnicas tradicionales de producción cervecera para mantener a dicho fermento.

Y ¿para qué la usaban? pues o bien se consideraba que debía de tener alguna propiedad diferente a la cerveza tradicional, por ejemplo como medicamento (ver la especulación más arriba) o bien la cerveza con un toque de tetraciclina está más rica que la que se producía tradicionalmente. Supongo que el tiempo lo dirá.

Colonias de Streptomyces aureofaciens. Desgraciadamente el medio de cultivo no parece inducir la producción de pigmento amarillo. Fuente de la imagen: prodantibiotic

Links relacionados:
Twisted BacteriaTetraciclina en los huesos de los habitantes de Pompeya.
Amazings: Los nubios ya usaban antibióticos hace 2.000 años

Nelson ML, Dinardo A, Hochberg J, & Armelagos GJ (2010). Brief communication: Mass spectroscopic characterization of tetracycline in the skeletal remains of an ancient population from Sudanese Nubia 350-550 CE. American journal of physical anthropology, 143 (1), 151-4 PMID: 20564518

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Seis enfermedades que ni siquiera sabías que podías atrapar

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Hace cosa de un año la revista New Scientist publicó un artículo con ese sugestivo y alarmante título. Se hacía un breve resumen de aquellas enfermedades que se pensaba que podían tener como causa un microorganismo patógeno, en contra del tradicional punto de vista de que su origen era debido a causas genéticas, envejecimiento o malos hábitos alimentarios. Repasemos la lista otra vez con sus recientes actualizaciones:

Obesidad.

A finales de los años 80 el medico indio Nikhil Dhurandha se encontró con que el adenovirus Ad-36 causaba obesidad en ratones y marmotas. Además encontró que el 30% de las personas obesas presentaban anticuerpos contra dicho virus. No era el único. El adenovirus SMAM-1 también parece ser adipogénico. Pero la hipótesis de la "infectobesidad" todavía no está demostrada al completo.

Hay estudios sobre poblaciones infantiles que la apoyan:

- Human adenovirus-36 antibody status is associated with obesity in children

- Association between human adenovirus-36 and lipid disorders in Korean schoolchildren

Y otros realizados en población adulta que no la apoyan:

- Adenovirus 36 seropositivity is strongly associated with race and gender, but not obesity, among US military personnel

- Lack of Evidence for the Role of Human Adenovirus-36 in Obesity in a European Cohort.

Diabetes.

En el caso de la diabetes de tipo I los sospechosos son los enterovirus del grupo Coxsackie B (conocidos por sus siglas CBV) pero también hay otras familias víricas implicadas. Al parecer la infección por estos virus puede desencadenar una respuesta autoinmune que acaba destruyendo las células del páncreas.

- Infection with viruses from several families triggers autoimmune diabetes in LEW*1WR1 rats: prevention of diabetes by maternal immunization.

- Phagocytosis of enterovirus-infected pancreatic beta-cells triggers innate immune responses in human dendritic cells.

Esquizofrenia.

El culpable en este caso es un bicho mucho más grande, aunque también puede haber otros implicados. Se trata del parásito Toxoplasma gondii, (Toxo para los amigos). Ya vimos en una entrada anterior que Toxo era un parásito cuyo hospedador final era el gato pero que tenía como hospedador intermedio al ratón. Toxo cambiaba el comportamiento del roedor de manera tal que le hacía perder el miedo y de esa forma se convertía en presa fácil de los felinos. Bueno, pues se piensa que en los humanos puede ser el responsable de algunos casos de comportamiento esquizofrénico. Y la evidencia parece ir acumulándose:

- Toxoplasma and schizophrenia.

- Toxoplasmosis as a cause for behaviour disorders--overview of evidence and mechanisms.

Cáncer de pecho.

Volvemos a los virus. En este caso se sabe desde los años 30 del pasado siglo que hay un retrovirus que causa tumores de mama en ratones (Mouse Mammary Tumor Virus o MMTV). En en año 2007, la investigadora Beatriz Pogo del Mount Sinai School of Medicine en Nueva York, encontró que en el 38% de los tumores de pecho se encontraba una secuencia semejante a la del MMTV. Recientemente han publicado la detección de un retrovirus al que han denominado Betaretrovirus Humano o HBRV

- Detection of human mammary tumor virus proteins in human breast cancer cells

Trastorno Obsesivo-Compulsivo.

El trastorno obsesivo-compulsivo es una enfermedad mental que se manifiesta como comportamientos repetitivos y ritualistas, como por ejemplo el lavarse las manos cada pocos minutos, tratando frenéticamente de deshacerse de los gérmenes. Varias causas han sido propuestas, que van desde los genes hasta infancias traumáticas. Más recientemente, el interés se ha centrado en una parte del cerebro llamada ganglio basal, que se cree que participa en la toma de decisiones. Los casos de TOC surgen después de la lesión a esta área, por ejemplo, después de una apoplejía o un golpe en la cabeza.

En los años la neurobióloga Susan Swedo encontró una posible correlación entre infecciones pediátricas por estreptococos del grupo A y la aparición del TOC en niños. Se hipotetizó con la posibilidad de que la infección desencadenase algún tipo de respuesta autoinmune. Por ello se la denominó Trastorno Pediátrico Neurosiquiátrico Autoinmune Asociado a Estreptococos o PANDAS por sus siglas en inglés. Sin embargo, los últimos estudios realizados parecen apuntar a que si existe dicha correlación, esta sería muy débil.

- Streptococcal infection, Tourette syndrome, and OCD: is there a connection?

Cáncer de próstata.

En el año 2006, un equipo dirigido por Joseph DeRisi, un bioquímico en el Howard Hughes Medical Institute en San Francisco, analizó diversos cánceres de próstata en busca de virus y descubrieron que algunas de las muestras contenían un nuevo retrovirus estrechamente relacionado al virus xenotrópico de la leucemia murina (XMRV), que se sabe que causan tumores en ratones. Curiosamente, los pacientes eran deficitarios en la enzima antiviral RNasa L. Este retrovirus también ha sido asociado con la aparición del síndrome de fatiga crónica, sin embargo, aún no hay pruebas concluyentes de dicha asociación.

- Biology and pathophysiology of the new human retrovirus XMRV and its association with human disease.

Atkinson RL, Lee I, Shin HJ, & He J (2010). Human adenovirus-36 antibody status is associated with obesity in children. International journal of pediatric obesity : IJPO : an official journal of the International Association for the Study of Obesity, 5 (2), 157-60 PMID: 19593728

Goossens VJ, Dejager SA, Grauls GE, Gielen M, Vlietinck RF, Derom CA, Loos RJ, Rensen SS, Buurman WA, Greve JW, van Baak MA, Wolffs PF, Bruggeman CA, & Hoebe CJ (2009). Lack of Evidence for the Role of Human Adenovirus-36 in Obesity in a European Cohort. Obesity (Silver Spring, Md.) PMID: 20010727

Schulte BM, Kramer M, Ansems M, Lanke KH, van Doremalen N, Piganelli JD, Bottino R, Trucco M, Galama JM, Adema GJ, & van Kuppeveld FJ (2010). Phagocytosis of enterovirus-infected pancreatic beta-cells triggers innate immune responses in human dendritic cells. Diabetes, 59 (5), 1182-91 PMID: 20071599

Fekadu A, Shibre T, & Cleare AJ (2010). Toxoplasmosis as a cause for behaviour disorders--overview of evidence and mechanisms. Folia parasitologica, 57 (2), 105-13 PMID: 20608472

Melana SM, Nepomnaschy I, Hasa J, Djougarian A, Djougarian A, Holland JF, & Pogo BG (2010). Detection of human mammary tumor virus proteins in human breast cancer cells. Journal of virological methods, 163 (1), 157-61 PMID: 19781575

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Bernoulli y la inmunización frente a la viruela

Cuando uno escucha el nombre de Bernoulli inmediatamente piensa en flujos y turbulencias. En el campo de la Biología, la dinámica de fluidos tiene bastante importancia en disciplinas como la Fisiología Animal; movimiento de la sangre y otros fluidos corporales; y Vegetal; movimiento de la savia, captación de agua. También en el campo de la Microbiología, sobre todo en el aspecto Industrial.

Pero Bernoulli también es conocido en el campo de la Infectología y las vacunas. El motivo es que fue el primero en demostrar matemáticamente que la inoculación de la viruela era efectiva. Todos hemos oído hablar de Jenner y de su famoso experimento de 1796. Pero si nos paramos un poquito a pensar, Jenner sólo hizo UNA prueba. En el mundillo de la investigación hay un chiste que dice: One experiment, one paper. Two experiments, no paper. Y es que no sería la primera vez que un experimento es exitoso pero al tratar de repetirlo, lo observado anteriormente no se reproduce.

De hecho Jenner no descubrió nada nuevo, sólo lo hizo mucho más simple, seguro y efectivo. La inmunización frente a la viruela se comenzó a realizar en el Reino Unido en 1724. Y todo gracias a Lady Montagu, la esposa del embajador británico en Turquía. Ella observó que los turcos utilizaban un método de inoculación para inmunizar a la población, y ella consintió en que lo practicaran en su hija. Cuando volvió a Inglaterra, ella y el médico de la embajada briánica describieron el procedimiento.

Pero no siempre ocurría la inoculación era efectiva. Había casos de personas inoculadas que posteriormente padecían la enfermedad. Así que más de uno empezó a pensar que lo de la inoculación no era medicina, sino superchería turca. Y aquí es donde entró el amigo Bernouilli. Porque además de ser un gran físico, también era un gran matemático. En el año 1760 realizó un análisis estadístico de los datos de inoculación para comprobar la mortalidad y la morbilidad en aquellos que habían sido incoulados, frente a los no inoculados. Ni que decir tiene que demostró que la inoculación era efectiva.

Esta entrada participa en la X Edición del Carnaval de la Física publicado en CIENCIAMANIA

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El enemigo interior

En el blog ya comentamos que una gran parte de nuestro genoma está compuesto por genes virales que se han ido integrado a lo largo de nuestra historia evolutiva como una especie de "fósiles moleculares". Hay hasta un 8 por ciento de genes de origen retroviral en nuestro DNA. Eso no es raro si pensamos que los retrovirus necesitan integrarse en el genoma del hospedador para multiplicarse. Si un retrovirus se integra en el genoma de una célula germinal y al hacerlo se inactiva, la célula no sufre daño y el genoma viral puede pasar a la descendencia.

Pero ¿y los virus que no necesitan integrarse en el DNA para multiplicarse? ¿También han dejado su huella genética en nuestros cromosomas?. Un reciente artículo publicado en PLoS Pathogens parece demostrar que así ha sido.

Se ha realizado un análisis tomando las secuencias de los 5.666 genes de todas las familias de virus no-retrovirales con RNA de cadena sencilla y las han enfrentado a los genomas de 48 especies de vertebrados buscando similitudes. Y se han encontrado que las mayores similitudes se da con dos grupos muy peculiares. Los Bornavirus y los Filovirus. El primer grupo es un tipo de virus que causa una enfermedad neurológica sobre todo en caballos. Pero en el segundo grupo nos encontramos a patógenos tan terribles como el virus Ébola.

¿Y cómo han llegado hasta allí? Anna Marie Skalka del Fox Chase Cancer Center en Filadelfia, y una de los coautores del artículo, cree que esos virus RNA han aprovechado el proceso de transcripción del RNA para integrarse en el genoma en forma de los llamados elementos LINE (Long Interspersed Repetitive Elements o Largos Elementos Repetitivos e Intercalados)

Cuando eso ocurre a la célula le pueden pasar tres cosas: nada, algo malo o algo bueno. En el caso de "lo malo", hay integraciones LINE que están relacionadas con procesos tumorales. ¿Y "lo bueno"? se especula con la posibilidad de que los LINE permitan la creación de nuevos genes y de esa forma aumentar la potencialidad evolutiva del portador. Los datos también indican que muchos de estos virus son más antiguos de lo que se pensaba y que no han sufrido muchos cambios desde que se integraron en los genomas de sus hospedadores hace unos 40 millones de años.

Eso es bastante interesante. Hasta ahora se pensaba que el Ébola y otros virus hemorrágicos eran bastante recientes en términos evolutivos. No sólo eso, al ser virus RNA se pensaba que evolucionaban también muy rápidamente. Pero el grado de similitud entre los virus actuales y las secuencias encontradas en los genomas muestran que no ha sido así y que han cambiado muy poco a lo largo de la evolución de los primates.

El hecho de que estén presentes desde hace 40 millones de años permite apuntar la posibilidad de que dan algún tipo de ventaja selectiva. ¿Cuál es? Se especula con la posibilidad de que causen una cierta "inmunidad genética" a la manera de lo que hacen los virus lisógenos como el fago lambda en las bacterias. La integración de un genoma viral evitaría que un virus relacionado pudiera multiplicarse en la célula. Pero también podrían dar algún otro tipo de ventaja o de efecto que desconocemos. Debemos recordar que recientemente se encontró que un gen de origen retroviral está implicado en el crecimiento de la placenta en los vertebrados. Así que, quién sabe que sorpresas nos aguardan con los filovirus.

Vladimir A. Belyi, Arnold J. Levine, & Anna Marie Skalka (2010). Unexpected Inheritance: Multiple Integrations of Ancient Bornavirus and Ebolavirus/Marburgvirus Sequences in Vertebrate Genomes PLoS Pathogens, 6 (7) : 10.1371/journal.ppat.1001030

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Vacunas al estilo Mary Poppins

Probablemente todo el mundo habrá visto alguna vez la película Mary Poppins, así que es posible que recuerden la canción "Con un poco de azúcar" (A spoonful of sugar) en la que la protagonista cantaba las bondades de usar el dulce compuesto para hacer más llevaderos los malos tragos.

Bueno, pues no sólo sirve para eso, también puede servir para elaborar mejores vacunas. Un reciente artículo publicado en la revista mBio a cargo de un grupo de la Universidad de Massachusetts describe como la combinación de β-(1-3)-D-glucanos con un antígeno, activa una potente respuesta inmune, tanto celular como humoral.

Las moléculas de β-(1-3)-D-glucano son largas cadenas de glucosa que pueden obtenerse a partir de extractos de paredes de hongos, como por ejemplo de la seta shiitake o de la levadura Sacharomyces cereviseae. El glucano es un compuesto específico de los hongos por lo que el sistema inmune lo reconoce como algo "ajeno". Nuestras células del sistema inmune innato reconocen a las moléculas de glucano a través del receptor CR-3, activándose una respuesta ante una posible infección fúngica.

Las partículas de β-Glucano son largas cadenas polisacarídicas que se pliegan formando estructuras porosas. El grupo liderado por el Dr. Levitz ha tenido la idea de "cargar" estas estructuras con ovoalbúmina, una proteína comúnmente usada como antígeno modelo en la elaboración de vacunas. De esta forma combinaban dos propiedades deseables, por un lado las estructuras de β-(1-3)-D-glucano transportan el antígeno, y por otro sirven como adyuvante inmunitario (Un adyuvante es una sustancia que potencia, de forma no específica, la respuesta inmunitaria frente a un antígeno).

Estas "bombas" de β-Glucano cargadas de ovoalbúmina (GP-OVA) son fagocitadas rápidamente por las células dendríticas, unas células del sistema inmune innato especializadas en la fagocitosis y en la presentación de antígeno (células APC). Tras la fagocitosis hay una rápida proteolisis de la ovoalbúmina, estimulación de secreción de citokinas y proliferación celular de linfocitos CD8+ y CD4+. La respuesta inmune inducida es de tipo Th1 y Th17, la típica respuesta que se desencadena en caso de infección por patógenos fúngicos como Cryptococcus o Aspergillus. Pero además hay producción de Inmunoglobulinas G. Cuando se utiliza ovoalbúmina combinada con alúmina como adyuvante, la respuesta inmunitaria es 100 veces menor.

Experimento que muestra la fagocitosis y proteolisis del GP-OVA por células dendríticas. Las partículas GP han sido cargadas con ovoalbúmina conjugada con el fluoróforo BODIPY FL. Si la proteína es degradada, se libera el fluoróforo y comienza a brillar con luz verde al ser expuesto a la luz UV. Las microfotografías superiores muestran la fluorescencia y las inferiores la fluorescencia y el campo claro simultáneamente. Empezando por la izquierda. GP-DQ-OVA: partículas GP con ovoalbúmina, no se ve fluorescencia. DCs: células dendríticas, no se ve fluorescencia. 30 m, 1 h, 4 h.Tiempos de incubación de las partículas GP-DQ-OVA con las células dendríticas. El aumento de fluorescencia indica que las partículas son fagocitadas y la albúmina destruida (fuente:Huang et al.)

Las vacunas más conocidas suelen producir una activación de la respuesta inmune humoral (o de activación de células B productoras de anticuerpos). La importancia del trabajo radica en que la respuesta inmune desencadenada por este tipo de estrategia es principalmente una respuesta de activación de las células T, lo que puede ser muy interesante en el diseño de vacunas frente a patógenos fúngicos.

Haibin Huang, Gary R. Ostroff,, Chrono K. Lee, Charles A. Specht, & Stuart M. Levitz (2010). Robust Stimulation of Humoral and Cellular Immune Responses following Vaccination with Antigen-Loaded β-Glucan Particles mBio, 1 (3) : 10.1128/​mBio.00164-10

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