BIBLOGUÍA 4.- CLASIFCACIÓN DE LA MICROBIOLOGÍA

Tipos de Microbiología

Este campo relacionado a la Microbiología como Microbiología tipos se encuentra dividido en algunas sub disciplinas las cuales son:

La Fisiología Microbiana

Se encarga de estudiar desde el nivel relacionado a la bioquímica, lo referente al funcionamiento de células del tipo microbianas. (Ver artículo Enfermería intensivista)

Genética Microbiana

Ésta se encarga de estudiar lo relacionado a la organización y a la regulación de los genes del tipo microbiano. Y de la manera como los mismos hacen la regulación del funcionamiento en lo referente a las células.

Microbiología Médica

Se basa en estudiar a los microorganismos causantes de enfermedades padecidas por el ser humano. Igualmente lo relacionado con:

Transmisión           Patogénesis                  Tratamiento

Otros tipos de Microbiología

Microbiología Veterinaria

En este caso, está encargada de lo referido a estudiar los microorganismos causantes de las enfermedades relacionadas con los animales. De forma principal aquellos que son llamados domésticos. También de los que tienen algún tipo de interés económico. Dentro de los que se pueden destacar:   Aves de corral    Cabras       Cerdos      Ovejas    Reses

La Microbiología Ambiental

Se encarga del estudio referente a funciones al igual que de la diversidad de los microbios al igual que de los entornos de tipo natural donde se desenvuelven. Aquí se encuentran incluidas:

·         Ecología microbiana

·         Geomicrobiología

·         Diversidad microbiana

·         Biorremediación a fin de descontaminar ambiente contaminados

Microbiología Evolutiva

Aquí se realiza el estudio referido a la evolución de todos aquellos llamados microbios. De igual forma, está incluida la sistemática igualmente que la taxonomía bacteriana

También Microbiología Industrial

Se encarga de estudiar lo relacionado con explotación en cuanto a los microorganismos. A fin de ser usados en los procesos del tipo industrial. Microbiología industrial y alimentaria. Tal como puede ser:

·         Fermentación industrial

·         Tratamiento de aguas residuales.

·         Producción de biológicos

·         Producción de alimentos. Microbiología e higiene de los alimentos.

Se relaciona con la industria referente a la biotecnología, debido a que a través de técnicas relacionadas con la ingeniería genética, se hace una sobre estimulación de la producción de algunos metabolitos microbianos los cuales tienen interés de tipo económico.

Microbiología Sanitaria.

Estudia a los microorganismos contaminantes de los alimentos y que se encargan de estropearlos o llegar a transmitir alguna enfermedad a quien le consuma.

– Microbiología Agrícola.

Se basa en estudiar a los microorganismos sobre todo los referidos a bacterias y hongos. Los mismos, se encuentran en el suelo que será destinado para realizar cultivos de plantas las cuales son de interés económico. Y también de la forma como los mismos realizan interacción de manera conjunta en forma beneficiosa.

Diagnóstico Clínico: Está basado en estudiar los signos y los síntomas de tipo clínicos, que son producidos al paciente por la enfermedad.

Microbiología oral

La Microbiología oral se enfoca en lo que se denomina la cavidad bucal. Siendo que la misma se convierte en el hábitat en donde un conjunto de muchos microorganismos, llamados como comunidad microbiana, conforman su lugar de residencia.

Es así como el ambiente que lo conforma y sus propiedades hacen la definición de una actividad de microorganismos que se encuentran alojados en ella. Y que se regulan a través de una cantidad de factores los cuales se conocen como determinantes ecológicos internos y externos.

Así es como al existir un equilibrio que va entre lo que se denomina microbiota, y lo que son los tejidos es utilizado un término específico el cual es Eubiosis. Luego entonces cuando ese equilibrio se rompe pasa a denominarse como Disbiosis.

 

Microbiología Estomatológica

En tiempo pasado el estudio de la Microbiología en la carrera de Odontología. Como la Microbiología en odontología formaba parte de la enseñanza general. Siendo estudiada en cuanto a lo relacionado con los conocimientos médicos de tipo general. Más no eran integrados con la práctica de la misma. (Ver artículo Odontología)

Así es como el profesional en estomatología, a través de encarar de manera correcta lo que es el desarrollo y las explicaciones relacionadas con algunas enfermedades de tipo infecciosas, provenientes de la Microbiología estomatológica. Logra la familiarización con lo que de manera determinante resulta de vital importancia saber acerca de ellas.

 

Conocimientos Indispensables de Microbiología Estomatológica

Siendo entre otras cosas necesario el conocimiento acerca de:

·         Tipo de microorganismo causante

·         Fuente de infección

·         Mecanismo de transmisión

·         Condiciones de los reservorios

·         Sensibilidad del germen a los agentes antimicrobianos

·         Distribución de la enfermedad y área específica

·         Causas predisponentes de la enfermedad

·         Síntomas principales

·         Nociones en relación al diagnóstico y su tratamiento

·         Relación o factores comunes con otras patologías

·         Medidas preventivas de utilidad

De todo ello se desprende la gran importancia de la Microbiología en la profesión del Odontólogo y del Estomatólogo.

 

Microbiología en  Cultivos

En la Microbiología se llama cultivo, a un método el cual se utiliza para multiplicar a los microorganismos. Siendo los mismos las bacterias, para lo cual se prepara un medio que debe ser óptimo. Y que favorezca el proceso que se está deseando. Es así como el cultivo es utilizado como un método, que de manera fundamental estudia a las bacterias y otra cantidad de microorganismos. Y los cuales son causantes de las enfermedades tanto en la medicina humana como en la veterinaria.

Se puede sembrar un microorganismo a través de un medio que puede ser líquido, o de igual manera en una superficie que se encuentre en medio sólido de agar.

Por lo cual se tiene que los medios de cultivo pueden contener diferentes nutrientes. Así como los que se destacan desde las azúcares simples hasta las sustancias consideradas como más complejas, tales como la sangre. Y también de igual manera el extracto de caldo de algún tipo de carne.

Es así como se hace esto con el fin de aislar o también puede ser purificar, cualquier especie de tipo bacteriana que comienza a partir de una muestra. Siendo que la misma se forma por gran cantidad de tipos de bacterias. Por consiguiente se realiza la siembra, en un medio denominado de cultivo sólido. Y es que allí se realiza la multiplicación de las células que no van a cambiar de localización.

La reproducción de las bacterias en Microbiología en Cultivos

Así es como luego de una gran cantidad de ciclos de reproducción, cada una de las bacterias de manera individual va a generar, a través de un proceso denominado escisión binaria, lo que se llama una colonia microscópica. Y la cual se compone de una cantidad muy grande de millones de células semejantes a la que fue cultivada originalmente.

Luego de ello si esa misma colonia individual nuevamente es sembrada en un medio nuevo, la misma crecerá ahora, como un cultivo denominado puro solamente de un tipo de bacteria.

Microbiología Forense

Se tiene que la Microbiología Forense está considerada como una disciplina. Y que está recientemente aplicada en el área de criminalística. Siendo que la misma proporciona herramientas muy nuevas a fin de dar solución a las dudas que surgen, en cuanto a la muerte siendo que pueda ser la misma de forma natural o violenta. Como Microbiología aplicada.

Sin embargo, esta Microbiología se considera como algo mucho más que lo planteado. Esto es debido a que además hace posible la determinación de la impronta de los microorganismos que se encuentran alojados en los restos del cadáver. Aun cuando los mismos tengan procedencia de muy antigua data. Es así como puede hacerse la determinación si la causa procede de algún proceso infeccioso o no.

Es por ello que la Microbiología Forense permite que se conozcan los tipos de microorganismos que intervinieron en el proceso que se relaciona con la descomposición del cadáver. Siendo de esa manara más fácil determinar el ámbito relacionado al espacio temporal de la muerte.

 

Aspectos que abarca la Microbiología Forense

De igual forma posterior a que se realizaran atentados de tipo terrorista, la Microbiología Forense se ha convertido en un factor muy importante para realizar la protección y la determinación en cuanto a los agentes biológicos que se hayan empleado en cualquier ataque de este tipo. Sea esto que ocurra tanto en tiempos de paz como si hay confrontación bélica.

Es así como la Microbiología Forense está encargada de abordar tres factores determinantes los cuales son:

·         Microorganismos que están implicados en la descomposición de cadáveres

·         La denominada Paleomicrobiología Forense.

·         Microbiología Forense utilizada con fines de prevención o la identificación relacionadas con ataques de tipo biológicos.

A través del uso de técnicas nuevas de tipo molecular ha sido posible lograr excelentes niveles para la identificación de los microorganismos. Siendo que las mismas permiten:

·         Identificar las poblaciones de microbios locales lo que permite saber si el cadáver fue trasladado desde el lugar de los hechos a otro lugar.

·         Poder conocer cuál fue el origen de la muerte. Si fue suicidio, homicidio, etc.

·         Poder llegar a la identificación del asesino a través de los polimorfismos de los microorganismos o los virus que se encuentran presentes en el cadáver.

MICROBIOLOGÍA FARMACEUTICA

UROCULTIVO

UROCULTIVO

Qué es.- Un cultivo de orina de rutina permite detectar la cantidad de gérmenes (como las bacterias) presentes en la orina de una persona.

Una vez recogida la muestra de orina, un técnico la conservará en condiciones favorables para la reproducción de microorganismos. En circunstancias normales y en ausencia de infección, solo se encuentra una cantidad reducida de gérmenes en la orina de una persona. Si se detecta una mayor cantidad de gérmenes, el técnico utilizará un microscopio o pruebas de carácter químico para determinar el tipo específico de gérmenes que están creciendo en el cultivo. En el caso de que el médico diagnostique una infección, el técnico también practicará pruebas para determinar qué medicamentos serán los más eficaces para eliminar los microorganismos detectados.

Por qué se realiza

El cultivo de orina se utiliza para diagnosticar una infección urinaria y determinar qué tipos de gérmenes la han originado. El pediatra solicitará un cultivo de orina si su hijo:

·         se queja de dolor al orinar  ·         siente a menudo una necesidad imperiosa de orinar pero no produce mucha cantidad de orina (lo que se conoce médicamente como "tenesmo vesical")·         tiene fiebre de origen desconocido o dolor abdominal ·      le han hecho un análisis de orina con de resultados anormales, sobre todo si presenta una cantidad elevada de glóbulos blancos·         ha completado un ciclo completo de tratamiento de una infección urinaria y le interesa saber si ha desaparecido la infección

Preparación.- Para hacer un cultivo de orina no se requiere ninguna preparación aparte de limpiar el área que rodea la abertura urinaria. Informe al pediatra si su hijo está tomando antibióticos o los ha tomado hace poco.

El procedimiento

La recolección de la muestra solo debe durar unos pocos minutos. Cuando su hijo esté en la consulta del pediatra, le indicarán que orine en un recipiente estéril de recolección de muestras. Si su hijo todavía no sabe utilizar el baño y no es capaz de orinar dentro del recipiente, deberán introducirle un catéter (un tubito blando y estrecho) en la vejiga para recoger la muestra.

La piel que rodea la abertura urinaria debe desinfectarse justo antes de la recolección de orina. En este método de recolección limpia de la orina, usted o su hijo limpiará esa piel con una toallita desinfectante especial. Luego su hijo orinará en el inodoro, detendrá momentáneamente el chorro de orina y después seguirá orinando dentro del recipiente. El objetivo consiste en recoger una muestra de orina a mitad de la micción. El recipiente no debería tocar la piel de su hijo. Asegúrese de que tanto usted como su hijo se lavan bien las manos antes y después del proceso.

A veces es recomendable recoger la muestra a primera hora de la mañana, justo después de que su hijo se levante de la cama. En estos casos, es posible que le pidan que ayude a su hijo a recoger la muestra. Y también deberá llevar la muestra al laboratorio, donde un técnico evaluará la presencia de gérmenes. Siga las instrucciones de conservación y transporte que le facilite el laboratorio.

Qué esperar.- Puesto que la prueba sólo implica orinar con normalidad, su hijo no debería experimentar ninguna molestia si sabe utilizar el baño y controlar la orina para proporcionar la muestra. (Si se le ha de colocar un catéter para recoger la muestra, puede presentar molestias temporarias relacionadas al procedimiento.) Es importante mantener bien limpia el área que rodea la abertura urinaria justo antes de la prueba y recoger la muestra de orina a mitad de la micción.

Obtención de resultados

Los resultado de un cultivo de orina estarán disponibles al cabo de uno a tres días. El pediatra le entregará los resultados y le explicará qué significan.

Riesgos

El procedimiento de recoger una muestra de orina para realizar un cultivo no se asocia a ningún riego. Si es necesario utilizar un catéter, su colocación puede provocar ciertas molestias de carácter temporal. Exponga al profesional de la salud que lleva a su hijo cualquier pregunta que tenga sobre el procedimiento

La orina es un líquido transparente y amarillento cuyas funciones son la eliminación de residuos tóxicos del organismo y la regulación y control de mecanismos básicos orgánicos, que, en condiciones normales es aséptico, es decir, que no contiene microorganismos infecciosos. Sin embargo, en situaciones no normales la orina puede contener bacterias (lo que se conoce como bacteriuria) que, si están presentes en un número o concentración suficientemente elevados, pueden causar una infección urinaria, o mejor, una infección del tracto urinario. Dependiendo de la parte de este tracto que esté afectada por la infección, ésta recibirá diferentes denominaciones: cistitis, uretritis, protatitis, orquiepididimitis, pielonefritis o absceso renal.
Las infecciones del tracto urinario se pueden producir tanto en la comunidad como en personas hospitalizadas, en las que habitualmente revisten una mayor gravedad, y son más frecuentes en las mujeres que en los hombres.

Las manifestaciones clínicas de estas infecciones pueden inducir al médico a sospechar su existencia e incluso ser suficientes en ciertos casos para establecer el diagnóstico de infección, pero en otros el diagnóstico de certeza sólo se puede establecer mediante la práctica de un urinocultivo (urocultivo). En él se identifica el microorganismo (bacteria u hongo) que está presente en la orina y, a partir de ahí, mediante estudios adicionales se puede determinar la sensibilidad de esos microorganismos a los diferentes antibióticos y seleccionar el más adecuado para combatirlos.

COMO RECOGER LA ORINA

Para la recogida de la muestra se pueden utilizar diferentes métodos dependiendo de las condiciones en que se encuentre el paciente. El principio común a todos ellos es que la toma se ha de hacer en condiciones de asepsia, evitando la contaminación externa de la orina recogida.

RESULTADOS DE LABORATORIO

Un resultado normal (negativo) quiere decir que no ha habido proliferación de bacterias o de otros microorganismos en el medio de cultivo, lo que quiere decir que no hay infección. Un resultado anormal (positivo) indicaría lo contrario, es decir, crecimiento bacteriano y por tanto presencia de infección.

No obstante, se pueden producir resultados falsos positivos (crecimiento de bacterias que no proceden del organismo del paciente) por contaminación de la muestra en algún momento del proceso de su obtención o cultivo, o falsos negativos en caso de que el paciente estuviera tomando antibióticos en el momento de recoger la muestra de orina o haberlos tomado en los días inmediatamente anteriores.

INSTRUCCIONES: Contesta de la manera mas asertiva los cuestionamientos siguientes y deberás enviarlos al correo electrónico del Docente.  profesamaniego@gmail.com.

Nota: No esta permitido enviar si no esta completo el cuestionario.

CUESTIONARIO:

1.- ¿Que es la orina?

2.- ¿Que componentes químicos contiene la orina?

3.- ¿Que se debe revisar si el medico detecta una infección en vías urinarias?

4.- ¿Que cantidad de orina se secreta normalmente?

5.- ¿Que tipo de bacterias podemos encontrar en un análisis de orina?

6.- Fecha de entrega  12 de mayo 2020

BIBLO-GUÍA 16 DESARROLLO DE LA INMUNOLOGÍA

La inmunología es, en la actualidad, una ciencia autónoma y madura, pero sus orígenes han estado estrechamente ligados a la Microbiología. Su objeto consiste en el estudio de las respuestas de defensa que han desarrollado los animales frente a la invasión por microorganismos o partículas extraños, aunque su interés se ha volcado especialmente sobre aquellos mecanismos altamente evolucionados e integrados, dotados de especificidad y de memoria, frente a agentes reconocidos por el cuerpo como no-propios, así como de su neutralización y degradación.

            Como tantas otras ciencias, la Inmumología presenta un prolongado período pre-científico, de observaciones y aproximaciones meramente empíricas. La resistencia a ulteriores ataques de una enfermedad infecciosa fue ya recogida en escritos de la antigüedad; el historiador griego Tucídides (464-404 a.C.) narra que en una epidemia acaecida durante la guerra del Peloponeso, los enfermos eran atendidos solo por aquellos que habían sobrevivido previamente a la enfermedad, en la seguridad de que éstos no volverían a ser contagiados. Igualmente, en la antigua China se había observado que las personas que en su niñez habían padecido la viruela no la adquirían más adelante en su vida. Los mismos chinos, en el siglo XI a. C., fueron los primeros en intentar una aplicación de estas observaciones que indicaban la inducción de un estado protector por medio de una forma suave de la enfermedad: la inhalación de polvo de escaras de viruela provocaba un ataque suave que confería resistencia ante infecciones posteriores. Una modificación fue introducida en Occidente en el siglo XVIII por Pylarini y Timoni, y fue popularizada en Gran Bretaña por Lady Mary Wortley Montagu, esposa del embajador inglés en Constantinopla, tras una serie inicicial de pruebas sobre “voluntarios” (sic, en realidad prisioneros). Sin embargo, este tipo de prácticas no llegaron a arraigar ampliamente, ya que no estaban exentas de riesgos, entre los cuales figuraba la posibilidad de transmisión de otras enfermedades.

El primer acercamiento a la inmunización con criterios racionales fue realizado por el médico inglés Edward Jenner (1749-1823), tras su constatación de que los vaqueros que habían adquirido la viruela vacunal (una forma benigna de enfermedad que sólo producía pústulas en las manos) no eran atacados por la grave y deformante viruela humana. En mayo de 1796 inoculó a un niño fluido procedente de las pústulas vacunales de Sarah Nelmes; semanas después el niño fue inyectado con pus de una pústula de un enfermo de viruela, comprobando que no quedaba afectado por la enfermedad. Jenner publicó sus resultados en 1798 (“An enquiry into the causes and effects of the variolae vaccinae...”), pronosticando que la aplicación de su método podría llegar a erradicar la viruela. Jenner fue el primero en recalcar la importancia de realizar estudios clínicos de seguimiento de los pacientes inmunizados, consciente de la necesidad de contar con controles fiables.

La falta de conocimiento, en aquella época, de las bases microbiológicas de las enfermedades infecciosas retrasó en casi un siglo la continuación de los estudios de Jenner, aunque ciertos autores, como Turenne, en su libro “La syphilization” (1878) lograron articular propuestas teóricas de cierto interés.

 El primer abordaje plenamente científico de problemas inmunológicos se debió, de nuevo, a Pasteur. Estudiando la bacteria responsable del cólera aviar (más tarde conocida como Pasteurella aviseptica), observó (1880) que la inoculación en gallinas de cultivos viejos, poco virulentos, las protegía de contraer la enfermedad cuando posteriormente eran inyectadas con cultivos normales virulentos. De esta forma se obtuvo la primera vacuna a base de microorganismos atenuados. Fue precisamente Pasteur quien dio carta de naturaleza al término vacuna, en honor del trabajo pionero de Jenner. En los años siguientes Pasteur abordó la inmunización artificial para otras enfermedades; concretamente, estableció de forma clara que cultivos de Bacillus anthracis atenuados por incubación a 45ºC conferían inmunidad a ovejas expuestas a contagio por carbunco.

Una famosa demostración pública de la bondad del método de Pasteur tuvo lugar en Pouilly le Fort, el dos de junio de 1881, cuando ante un gentío expectante se pudo comprobar la muerte del grupo control de ovejas y vacas no inoculadas, frente a la supervivencia de los animales vacunados. Años después, abordaría la inmunización contra la rabia, enfermedad de la que se desconocía el agente causal. Pasteur observó que éste perdía virulencia cuando se mantenían al aire durante cierto tiempo extractos medulares de animales infectados, por lo que dichos extractos se podían emplear eficazmente como vacunas. Realizó la primera vacunación antirrábica en humanos el 6 de julio de 1885, sobre el niño Joseph Meister, que había sido mordido gravemente por un perro rabioso.

A este caso siguieron otros muchos, lo que valió a Pasteur reconocimiento universal y supuso el apoyo definitivo a su método de inmunización, que abría perspectivas prometedoras de profilaxis ante muchas enfermedades. Estos logros determinaron, en buena medida, la creación del Instituto Pasteur, que muy pronto reunió a un selecto grupo de científicos, que enfocarían sus esfuerzos en diversos aspectos de las inmunizaciones y de sus bases biológicas. A su vez, los norteamericanos Salmon y Smith (1886) perfeccionaron los métodos serológicos de Pasteur, lo que les permitió producir y conservar más fácilmente sueros tipificados contra la peste porcina.

           caricatura de Metchnikov

  A finales del siglo XIX existían dos teorías opuestas sobre los fundamentos biológicos de las respuestas inmunes. Por un lado, el zoólogo ruso Ilya Ilich Mechnikov (1845-1916), que había realizado observaciones sobre la fagocitosis en estrellas de mar y pulgas de agua, estableció, a partir de 1883, su “Teoría de los fagocitos”, tras estudiar fenómenos de englobamiento de partículas extrañas por los leucocitos de conejo y de humanos. Informó que existían fenómenos de eliminación de agentes patógenos por medio de “células devoradoras” (fagocitos) que actuaban en animales vacunados contra el carbunco, y explicó la inmunización como una “habituación” del huésped a la fagocitosis. Más tarde, ya integrado en el Instituto Pasteur, propugnó la idea de que los fagocitos segregan enzimas específicos, análogos a los “fermentos” digestivos (1900). Esta teoría de los fagocitos constituyó el núcleo de la teoría de la inmunidad celular, de modo que la fagocitosis se consideraba como la base principal del sistema de defensa inmune del organismo.

Por otro lado, la escuela alemana de Koch hacía hincapié en la importancia de los mecanisnos humorales. Emil von Behring (1854-1917) y Shibasaburo Kitasato (1856-1931), a resultas de sus trabajos sobre las toxinas del tétanos y de la difteria, observaron que el cuerpo produce “antitoxinas” (más tarde conocidas como anticuerpos) que tendían a neutralizar las toxinas de forma específica, y evidenciaron que el suero que contiene antitoxinas es capaz de proteger a animales expuestos a una dosis letal de la toxina correspondiente (1890). La intervención de Ehrlich permitió obtener sueros de caballo con niveles de anticuerpos suficientemente altos como para conferir una protección eficaz, e igualmente se pudo disponer de un ensayo para cuantificar la “antitoxina” presente en suero. Ehrlich dirigió desde 1896 el Instituto Estatal para la Investigación y Comprobación de Sueros, en Steglitz, cerca de Berlín, y, a partir de 1899, estuvo al frente del mejor equipado Instituto de Terapia Experimental, en Frankfurt. Durante este último periodo de su vida, Ehrlich produce una impresionante obra científica, en la que va ahondando en la comprensión de la inmunidad humoral.

 En 1900 da a luz su “Teoría de las cadenas laterales”, en la que formula una explicación de la formación y especificidad de los anticuerpos, estableciendo una base química para la interacción de éstos con los antígenos. Por su lado, R. Kraus visualiza por primera vez, en 1897, una reacción antígeno-anticuerpo, al observar el enturbiamento de un filtrado bacteriano al mezclarlo con un suero inmune específico (antisuero). En 1898 Jules Bordet (1870-1961) descubre otro componente sérico relacionado con la respuesta inmunitaria, al que bautiza como “alexina”, caracterizado, frente al anticuerpo, por su termolabilidad e inespecificidad. (Más tarde se impondría el nombre de complemento, propuesto por Ehrlich). El mismo Bordet desarrolló, en 1901, el primer sistema diagnóstico para la detección de anticuerpos, basado en la fijación del complemento, y que inició una larga andadura, que llega a nuestros días.

La conciliación de las dos teorías se debió a Almorth Wrigth y Stewart R. Douglas, quienes en 1904 descubren las opsoninas, anticuerpos presentes en los sueros de animales inmunizados y que, tras unirse a la superficie bacteriana, incrementan la capacidad fagocítica de los leucocitos.

El área de la inmunopatología inicia su andadura con la descripción del fenómeno de anafilaxia producido por introducción en un animal de un suero de una especie distinta (Portier y Richet, 1902; Arthus, 1903), lo que a su vez abriría la posibilidad de métodos de serodiagnóstico, con aplicaciones múltiples en Medicina, Zoología, y otras ciencias biológicas. En 1905 Pirquet sugiere que la enfermedad del suero (un fenómemo de hipersensibilidad) tiene relación directa con la producción de anticuerpos contra el suero inyectado, introduciendo el término de alergia para referirse a la reactividad inmunológica alterada.

            La inmunoquímica cobra un gran impulso en las primeras décadas del siglo XX con los trabajos de Karl Landsteiner (1868-1943). Su primera contribución de importancia había sido la descripción, mediante reacciones de aglutinación, del sistema de antígenos naturales (ABC0) de los eritrocitos humanos (1901-1902), completada (en colaboración con Von Dungern y Hirzfeld), con las subdivisiones del grupo A y el estudio de su transmsión hereditaria. Estos trabajos sirvieron de estímulo para avanzar en el desentrañamiento de la especificidad química de los antígenos que determinan la formación de anticuerpos. Landsteiner estudió sistemáticamente las características de inmunogenicidad y especificidad de reacción de antígenos con anticuerpos, valiéndose de la modificación química de antígenos, denominando haptenos a aquellos grupos químicos que por sí mismos no desencadenan formación de anticuerpos, pero sí lo hacen tras ser conjugados a proteínas portadoras.

            La cuestión de las reacciones antígeno-anticuerpo se convirtió en otra polémica entre escuelas hasta finales de los años 20. Mientras Ehrlich y sus seguidores mantenían que estas reacciones tienen una base puramente química, Bordet y sus discípulos las explicaban como fenómenos físicos de reacciones entre coloides. La resolución del debate debió aguardar hasta finales de los años 30, al incorporarse avances técnicos como la electroforesis, la cromatografía en papel, la ultracentrifugación y el microscopio electrónico. Heidelberg y Kendall (1936) purificaron anticuerpos a partir de sueros por disociación de precipitados. Tiselius (1939) demostró que los anticuerpos constituyen la fracción gamma-globulínica del suero. Veinte años después R.R. Porter y G.M. Edelman establecen la estructura de las inmunoglobulinas. 

Durante este lapso de tiempo se descubre que la síntesis de anticuerpos ocurre en las células plasmáticas, aunque éstas no son puestas en relación aún con los linfocitos; durante muchos años se siguió creyendo que los linfocitos eran células pasivas, sin función inmune. Por aquella época se describe, también, la diversidad de inmunoglobulinas, llegándose al establecimiento de una nomenclatura. Enseguida comienza la era de los múltiples experimentos sobre timectomía en ratones neonatos y sobre bursectomía en aves, así como los de reconstitución de animales irradiados, con timocitos y células de la médula ósea, y que permiten afirmar el papel esencial de los linfocitos, encuadrarlos en tipos funcionales T y B, y relacionarlos con las respuestas inmunes celular y humoral, respectivamente.

 Una importante faceta de la inmunología de la primera mitad del siglo XX fue la obtención de vacunas. Se lograron toxoides inmunogénicos a partir de toxinas bacterianas, en muchos casos por tratamiento con formol: toxoide tetánico (Eisler y Lowenstein, 1915) y toxoide diftérico (Glenny, 1921). En 1922 se desarrolla la vacuna BCG contra la tuberculosis, haciendo uso de una cepa atenuada de Mycobacterium tuberculosis, el bacilo de Calmette-Guérin. La utilización de coadyuvantes se inicia en 1916, por LeMoignic y Piroy.

La inmunogenética nace cuando Bernstein describe en 1921 el modelo de transmisión hereditaria de los cuatro grupos sanguíneos principales, basándose en el análisis estadístico de sus proporciones relativas, y con el descubrimiento por Landsteiner y Levène (1927) de los nuevos sistemas MN y P. Los experimentos de transfusiones sanguíneas interespecíficas permitieron distinguir la gran complejidad de los antígenos sanguíneos, explicables según unos 300 alelos múltiples.

            Una contribución esencial a las ideas sobre el mecanismo de formación de los anticuerpos la realizó el australiano Macfarlane Burnet (1899-1985), al establecer su teoría de la selección clonal; ésta argumenta que cada linfocito B sintetiza un único tipo de anticuerpo, específico para cada antígeno (determinante antigénico), de modo que la unión del antígeno causa la proliferación clonal del linfocito B, con la consecuente síntesis incrementada de anticuerpos específicos. Igualmente, Burnet lanzó una hipótesis sobre el mecanismo subyacente a la auto-tolerancia inmunológica, que fue confirmada experimentalmente por Peter Medawar. Más recientemente Niels Jerne ha realizado nuevas aportaciones y refinamientos a la teoría de la selección clonal, proponiendo un modelo de regulación inmune conocido como teoría de las redes idiotípicas.

BIBLO-GUÍA 15 ORIGEN DE LA VIROLOGÍA.

ORIGEN Y DESARROLLO DE LA VIROLOGÍA

            La Virología ha sido la ciencia microbiológica de origen más tardío, habiendo surgido como resultado del hallazgo de enfermedades infecciosas en las que la demostración de implicación de microorganismos se demostraba esquiva con los medios habituales disponibles a finales del siglo XIX. La euforia que se vivía en los ámbitos científicos y médicos, al socaire de la edad de oro de aislamiento de bacterias patógenas, se plasmó en el prejuicio de que la incapacidad de hacer crecer los agentes causantes de ciertas enfermedades se debía a una técnica inapropida o mal aplicada.

  El botánico ruso Dimitri Iwanovski había observado (1892) que la enfermedad del mosaico del tabaco podía ser reproducida experimentalmente usando el fluido que atravesaba los filtros de porcelana que normalmente retenían a las bacterias, pero siendo incapaz de aislar y crecer el supuesto microorganismo, abandonó la investigación. Pocos años más tarde (1898), y probablemente sin tener noticias del trabajo de Iwanovski, Beijerink realizó experimentos similares con el mismo sistema, y en otro rasgo de su genio, enfrentándose a los conceptos de la época, avanzó la idea de que el agente filtrable (un contagium vivum fluidum, según su expresión), debía de incorporarse al protoplasma vivo del hospedador para lograr su reproducción. Este tipo de agentes infectivos que atravesaban los filtros de porcelana fueron llamados en principio “virus filtrables”, quedando más tarde su denominación simplemente como virus. Aquel mismo año de 1898 Loeffler y Frosch descubren los virus animales al comprobar que un virus filtrable es responsable de la glosopeda del ganado. En 1901 Reed descubre el primer virus humano, el de la fiebre amarilla, y en 1909 Landsteiner y Pope detectan el de la poliomielitis. A comienzos de siglo Copeman desarrolla su técnica de multiplicación de virus animales en embriones de pollo, con la que P. Rous aisla y cultiva el virus del sarcoma aviar (1911).

 Los virus bacterianos fueron descubiertos en 1915 por F.W. Twort, si bien su trabajo no alcanzó la elegancia y claridad del desarrollado poco más tarde por el canadiense Félix d'Hérelle (1917); fue éste quien acuñó el término bacteriófago, y supuso correctamente que el fenómeno de lisis por estos agentes debía de estar ampliamente difundido entre las bacterias. Aunque su esperanza en la aplicación de los fagos como elementos bactericidas para uso médico no pudo satisfacerse, la contribución de los virus bacterianos al avance de la genética y biología moleculares ha sido decisiva: de hecho, los primeros estudios cuantitativos sobre replicación virásica se realizaron sobre fagos de Escherichia coli, lo que suministró modelos aplicables a otros virus, incluidos los de animales.  En 1925 Bordet y Bal describen por primera vez el fenómeno de lisogenia, pero las relaciones entre los ciclos lítico y lisogénico de los fagos no fueron aclaradas hasta los estudios de André Lwoff (1950).

            La primera visualización de un virus se debe a las observaciones a microscopio ultravioleta del bacteriólogo inglés Barnard (1925), y en 1939 se realiza la primera fotografía de un virus a microscopio electrónico. Pero los avances más significativos en el estudio de la composición y estructura de los virus se inician con la purificación y cristalización, por Wendell M. Stanley, del virus del mosaico del tabaco -TMV- (1935), aplicando procedimientos típicos de la cristalización de enzimas. Inicialmente Stanley comprobó que el TMV contenía gran proporción de proteína, pero poco más tarde detecta, además, la presencia de ácido nucleico. A partir de aquí, la Virología entra en una fase de ciencia cuantitativa, en la que participan numerosos físicos, bioquímicos y genetistas, en un esfuerzo interdisciplinar que da origen a la moderna Biología Molecular.

Un importante avance metodológico para el estudio de los virus animales se debió a Enders, Weller y Robbins (1949), al desarrollar por primera vez un método para la multiplicación virásica sobre cultivos de tejidos de mamíferos, técnica que fue perfeccionada más tarde por el equipo de Renato Dulbecco.

 Los recientes progresos en las numerosas técnicas de biología molecular han propiciado una auténtica explosión de descubrimientos sobre la biología de los virus y de sus células hospedadoras; baste citar la replicación del genomio de ARN de los retrovirus por reversotranscripción a ADN, los fenómenos de transformación oncogénica virásica y su aplicación a los estudios generales del cáncer, el diseño de vacunas recombinantes por manipulación in vitro de genomios virásicos, la próxima aplicación clínica de la primeras terapias génicas en humanos recurriendo a vectores virásicos, etc. En el terreno de las necesidades urgentes, la metodología existente ha permitido la rápida identificación y caracterización del virus de la inmunodeficiencia humana, lo que se está traduciendo en una intensa y racional búsqueda de procedimientos para prevenir y eliminar la inesperada epidemia de SIDA.

En años recientes han sido descubiertos dos nuevos tipos de entidades infectivas, subvirásicas: T.O. Diener describió en 1967 la existencia de ARN desnudos infectivos en plantas, a los que llamó viroides, y en 1981 Prusiner puso de manifiesto que determinadas enfermedades de mamíferos se deben a partículas proteicas aparentemente desprovistas de material genético, a las que bautizó como priones.

BIBLO-GUÍA 14 MICROORGANISMOS Y QUIMIOTERAPIA

LOS MICROORGANISMOS EN LAS ENFERMEDADES.

  Durante el siglo XIX la atención de muchos naturalistas se había dirigido hacia las diversas formas de animales y plantas que vivían como parásitos de otros organismos. Este interés se redobló tras la publicación de los libros de Darwin, estudiándose las numerosas adaptaciones evolutivas que los distintos parásitos habían adquirido en su peculiar estilo de vida. Sin embargo, la adjudicación de propiedades de parásitos a los microorganismos vino del campo médico y veterinario, al revalorizarse las ideas sobre el origen germinal de las enfermedades infecciosas.

 En 1835 Agostino Bassi (1773-1856) demostró que cierta enfermedad del gusano de seda (mal di segno), que había hecho su aparición en Lombardía, se debía a un hongo (Botrytis bassiana). Cuatro años más tarde J.L. Schönlein descubrió la asociación de un hongo con una enfermedad humana de la piel. En 1840 Henle, de la escuela fisiológica de Johannes Müller, planteó la teoría de que las enfermedades infecciosas están causadas por seres vivos invisibles, pero de nuevo la confirmación de estas ideas tuvo que esperar a que la intervención de Pasteur demostrara la existencia de microorganismos específicos responsables de enfermedades.

            Hacia mediados del siglo XIX otra enfermedad infecciosa (pebrina) comenzó a diseminarse por los criaderos de gusano de seda de toda Europa, alcanzando finalmente a China y Japón. A instancias de su maestro Jean Baptiste Dumas, Pasteur aceptó el reto de viajar a la Provenza para investigar esta enfermedad que estaba dejando en la ruina a los industriales sederos, a pesar de que nunca hasta entonces se había enfrentado con un problema de patología. Es más que probable que Pasteur viera aquí la oportunidad de confirmar si sus estudios previos sobre las fermentaciones podían tener una extensión hacia los procesos fisiológicos del hombre y de los animales. Es sorprendente que, al principio no se mostrara dispuesto a aceptar la idea de que la pebrina fuera una enfermedad ocasionada por un agente extraño, creyendo durante los dos primeros años que se trataba de alteraciones meramente fisiológicas. Tras una serie de tanteos, y en medio de una intensa actividad intelectual que le obligaba a repasar continuamente los experimentos y las conclusiones extraídas, inmerso en el drama personal de la muerte de su padre y de dos de sus hijas en un corto lapso de tiempo, Pasteur llega finalmente, en 1869, a identificar al protozoo Nosema bombycis  como el responsable de la epidemia, y por medio de una serie de medidas de control, ésta comienza a remitir de modo espectacular.

            La intervención de bacterias como agentes específicos en la producción de enfermedades fue descubierta a raíz de una serie de investigaciones sobre el carbunco o ántrax, enfermedad que afecta a ganado y que puede transmitirse al hombre. C. Davaine, entre 1863 y 1868, encontró que en la sangre de vacas afectadas aparecían grandes cantidades de microorganismos a los que llamó bacteridios; además, logró inducir la enfermedad experimentalmente en vacas sanas, inoculándoles muestras de sangre infectada. En 1872 el médico alemán C.J. Eberth consiguió aislar los bacilos filtrando sangre de animales carbuncosos. Pero fue Robert Koch (1843-1910), que había sido alumno de Henle, quien con su reciente técnica de cultivo puro logró, en 1876, el primer aislamiento y propagación in vitro del bacilo del ántrax (Bacillus anthracis), consiguiendo las primeras microfotografías sobre preparaciones secas, fijadas y teñidas con azul de metileno. Más tarde (1881), Koch y sus colaboradores confirmaron que las esporas son formas diferenciadas a partir de los bacilos, y más resistentes que éstos a una variedad de agentes. Pero más fundamental fue su demostración de que la enfermedad se podía transmitir sucesivamente a ratones sanos inoculándoles bacilos en cultivo puro, obtenidos tras varias transferencias en medios líquidos.

            Este tipo de estrategias para demostrar el origen bacteriano de una enfermedad fue llevado a una ulterior perfección en 1882, con la publicación de “Die Äthiologie der Tuberkulose”, donde se comunica por primera vez la aplicación de los criterios que Henle había postulado en 1840. Estos criterios, que hoy van asociados al nombre de Koch, son los siguientes:

1.      El microorganismo debe de estar presente en todos los individuos enfermos.

2.      El microorganismo debe poder aislarse del hospedador y ser crecido en cultivo puro.

3.      La inoculación del microorganismo crecido en cultivo puro a animales sanos debe provocar la aparición de síntomas específicos de la enfermedad en cuestión.

4.      El microorganismo debe poder ser reaislado del hospedador infectado de forma experimental.

            Fue asimismo Koch quien demostró el principio de especificidad biológica del agente infeccioso: cada enfermedad infecciosa específica está causada por un tipo de bacteria diferente. Estos trabajos de Koch abren definitivamente el campo de la Microbiología Médica sobre firmes bases científicas.

            Durante las dos décadas siguientes la Microbiología experimentó una auténtica edad de oro, en la que se aislaron y caracterizaron muchas bacterias patógenas. La Alemania del Reich, que a la sazón se había convertido en una potencia política y militar, se decidió a apoyar la continuidad de los trabajos del equipo de Koch, dada su enorme importancia social y económica, creando un Instituto de investigación, siendo Koch su director en el Departamento de Salud. De esta forma, en la Escuela Alemana se aislaron los agentes productores del cólera asiático (Koch, 1883), de la difteria (Loeffler, 1884), del tétanos (Nicolaier, 1885 y Kitasato, 1889), de la neumonía (Fraenkel, 1886), de la meningitis (Weichselbaun, 1887), de la peste (Yersin, 1894), de la sífilis (Schaudinn y Hoffman, 1905), etc. Igualmente se pudieron desentrañar los ciclos infectivos de agentes de enfermedades tropicales no bacterianas que la potencia colonial se encontró en ultramar: malaria (Schaudinn, 1901-1903), enfermedad del sueño (Koch, 1906), peste vacuna africana (debida al inglés Bruce, 1895-1897), etc.

            Por otro lado, la Escuela Francesa, nucleada en el Instituto Pasteur, se concentró en los estudios sobre los procesos infectivos, la inmunidad del hospedador, y la obtención de vacunas, sobre todo a raíz de la vacuna antirrábica  ensayada por Pasteur (1885), contribuyendo al nacimiento de la Inmunología 

  DESARROLLO DE LA ASEPSIA, QUIMIOTERAPIA Y ANTIBIOTERAPIA

            Los avances de las técnicas quirúrgicas hacia mediados del siglo XIX, impulsados por la introducción de la anestesia, trajeron consigo una gran incidencia de complicaciones post-operatorias derivadas de infecciones. Un joven médico británico, Joseph Lister (1827-1912), que había leído atentamente los trabajos de Pasteur, y que creía que estas infecciones se debían a gérmenes presentes en el aire, comprobó que la aplicación de compuestos como el fenol o el bicloruro de mercurio en el lavado del instrumental quirúrgico, de las manos y de las heridas, disminuía notablemente la frecuencia de infecciones post-quirúrgicas y puerperales.

            Más tarde, Paul Ehrlich (1854-1919), que había venido empleando distintas sustancias para teñir células y microorganismos, y que conocía bien el efecto de tinción selectiva de bacterias por ciertos colorantes que dejaban, en cambio, incoloras a células animales, concibió la posibilidad de que algunos de los compuestos de síntesis que la industria química estaba produciendo pudieran actuar como “balas mágicas” que fueran tóxicas para las bacterias pero inocuas para el hospedador. Ehrlich concibió un programa racional de síntesis de sustancias nuevas seguido de ensayo de éstas en infecciones experimentales. Trabajando en el laboratorio de Koch, probó sistemáticamente derivados del atoxilo (un compuesto que ya Thompson, en 1905, había mostrado como eficaz contra la tripanosomiasis), y en 1909 informó de que el compuesto 606 (salvarsán) era efectivo contra la sífilis. Aunque el salvarsán presentaba algunos efectos colaterales, fue durante mucho tiempo el único agente disponible contra enfermedades producidas por espiroquetas, y sirvió para ilustrar brillantemente la validez del enfoque de la llamada quimioterapia (término acuñado por el mismo Ehrlich), de modo que encauzó toda la investigación posterior.

            En 1927 Gerhard Domagk, en conexión con la poderosa compañía química I.G. Farbenindustrie, inició un ambicioso proyecto de búsqueda de nuevos agentes quimioterápicos, siguiendo el esquema de Ehrlich; en 1932-1935 descubre la acción del rojo de prontosilo frente a neumococos hemolíticos dentro del hospedador, pero señala que esta droga es inactiva sobre bacterias creciendo in vitro. La explicación la sumistra el matrimonio Tréfouël, del Instituto Pasteur, al descubrir que la actividad antibacteriana depende de la conversión por el hospedador en sulfanilamida. El mecanismo de acción de las sulfamidas (inhibición competitiva con el ácido para-aminobenzoico) fue dilucidado por el estadounidense Donald D. Woods. Las investigaciones de éste encaminaron a la industria farmacéutica hacia la síntesis de análogos de metabolitos esenciales, introduciendo un enfoque más racional frente a la época anterior, más empírica.

            En 1874, el médico inglés W. Roberts había descrito las propiedades antibióticas de ciertos cultivos de hongos (Penicillium glaucum) contra las bacterias, e introdujo en Microbiología el concepto de antagonismo. Otros investigadores de finales del siglo XIX realizaron observaciones similares, pero fue Fleming quien, en 1929, logró expresar ideas claras sobre el tema, al atribuir a una sustancia química concreta (la penicilina) la acción inhibidora sobre bacterias producida por el hongo Penicillium notatum. Fleming desarrolló un ensayo crudo para determinar la potencia de la sustancia en sus filtrados, pudiendo seguir su producción a lo largo del tiempo de cultivo, y mostrando que no todas las especies bacterianas eran igualmente sensibles a la penicilina. Las dificultades técnicas para su extracción, junto al hecho de que el interés de la época aún estaba centrado sobre las sulfamidas, impidieron una pronta purificación de la penicilina, que no llegó hasta los trabajos de Chain y Florey (1940), comprobándose entonces su gran efectividad contra infecciones bacterianas, sobre todo de Gram-positivas, y la ausencia de efectos tóxicos para el hospedador.

            Inmediatamente comenzó una búsqueda sistemática de microorganismos del suelo que mostraran actividades antibióticas. En 1944 A. Schatz y S. Waksman descubren la estreptomicina, producida por Streptomyces griseus, siendo el primer ejemplo de antibiótico de amplio espectro. Los diez años que siquieron al término de la segundad guerra mundial vieron la descripción de 96 antibióticos distintos producidos por 57 especies de microorganismos, principalmente Actinomicetos.

            En la década de los 60 se abrió una nueva fase en la era de los antibióticos al obtenerse compuestos semisintéticos por modificación química de antibióticos naturales, paliándose los problemas de resistencia bacteriana a drogas que habían empezado a aparecer, disminuyéndose en muchos casos los efectos secundarios, y ampliándose el espectro de acción.

            Aparte de la revolución que supusieron en el campo de la aplicación clínica, los antibióticos ha permitido notables avances en el desentrañamiento de determinados aspectos de arquitectura y función moleculares de las células susceptibles (paredes celulares microbianas, ribosomas, síntesis proteica, etc.).