El Caballo de Henry

En 1896 Henry Ford ya tenía sus primeros prototipos de coches sin caballos. Cuando le preguntaron por su trabajo, dijo que si hubiese preguntado a los demás qué necesitaban, le hubiesen dicho “caballos más rápidos”. Pero es un error pensar que el cliente no sabe lo que quiere. Puede expresarlo mal o no dimensionar la importancia de lo que necesita, pero en el fondo lo sabe. La necesidades expresada: “Queremos caballos más rápidos” se corresponde con la necesidad implícita: “Ford Modelo T” y ésta a su vez con una necesidad latente: “Viajar largas distancias a una mayor velocidad”.

La inercia como barrera a la innovación disruptiva, que señalaba Ford, pasa también en el campo de las ciencias de la vida. Y sobre todo puede pasar en microbiología. Trabajar adherido a las raíces del conocimiento microbiológico concretado en la colonia, es una posible barrera a la innovación. En la superficie de una placa se perfila la foto en sepia de una parte del contenido microbiano de una muestra, en un proceso de “revelado” que, para el microorganismo que nos interesa, es tardío y resulta en días. Aunque defendemos, como el primero, que el método de cultivo seguirá siendo útil para el aislamiento de la colonia y proporcionará con ello el material biológico necesario para abordar estudios genéticos, en la dirección de enlazar la causa con el efecto, el foco con la enfermedad. Un hecho este que sólo se alcanza en toda Europa en apenas un 57 % de los brotes. El futuro del control preventivo de Legionella no pasa por una placa, pero no la excluye.

En el post anterior descubrimos que Legionella podría estar viviendo una revolución de su biología, adaptándose a los escenarios creados por el ser humano, hospedador y quizá futuro vector del agente infeccioso. ¿Cuál va a ser nuestra revolución? Por lo pronto, abogamos por mejorar nuestro conocimiento de la ecología microbiana de Legionella en su estado salvaje, evaluar la eficacia de las medidas de control en condiciones reales, e introducir métodos rápidos independientes del cultivo. Y aquí tiene que devenir una revolución técnica, ni mucho menos dramática. En un entorno de cambio constante debido a los desarrollos tecnológicos, mucho cuidado, porque en microbiología la ausencia de cambio es lo que puede alterarlo todo. A peor.

La prevención no necesita “otro caballo más rápido”. Ni el método de cultivo puede serlo. Mientras algunos apuntan un aumento en el número de placas para mejorar la recuperación de Legionella, no justifica ese pequeña mejora el dispendio que tal estrategia supone, y menos desde el punto de vista preventivo porque es un enfoque ciego al problema de la determinación por cultivo para un fin preventivo: la lentitud de crecimiento para obtener la colonia y la interferencia por otros microorganismos. La necesidad implícita es una determinación rápida y fiable del microorganismo patógeno como célula intacta, sea o no capaz de formar una colonia, porque es la célula intacta la unidad potencialmente infectiva y porque el riesgo de infección se magnifica si no se reduce en lo posible el tiempo de exposición de la población al agente patógeno.

Dicho esto, un escenario futuro y cercano será el control retroalimentado y análisis rápido de puntos críticos en el conjunto de la instalación monitorizada. Porque la distribución de Legionella en una instalación no es uniforme y porque hay variaciones de carga impredecibles de Legionella en distintos puntos de la instalación, haciendo variable su concentración en el espacio y en el tiempo. Esto nos dibujará una superficie dinámica del nivel de Legionella, con positividades cambiantes con el tiempo, posiblemente más elevadas que las esperadas hoy para el cultivo, y el lapicero que la dibuje será una técnica rápida independiente del cultivo.

Con ese trazo será posible tomar decisiones oportunas y focalizadas en aquellas áreas que realmente puedan originar un problema. Esta es nuestra necesidad latente: “Medir de una forma rápida y fiable la cantidad de Legionella intacta y potencialmente infectiva para anticipar una prevención eficiente”

Desde esta posición podremos empezar a evaluar ecuaciones dosis-respuesta, las concentraciones relevantes de Legionella, la eficacia de los biocidas, el reparto de Legionella entre la fase acuosa y el aerosol, su relación con la cantidad de amebas, con los biofilms, etc.

Porque la necesidad es real y un “caballo más rápido” no la satisfará. Lo dijo Henry.

Autor: Guillermo Rodríguez, Director Científico de Biótica.

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El Ataque de los Clones

Hay una duda razonable sobre si Legionella pneumophila es un patógeno oportunista o un patógeno adaptado a los humanos. Parece que en el último siglo ha movido su genoma para adaptarse y ha tomado la “decisión biológica” de instalarse en los escenarios creados por el humano. Es algo que se viene sospechando hace tiempo pero recientes estudios apuntan en esta dirección.

Por eso algunos ya se preguntan si esta bacteria encontrará nuevos caminos para propagarse. Porque hasta ahora nosotros nos contagiamos por el ambiente y en nosotros termina la infección. Pero si Legionella encuentra nuevos caminos, puede que no seamos la última parada de su proceso infectivo. ¿Podremos ser vectores en lugar de hospedadores finales? Apenas hace dos décadas, Rowbotham encontró Legionella en heces humanas, un vehículo de otros microorganismos infecciosos, y el año pasado en Portugal Correia reportaba una caso probable de contagio persona a persona. ¿ Es posible que estos “movimientos” en el genoma de Legionella pueden estar abriendo nuevos caminos en su modo de propagarse?

Los análisis filogenéticos hurgan en las tripas moleculares de las cepas clínicas encontradas en muchos casos de la enfermedad. Los genomas son como libros en los que estas herramientas descubren estos patrones genéticos. Rastrean y encuentran tipos de secuencias (perfiles alélicos, STs) con programas de software de una potencia inusitada. En la mayoría de  estos “libros”, el año pasado Sophia David y sus colaboradores han encontrado cinco STs relacionadas con casos de la enfermedad. Son banderines rojos que sugieren que algo se ha movido en las tripas de Legionella, y están distribuidos a lo largo y ancho de un mapa mundi. ¿Qué está ocurriendo?

Estos cinco patrones o secuencias están poco mutados. Si no ha dado tiempo, probablemente es porque representan linajes muy recientes — del último siglo, alguno probablemente entre 1968 y 1985—, de la anciana especie de Legionella pneumophila. Estos clones son más infectivos y parecen encontrarse cómodos. Emergen en distintas cepas y de forma independiente. Legionella parece ser un enemigo que se dispersa pero no se diluye. Los patrones hallados por Shopia son más propios de un patógeno adaptado y cuestionan si Legionella puede seguir siendo considerado un agente infeccioso “accidental”.

Por ejemplo, en nuestro mapa mundi cepas aisladas en regiones alejadas aparecen muy relacionadas, y que las secuencias más “ancianas” aparecen más distribuidas que las más “jóvenes”. Algo las está diseminando y ha ocurrido recientemente. ¿Está encontrando Legionella otras rutas de propagación?

Lo que sabemos es que estos clones están cabreados. Presentan factores de virulencia, altamente conservados. Y esta maquinaria infectiva ha quedado guardada en genomas que mutan poco, como le ocurre por ejemplo a Mycobacterium tuberculosis. Una lentitud evolutiva armonizada con el estilo de vida “durmiente” de Legionella.

Mientras estos estudios prosiguen, los chinos ya saben que muchos factores de virulencia se expresan en la Legionella salvaje en su envoltura celular (Xiao-Yong Zhan, 2015) — menos expresados cuando la cepa pasa por cultivo, por cierto — y eso nos dice que los sistemas de detección rápida sobre la envoltura celular del microorganismo salvaje “durmiente” puede ser lo más adecuado como primera línea defensiva, y alertar con anticipación de un peligro para el que Legionella ya ha movido ficha.

Y nosotros, ¿qué esperamos? La fuerza de una ola puede describirse con complejas ecuaciones matemáticas, pero mientras se dibujan en un papel, necesitamos la detección rápida de este patógeno.

Autor: Guillermo Rodríguez, Director Científico de Biótica.

La Ameba Que Dejó Una Nota…

Si un técnico encontrase en un aljibe una nota dejada por una ameba, escrita por ésta horas antes de su muerte, descubriría que el resultado que percibe de su trabajo podría discrepar del real.

Desde luego este ser unicelular no cuenta entre sus capacidades con la de la escritura. Pero en este ejercicio de imaginación, la nota de la ameba bien podría ser la metáfora del conocimiento hoy disponible sobre Legionella, y que por alguna razón llega con dificultad.

El técnico ha aplicado un tratamiento térmico en la instalación y se ha asegurado de dejar un nivel residual de cloro. Pero en su nota de despedida, la ameba deja sombras de incertidumbre. Afirma haber sido invadida por una célula de Legionella pneumophila.

Probablemente se trate de una forma viable pero no cultivable. De esas que no se pueden detectar en una placa, un argumento para utilizar métodos independientes del cultivo. Este pensamiento del técnico lo corroboraría el resultado negativo del cultivo, 10 días después. Durante todo ese tiempo, el técnico piensa en qué ha sucedido. El invasor circularía libre en el agua. Una forma madura de Legionella, con ese fenotipo tan característico, infectivo, no replicativo, y virulento. Formaría una vacuola intracelular e indigerible por la ameba y en unas 18 horas, cientos de células replicativas de Legionella ocuparían una gran parte de los 10.000.000 de micrómetros cúbicos de su citoplasma.

Procedería de alguna otra ameba infectada o de un biofilm, lo que le sugiere que ahí es donde Legionella se ha protegido del calor y del cloro, que había aplicado confiado, siguiendo unos protocolos que no han tenido en cuenta la nota de la ameba.

En su nota, la ameba se sabe parte del ciclo de vida de Legionella, pero nunca ha tenido la intención de engullirla. Con esto, el técnico deduce que a la célula infectiva de Legionella le bastaba con quedar cerca de los receptores de membrana que en la ameba median la invasión. En 24 horas tras la misma, la ameba no soportará la presión mecánica sobre su membrana de todas esas células de Legionella que, dos minutos antes de hacer explotar su cuerpo, volverán a dejar de ser replicativas y se tornarán infectivas. Ahora nuestro técnico sospecha que su trabajo tiene margen de mejora, y quizá debería combinar la evaluación de riesgos, las medidas de control (temperatura, flujo, etc) y los ensayos de rutina con técnicas independientes del cultivo.

nota-de-ameba

El técnico sabe que su trabajo es evaluado por una técnica que no puede detectar las células viables pero no cultivables, o incluso las cultivables que resultan enmascaradas por otros microorganismos. Recuerda entonces que el fenotipo salvaje de Legionella se pierde al cultivarla en el laboratorio, y durante unos segundos piensa perplejo que los biocidas y los antibióticos se evalúan también con técnicas de cultivo y cepas de laboratorio.

El técnico ha recordado que abrió el grifo para tomar unas muestras. Imagina la ameba infectada, moviéndose en la dirección del flujo rodeada de otros microorganismos, algunos muertos, otros no, de ruinas celulares y ADN libre, condenada en unas 16 horas más a explotar. Un amplificador biológico de un solo uso.

Pero el técnico recuerda haber cerrado el grifo y volver a abrirlo en 5 minutos. Una llamada que atender de la central. Quizá la ameba y otros como ella se podrían haber agolpado cerca del grifo. Y esto haría que la segunda muestra saliese más concentrada. De repente, se da cuenta de que no sabía cuándo habría sido vencida la membrana de la ameba, y si su peligrosa carga estaría aún en la tubería, en una de las botellas de muestra, o en un concentrado de algunos mililitros de alguna de ellas, o incluso en el suelo de una placa. Quién sabe.

La nota no decía nada más.

Autor: Guillermo Rodríguez, Director Científico de Biótica.