Microbios

Los temas que vamos a tratar esta semana son: tendencias hereditarias a contraer infecciones cerebrales, convertir biomasa en hidrógeno, termitas que producen un combustible alternativo y, para finalizar, el bioetanol.

Tendencias hereditarias a contraer infecciones cerebrales¿Tienen nuestros genes algo que ver con nuestra mayor o menor propensión a caer enfermos? Un grupo de científicos franceses cree que sí, pues han descubierto un gen que determina lo vulnerable que son los seres humanos a una rara infección cerebral. El virus del herpes simple, causante de lesiones herpeticas bucales, es muy abundante: ocho de cada diez personas son portadoras de este virus. Pero el herpes simple también es el causante de una devastadora forma de encefalitis. Jean-Laurent Casanova y sus colegas de la escuela médica Necker de París, Francia, observaron que aunque la encefalitis herpética es una enfermedad rara suele darse en los miembros de una misma familia. Estos investigadores descubrieron que las personas cuyos padres son parientes, por lo general primos en primer o segundo grado, son más propensas a contraer la enfermedad, lo que demuestra que un gen fue responsable de establecer el nivel de vulnerabilidad a la misma. Otros trabajos han estudiado este gen anómalo y han descubierto que el organismo de las personas con dos copias de este gen no puede sintetizar una proteína denominada interferón tipo 1, una parte muy importante del sistema inmunitario. El profesor Casanova afirma que muy pronto los pacientes afectados de encefalitis herpética podrán ser tratadas con interferón tipo 1 para compensar esta desventaja genética y combatir la enfermedad.Convertir biomasa en hidrógeno A medida que aumenta la población global también se incrementa el consumo de energía. ¿Podemos producir energía suficiente para satisfacer estas necesidades en constante aumento? Con una ayudita de los microbios la respuesta podría ser "sí". Carrie Harwood, catedrática de microbiología de la universidad de Washington en Seattle, afirma que los microbios producen energía como un producto de desecho de su metabolismo. Sería ideal poder controlar su habilidad para realizar ese proceso porque es algo que los microbios no solo tienen que hacer, sino que quieren hacer todo el tiempo. La doctora Harwood afirma que el gas hidrógeno es una molécula muy simple y lo pueden producir muchos tipos de microbios a partir de una serie de materias primas como la biomasa vegetal. El proceso de conversión tiene varios pasos que requieren la presencia de una comunidad de microbios. Harwood considera que pronto podrían desarrollarse procesos comerciales, como la conversión de residuos agrícolas en hidrógeno mediante luz solar, pero se necesita más inversión en investigación para descubrir todo el potencial de los microbios.Termitas que producen un combustible alternativoLos microbios que viven en los intestinos de las termitas comunes ayudan a estos insectos a transformar la madera en energía. En el proceso los microbios producen hidrógeno, muchísimo hidrógeno. De hecho, los investigadores dicen que una sola termita puede elaborar hasta dos litros de gas de hidrógeno a partir de una hoja de papel de ocho por once pulgadas. Suena prometedor pero todavía no estamos listos para llenar los depósitos de nuestros coches con termitas. Enormes poblaciones de microbios productores de hidrógeno viven en los intestinos de esos destructores de casas reconvertidos en héroes energéticos. Diferentes especies de termitas portan diferentes tipos de microbios, pero la mayoría produce hidrógeno como subproducto de la digestión de la celulosa.Jared Leadbetter (led-better), catedrático del Instituto de Tecnología de California afirma que, en aquellas termitas que han sido mejor estudiadas, lo que mejor se conoce ya es el papel de los microbios protozoos en la producción de hidrógeno. El hidrógeno es un subproducto intermedio que los microbios usan para generar acetato, un alimento ácido consumido por las termitas. Pero ya tenemos vinagre en abundancia. Lo que un mundo famélico de combustible necesita es hidrógeno. Descubrir las herramientas químicas que trabajan dentro de los microbios que viven dentro de las termitas es el próximo gran paso en la cuestión de la energía termítica.Para finalizar, el bioetanol Cuando vds. oyen hablar del combustible de etanol probablemente piensan en el maíz. no en balde el maíz es el sustrato más comúnmente utilizado para fabricar etanol en los ee. uu., mientras que la caña de azúcar se usa más en el extranjero. Pero el etanol también puede fabricarse a partir de residuos agrícolas, astillas de madera o hierba, y eso es estupendo, afirma Arnold Demain, un investigador del instituto de investigación para científicos eméritos de la Universidad Drew. El doctor Demain afirma que a los microorganismos puede resultarle más difícil trabajar con los materiales más abundantes, como las astillas de madera y la hierba, porque están hechos en su mayoría de polímeros duros como la celulosa y la hemicelulosa, productos químicos fatigosos de digerir para los microbios. Los científicos están trabajando en métodos para obtener más energía de residuos ricos en polímeros duros de forma que se pueda obtener de ellos más etanol a más bajo coste. pero demain dice que en el futuro usaremos todo tipo de combustibles, incluido el combustible fósil, porque la demanda de combustible en los próximos 50 años va a ser tan grande que tendremos que utilizar todas las fuentes energéticas a nuestro alcance.

Titulares: diversidad microbiana; avances en la vigilancia de las enfermedades; y suelos antiguos.Diversidad microbianaSi viaja a la selva tropical será difícil no quedar maravillado con la inmensa biodiversidad que contiene en su multitud de especies de plantas, insectos, pájaros y mamíferos. Los bosques tropicales son considerados como los semilleros de la biodiversidad del planeta.Sin embargo Roberto Kolter, catedrático de la Facultad de Medicina en Harvard, opina que la diversidad de las selvas tropicales es maravillosa pero no se puede comparar con la hallada en un solo grano de arena, el cual contiene miles de células microbianas distintas. Un microbio puede ser muy diferente de otro y Kolter hace hincapié en que la escala de diversidad dentro del mundo microbiano todavía no ha sido valorada por completo.Mientras que todas las especies tienen diferentes estrategias para vivir en las duras condiciones con las que a menudo se encuentran en la tierra y en el mar, la diversidad microbiana en algunos de los lugares más comunes ─ por ejemplo el intestino humano o el suelo ─ todavía no se comprende bien.Conocer las comunidades microbianas y descubrir los mecanismos por los cuales los microbios se adaptan a las condiciones ambientales proporciona a los científicos una mejor comprensión de la enfermedad, el clima y el medio ambiente.Avances en la vigilancia de las enfermedadesEl brote de SARS (síndrome respiratorio agudo severo) del año dos mil tres fue contenido en dos semanas. Este éxito se debió en parte a un grupo heroico no debidamente reconocido, llamado la Asociación de Laboratorios de Salud Pública o A-P-H-L.La labor de dicha asociación es coordinar el trabajo de todos los laboratorios, a nivel de los municipios, condado y estado, con los de las agencias federales. A-P-H-L también colabora con grupos internacionales tales como la Organización Mundial de la Salud. En la era del H1N1, la gripe aviar, el SARS y el VIH, el trabajo de esta asociación es crucial.Ralph Timperi, director de Salud Global de la A-P-H-L, cree que la vigilancia epidemiológica basada en el laboratorio es esencial para comprender que está pasando con una epidemia. ¿Está disminuyendo, está aumentando, quién está siendo infectado? Según Timperi ésta es la única forma en que se puede ganar la batalla contra las epidemias.Por consiguiente, la detección rápida y certera de las enfermedades debe estar unida con una transferencia de la información aún más rápida si cabe. A-P-H-L logró ayudar a detener la difusión del SARS. También colaboró para contener la extensión del pánico durante la amenaza de ántrax de dos mil uno. Suelos antiguosCuando dos grupos diferentes de arqueología desenterraron ejemplares intactos de cerámica de mil años de antigüedad, la mayoría de la gente estaba entusiasmada por ver las vajillas. Sin embargo a una persona al menos le interesaba mucho más el contenido de las jarras selladas ─ la mugre antiquísima.Esa persona era Paul Southern, catedrático de patología y enfermedades infecciosas del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Tejas. Aunque su especialidad son las enfermedades infecciosas, Southern pensó que podría ser un proyecto colateral fascinante el examinar los suelos del interior de las cerámicas.Unas circunstancias afortunadas le permitieron ser el primero en tener acceso a los restos encontrados en las dos vajillas, tanto en Italia como en Belice, y como consecuencia pudo comparar y contrastar el contenido microbiano de los dos.Southern descubrió que la mayor parte de los contenidos eran microbios capaces de producir esporas que pueden persistir en el ambiente durante un tiempo indefinido, algunas de ellas durante cientos de años.Southern dice que el contenido de la de Belice posee una mayor diversidad de organismos, posiblemente debido a su localización tropical. Ahora piensa en colaborar con otros científicos para investigar los componentes moleculares de estos antiquísimos microbios.

Titulares: Leche poderosa; propano y accesorios microbianos; resurrección de microbios; y brote de polio en el Condado de Winnebago.

Leche poderosa

La leche es el primer alimento que la mayoría de nosotros consumimos, y por buenas razones ─ está repleta de nutrientes y estimulantes del sistema inmune que nos ayuda a sobrevivir y a fortalecernos en nuestros primeros meses de vida. Tanto en la leche humana como en la de la vaca existe una proteína llamada lactoferrina que rechaza el ataque de los patógenos. Se ha demostrado que dicha proteína juega un importante papel en nuestro sistema de defensas.Denis Petitclerc, un investigador del Crea Biopharma en Québec, Cánada, afirma que está demostrado que la lactoferrina tiene un papel sinérgico con la penicilina, aumentando su efecto.Petitclerc ha ensayado el efecto de la penicilina con y sin lactoferrina sobre una cepa de Staphylococcus aureus que había dejado de ser sensible a este antibiótico. En ausencia de lactoferrina, la penicilina fue ineficaz pero junto a ella mató a los microbios infecciosos.Petitclerc dice que la lactoferrina evita que Staph aureus sintetice moléculas defensivas que volverían inactiva la penicilina, deteniendo así el mecanismo defensivo de la bacteria. De esta manera los antibióticos pueden hacer su trabajo más eficazmente. Ha probado su sistema en placas Petri, y ahora quiere comprobar si la lactoferrina realiza el mismo efecto en humanos.

Propano y accesorios microbianos El etano y el propano no son raros en los sedimentos enterrados a gran profundidad por debajo de los suelos oceánicos. Se cree que estos gases, con frecuencia llamados hidrocarburos termogénicos, son producidos por la materia orgánica que se encuentra rodeada de rocas calientes.Por ello, cuando John Hayes, un responsable de investigación de la Woods Hole Oceanographic Institution en Massachussets, encontró tales gases in rocas sedimentarias frías se llevó una gran sorpresa.Después de examinar los sedimentos del océano Pacífico central, no halló fuentes potenciales de hidrocarburos termogénicos y dedujo que no eran las rocas sino los microbios los que transformaban la materia orgánica en etano y propano.De forma normal los microbios de las profundidades marinas descomponen la materia orgánica en ácido acético, hidrógeno y metano, pero Hayes piensa que estas bacterias reutilizan los productos colaterales del metabolismo para producir los gases ricos en energía antes mencionados.Hayes cree que por supuesto los bichos están haciendo todo lo que pueden para extraer hasta la última pizca de energía.Si Hayes lleva razón futuros estudios desentrañaran novedosas rutas metabólicas en las bacterias que darán lugar a propano a partir de materia orgánica.Resurrección de microbios Un microbio frito por rayos gamma letales o deshidratado en el desierto puede retornar a la vida cuando está a punto de morir. Hace cincuenta años los investigadores descubrieron que Deinococcus radiodurans sobrevivía de alguna manera a la radiación que se utilizaba para esterilizar la carne, a pesar de que los rayos fragmentaran su DNA. Ahora los científicos están desentrañando los secretos de la resurrección del microbio.Miroslav Radman es un biólogo celular del INSERM, el Instituto Publico para la Investigación Biomédica de Francia.Radman opina que la singularidad de este organismo es que, a diferencia de otras células, puede reconstituir su genoma a partir de los varios cientos de fragmentos producidos por tal radiación.El secreto del microbio es que, incluso en los más severos ambientes, siempre tiene al menos dos copias de su genoma a mano. Mientras que las copias no se fragmenten en los mismos lugares, la bacteria puede superponer los segmentos idénticos hasta juntar de nuevo una copia completa de su genoma.Según Radman, Deinococcus radiodurans hace físicamente igual que los programas de los ordenadores cuando secuencian un genoma.Una vez que el genoma ha sido restaurado, los enzimas y otros componentes de la célula hacen lo mismo, y de esta manera resucitan al microbio.En el futuro esta capacidad reconstituyente podría ayudar a los científicos a reparar las células que no se regeneran cuando mueren en los humanos, tales como las neuronas y las del musculo coronario. Brote de polio en el Condado de WinnebagoEn los años cuarenta y cincuenta del siglo pasado, la epidemia de poliomielitis en América hizo pagar un tremendo peaje, física, emocional y económicamente hablando. Recientemente profesores y estudiantes de la Universidad de Wisconsin Oshkosh, en un estudio llamado el Oshkosh Polio Project, han tratado de hacer un recuento de los costes para su comunidad Estudiantes de cinco disciplinas ─Biología, Psicología, Historia, Enfermería y los Departamentos de TV-Film─ rastrearon los datos de los archivos de la audiencia y de los periódicos.Para crear una historia oral y hacer un documental, preguntaron a los supervivientes y a sus cuidadores, y a los familiares de la gente que murió. El profesor Teri Shors dice que Wisconsin fue un semillero de Polio en mil novecientos cincuenta y cinco, especialmente en el cercano condado de Outagame, donde hubo más casos por cada 100.000 habitantes que en casi ningún otro lugar de los Estados Unidos.Shors afirma que era más común que la polio afligiera a la gente de las áreas rurales que a la de las grandes ciudades. Hubo un gran terror a que los niños contrajeran la polio y quedaran inhabilitados y de hecho la polio fue la primera causa de incapacidad en aquella época.Por fortuna, mil novecientos cincuenta y cinco fue el año en el que la vacuna de Salk vio la luz y pronto la polio fue erradicada en los Estados Unidos. Sin embargo el proyecto de Oshkosh demuestra que sus efectos todavía vibran en la memoria de los que estuvieron allí.

A continuación: Semillas de uva antibacterianas, Microorganismos buenos y microorganismos malos, Microorganismos con música de rock, y El ABC de lo invisible

Semillas de uva antibacterianas

Recientes hallazgos en la ciencia de los alimentos permiten convertir los desechos de la producción de vino en un producto valioso. Se realizó un experimento con desechos de vino y con la bacteria Escherichia coli, encontrando que estos desechos inhibían el crecimiento bacteriano. Por esto, la harina obtenida a partir de las semillas de las uvas está siendo ensayada como conservante de alimentos. Estos productos de desecho de la producción de vino también podrían tener efectos beneficiosos para la salud, ya que contienen antioxidantes que pueden ayudar a prevenir el cáncer y algunas dolencias cardiacas e incluso inhibir el crecimiento de células tumorales de colon. En el futuro, las semillas de la uva podrían molerse como harina e incluirse como un conservante natural y barato en algunos de nuestros alimentos favoritos.

Microorganismos buenos y microorganismos malos

La cepa de E. coli más temida es la O157:H7, conocida como microorganismo de la hamburguesa. Esta bacteria es responsable de 70.000 casos de diarrea y calambres abdominales en los Estados Unidos. En algunos casos los efectos de la infección pueden persistir hasta veinte años después. Esta cepa es tan virulenta porque libera una toxina llamada shiga que puede causar problemas neurológicos y renales. Un grupo de científicos sugiere que las cepas de E. coli normalmente inofensivas que viven en nuestro intestino pueden ser infectadas por un virus de E. coli que produce la toxina shiga. Una vez infectadas, estas cepas beneficiosas producen y liberan en el cuerpo la toxina. Así, la cepa patogénica de E. coli consigue que la cepa beneficiosa haga el trabajo sucio y produzca su toxina. Por suerte, también se ha demostrado que algunas cepas de la E. coli beneficiosa resisten a la infección por el virus. Se espera descubrir cómo evitan la infección viral, con el fin de desarrollar en el futuro nuevos tratamientos contra las infecciones del microorganismo de la hamburguesa.

Microorganismos con música de rock

Un científico ha encontrado que la música es el medio perfecto para difundir recomendaciones relacionadas con la seguridad de los alimentos. Sus parodias de canciones con tema de seguridad en los alimentos han tenido un gran éxito en diversos tipos de audiencias. Una de sus canciones más populares es una parodia de la canción de los Beatles “I wanna hold your hand” (quiero cogerte de la mano) que él llama “You´d better wash your hands” (deberías lavarte las manos). Es algo que funciona con todos los grupos de edad. El ha actuado para muchas organizaciones científicas y en celebraciones de boda y otros eventos en los que hay muchos alimentos que se comen con las manos.

El ABC de lo invisible

Se trata de un libro que invita a los niños a explorar el fascinante mundo de los microorganismos. En él se habla de microorganismos que se parecen a las letras del alfabeto. Sus brillantes colores y formas se exhiben mediante fotografías microscópicas. El autor decidió dedicar su atención a los microorganismos benéficos, aquellos que producen oxígeno, reciclan los nutrientes del suelo y nos ayudan a permanecer sanos manteniendo alejados de nosotros a los microorganismos patogénicos. El pensó que era importante que los niños comprendieran que el mundo microbiano es algo beneficioso.

A continuación: Distribución de vacunas, el futuro del biogas, y el retiro de los antibióticos.

Distribución de vacunas

Para muchos de nosotros, el gripe (flu) es una molestia, y las fiebre y los dolores que acompañan el gripe aumentan los días perdidos de escuela y de trabajo. Sin embargo, para aquellos muy jóvenes y muy viejos, la influenza puede ser una infección seria, terminado en la hospitalización o incluso en la muerte.¿Pero cual es la mejor manera de proteger estas poblaciones vulnerables durante una erupción de influenza? Cuando los suministros de vacunas son bajos, ¿como se puede dar prioridad a cual grupo tratar primero, los viejos, los niños de escuela o los infantes?Aunque las vacunas ofrecen alguna protección, estas no son perfectas – un porcentaje grande de personas vacunadas pueden de todas maneras contraer el flu. En su lugar, podría ser mejor mantener una comunidad fuera del alcance del flu, vacunando grupos específicos, dependiendo de las propiedades de virulencia de la cepa de flu de ese año.Schweta (Shway-teh) Bansal, una estudiante de posgrado en la Universidad de Texas, Austin, junto con sus colegas, estudiaron el problema,buscando estrategias para tratamientos más efectivas. Ellos recomendaron que si en un año la cepa del flu no es muy contagiosa, es mejor vacunar a los niños de escuela para contener el esparcimiento del virusSin embargo, si la cepa del flu es muy contagiosa, dice Banal, tiene mas sentido vacunar a aquellos grupos de alto riesgo – los infantes y los viejos – directamente

El futuro del biogas

Los microbios transforman los materiales orgánicos en biogas a través de un proceso llamado digestión anaeróbica. Ann Wilkie, profesora asociada de Ciencias del suelo y del agua en la Universidad de Florida, dice que la digestión anaeróbica es muy versátil, los microbios pueden digerir casi cualquier clase de desechos orgánicos, incluyendo desperdicios de alimentos, aguas de alcantarilla e incluso basura de las casas.Sin embargo las buenas noticias no terminan ahí. El producto de la digestión anaeróbica, llamada biogas, es rica en metano, el cual tiene una composición similar a la del gas natural.Los humanos podrían aprovechar la digestión anaeróbica para liberarse de muchas clases de desechos y al mismo tiempo obtener una retribución grande en forma del útil biogas. Estos serían no solamente una fuente valiosa de energía, dice Wilkie, sino que también ahorraría los gastos de transporte y eliminación de los materiales de desecho.La digestión anaeróbica ya se esta utilizando en la producción comercial de biogas a pequeña escala, y países como Suecia y Suiza ya han invertido en trenes y buses de ciudad movidos por biogas. Los productores de carros también están prestando atención al biogas y muy pronto veremos vehículos movidos con bio-combustibles aquí en US.

El retiro de los antibióticos

A los doctores en todo el mundo se les está aconsejando el uso limitado de antibióticos para reducir el incremento de la resistencia a los antibióticos. Sin embargo ¿el retiro de los antibióticos favorecería el crecimiento de patógenos mas susceptibles?La investigadora Virve Enne de la universidad de Bristol, en el Reino Unido, decidió probar esto utilizando cerdos de las fincas a los cuales se les había suministrado antibióticos desde el nacimiento. Enne llevo los cerdos a el laboratorio, y los confinó en un sitio donde no tuvieran exposición a antibióticos. Ella tomo muestras de microbios intestinales de los cerdos por ocho semanas y analizó si estos eran resistentes a los antibióticos o no.Enne dice que observó una reducción en los niveles de resistencia a algunos antibióticos pero principalmente a aquellos a los cuales los cerdos no habían sido expuestos.Enne cree que la bacteria resistente a antibióticos o ha perdido aquellos genes que las hacen resistentes, o estas fueron reemplazadas por bacteria aun sensibles a los antibióticos.Enne dice que es muy prometedor el hecho de que en un periodo relativamente corto, ellos podrían retirar los antibióticos y razonablemente esperar que los organismos resistentes sean reemplazados por aquellos susceptibles. Enne dice que lo mismo no necesariamente puede ocurrir en humanos, pero que esta idea podría ayudar a reducir el número de bacterias resistentes en las poblaciones de ganado.