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A Gema,

por ayer, por mañana, por todo.

La tristeza del alma puede matarse

mucho más rápido que una bacteria.

JOHN STEINBECK

Está claro que el famoso autor de Las uvas de la ira o Al este del Edén era conocedor de la enorme capacidad de adaptación que poseen las minúsculas bacterias, del mismo modo que parecía manifestar sobre estos ubicuos microorganismos la misma pésima opinión que sobre ellos tenemos la mayoría de nosotros. Y es que si al oír la palabra bacteria hay una idea que coagule de forma instantánea en nuestro pensamiento, esa es la de la enfermedad. Desde siempre hemos asociado a los microbios con sufrimiento y dolencias, y los hemos percibido como un mal invisible al que hay que combatir y eliminar. Desde luego, los microbios, y en especial las bacterias, se han ganado a pulso la mala fama que tienen entre los humanos, pues de forma directa o indirecta han matado a millones de personas y disminuido la calidad de vida de muchos individuos. Así, Yersinia pestis azotó sin piedad a media Europa durante la Edad Media, Vibrio cholerae exterminó a cientos de personas en el Londres del siglo XIX, hace solo unos años una cepa de Escherichia coli enterohemorrágica fulminó la vida de decenas de individuos en Alemania, y, aquí en España, los periódicos se han hecho eco de las terribles hazañas perpetradas por Bordetella pertussis apagando la recién comenzada existencia de varios bebés. Desde este punto de vista las bacterias se muestran como unos peligrosos enemigos que han ido repartiendo dolor y sembrado la muerte entre los individuos de nuestra especie. Parece obvio que tenemos motivos más que suficientes para tratar de erradicar a estos malditos bichos de la faz de la Tierra. Sin embargo, ya sabemos que toda historia siempre tiene dos caras y, aunque la mayoría de las veces nos limitamos a mirar tan solo la negativa, también existe un mundo en el que los microbios no solo no constituyen una amenaza, sino que además se comportan como imprescindibles aliados.

Todos sabemos que algunas bacterias matan; pero la mayoría desconoce que muchos de estos microorganismos se utilizan para diagnosticar enfermedades y detectar peligrosas sustancias tóxicas en el medio ambiente, fabricar muchos de los fármacos con los que mantener a raya a los patógenos, combatir al indeseable virus del dengue, o batallar contra el casi invulnerable cáncer. Seguramente también nos hayan enseñado que las bacterias contaminan el agua y el suelo, y que con frecuencia echan a perder los alimentos; pero probablemente nadie nunca nos dijo que también pueden devorar los hidrocarburos del petróleo que ensucian el agua y eliminar los metales pesados que envenenan el suelo, o que alimentos como la cerveza, el pan, el yogur o el vino no podrían existir sin los microbios. Sin duda, la mayoría de nosotros ve en las bacterias a una terrible amenaza para nuestra especie; pero solo unos pocos saben que estos seres también pueden sintetizar importantes sustancias que los órganos de algunos enfermos se niegan a fabricar, diseñar revestimientos y estructuras humanas que sustituyan a los tejidos dañados, o colaborar con nuestros forenses para esclarecer complejos asesinatos. Además, por si todo esto pareciese poca cosa, en mi casa siempre nos enseñaron la importancia de respetar a nuestros mayores, a todas esas personas que trabajaron y lucharon decidida e incansablemente por todas aquellas cosas que ahora nos parecen algo habitual y cotidiano. Bueno, pues de igual forma que honramos a nuestros antepasados porque todo lo que hoy somos jamás habría sido sin ellos, también debemos ser agradecidos con las bacterias puesto que no solo constituyen el origen de nuestras células, sino que además la propia vida, cuya diversidad hoy nos sobrecoge, fue en sus albores tan solo una sencilla bacteria.

El objetivo de este libro también puede verse, al igual que el universo de las bacterias, desde dos perspectivas: como un medio que nos acerque a esa desconocida vertiente positiva del mundo de los microbios que con frecuencia nos pasa desapercibida, y como un sencillo relato que, utilizando como único lazarillo al conocimiento científico, nos vaya revelando poco a poco la esencia misma de la vida en este increíble y maravilloso planeta. De hecho, Bacterias, bichos y otros amigos es una obra que habla de microbios pero no como un fin en sí mismo, sino como estrategia que nos permita acercarnos a muchos de los descubrimientos que la ciencia nos está desvelando, y que están contribuyendo a configurar nuestro mundo tal como hoy nosotros lo vemos, y tal como mañana lo verán las generaciones venideras.

El libro se ha dividido en ocho capítulos que abarcan muchas de las importantes funciones en las que están implicados los microbios, pero manteniendo cada uno de ellos su propia identidad, de forma que no es necesario leer un capítulo previo para poder acceder al siguiente. En realidad se trata de que sea el lector, en función de sus intereses, quien elija la estrategia que quiere utilizar para acercarse a este libro. Asimismo, se ha tratado de utilizar un lenguaje que sea accesible para cualquier lector, huyendo de toda jerga científica y utilizando todos aquellos recursos que, en forma de símiles, metáforas, transposiciones… puedan facilitar la lectura por todo aquel que carezca de formación previa en biología o en medicina.

No obstante, con el objetivo de satisfacer las mayores demandas de conocimientos que puedan tener algunos lectores sobre ciertos temas, tratados de forma superficial en el libro, se ha realizado una selección de artículos, que aparecen recogidos al final, con los que completar la información aportada en el texto. De este modo se han seleccionado artículos relevantes del tema a tratar, intentando que no solo sean fáciles de entender, sino que además se pueda acceder a ellos a través de una simple conexión a internet. No obstante, todo lector interesado en cualquiera de los artículos citados en el texto a los que no tenga posibilidad de acceder, o que simplemente desee hacer llegar al autor del libro cualquier duda o comentario, puede escribir a davidgjara@hotmail.com

Por último solo me queda desear que disfruten y se sorprendan con las asombrosas y fantásticas historias de unos pequeños seres microscópicos y de un increíble homínido que ha sido bendecido por la naturaleza con el extraordinario don de la autoconsciencia.

DAVID G. JARA

1

NUESTRAS AMIGAS LAS BACTERIAS

No sé lo que nos está pasando, y tampoco si se trata de un proceso evolutivo normal que sufren todas las sociedades ricas, aburridas y despreocupadas o si, simplemente, es el reflejo de nuestra masoquista naturaleza, pero la verdad es que cada vez que escucho las noticias o echo un vistazo a las portadas de los periódicos siento que necesito tomarme un par de ansiolíticos para poder superarlo. Asesinatos, accidentes, enfermedades, robos, violencia… Para cuando aparece una crónica sobre algo mínimamente positivo tengo el espíritu tan abatido y la idea de que este mundo es una porquería tan profundamente arraigada, que la llama del optimismo es ya incapaz de prender en mi alma. En realidad no descarto que el arrojar sobre nuestras espaldas toda esa pesadumbre sea una meditada estrategia de los medios de comunicación para, a base de golpes desmoralizantes, dejarnos tan atontados que seamos incapaces de levantarnos del sillón durante los siguientes veinte minutos de crónica deportiva en los que se debatirá sobre el color de los gayumbos que hoy llevaba el futbolista de moda. No obstante, tampoco puedo excluir la idea de que las televisiones y los periódicos solo nos estén dando la tóxica medicina que nosotros les estamos demandando.

Y es que todavía recuerdo la última vez que, de vuelta al pueblo donde de pequeño pasaba todos los veranos y siguiendo la «sugerencia» de mi madre, se me ocurrió hacer una visita a mi tía abuela. Reconozco que gran parte de la reticencia que mostraba por acudir a aquella casa de permanente olor a vinagre se debía al nítido recuerdo, grabado a fuego en mi cerebro, de aquellos besos de ternera que te empapaban media cara y de ese áspero y ubérrimo mostacho, que ya habría querido yo tener de adolescente, que indecentemente rozaba la piel encogida. Pero lo que sin duda me echaba para atrás, más allá de los húmedos y erizados besos, era tener que enterarme de todas y cada una de las truculentas historias que habían sucedido en el pueblo durante mi larguísima ausencia. Cada encuentro con mi tía abuela era como sumergirse de lleno en las páginas de El Caso: que si al panadero le habían operado de un tumor, que si el hijo de la Matilde había tenido un accidente con el coche, que si el primo de la Aurelia había estado ingresado tres semanas… Vamos, la alegría de la huerta, una tarde bien invertida en tragarme las desgracias de personas que ni siquiera conocía. Pero, si el hecho de no conocer a una persona lograba que el infortunio de esa gente no te afectase demasiado, ya se encargaba la venerable anciana de contarte alguna historia que te estropeara definitivamente el día.

Mira que insistí en que no me acordaba del tal Abelardo, pero ella erre que erre: que si jugaba conmigo en el patio de la abuela, que si juntos robábamos manzanas en el huerto del alcalde, que si nos pillaron meando las hortensias de la Remigia… Hasta que por fin, además de recordarme que yo debía haber sido un gamberro de categoría, consiguió abrir un pequeño resquicio entre los nubarrones que atoraban mi memoria, y acerté a evocar la cara de aquel chico con el que de pequeño pasaba los veranos. Bueno, pues toda su insistencia, toda su obstinación con el chaval era para decirme que… se había muerto hacía un par de años, ¡¡la madre que la…!! Qué necesidad tenía de meterme en la cabeza a aquel pobre niño que hacía tiempo había olvidado para, sin ni siquiera tener la oportunidad de conocerlo de adulto, al instante arrancármelo de cuajo.

Nuestra tendencia, innata o adquirida, a focalizar morbosamente la atención sobre los aspectos más negativos condiciona de forma definitiva la manera que tenemos de ver este maravilloso mundo, y esa percepción radicalmente sesgada nos hace ser tremendamente injustos. Así, cada vez que se menciona en las noticias a un albanokosovar, nuestra mente lo recrea cubierto con un pasamontañas y kaláshnikov en mano; cuando mi hermana nos presentó a Jean Paul, su nuevo novio francés, mi padre casi lo echa a patadas de casa acusándole de tirar las naranjas españolas en la frontera; la de veces que recé el Jesusito de mi vida, que era la única oración que recordaba un pedazo de ateo como yo, cuando, embarcado en el avión que me llevaba a Nueva York, se me sentó al lado un pobre musulmán con chilaba hasta los pies y larga y enmarañada barba. Pero si de damnificados por nuestra peculiar y perniciosa manía de otorgar preferencia al aspecto negativo de la realidad queremos hablar, hay un pequeño ser vivo que se lleva la Palma de oro, el Goya y el Oscar: ¡las bacterias, bonita, las bacterias!

La visión que aquella abuelita del anuncio de desinfectante de los años noventa tenía sobre las bacterias, a las que solo veía como entes malévolos que amenazaban la salud de su familia, no constituye un caso aislado; todo lo contrario, la inmensa mayoría de los humanos consideran que estos microscópicos organismos son nuestros más peligrosos enemigos y que por ello deben ser perseguidos sin tregua y erradicados con la mayor celeridad. De nuevo nuestro particular y dramático enfoque de la realidad nos lleva a agigantar los aspectos negativos de estos seres vivos y a minimizar, cuando no directamente a ignorar, la otra cara que también presentan. Es verdad que bacterias como Yersinia pestis o Vibrio cholerae han terminado con la vida de muchísimas personas en cruentos episodios de peste y de cólera; pero no es menos cierto que microorganismos del mismo reino, como Bacillus subtilis, Escherichia coli o Streptomyces venezuelae, nos permiten detectar con rapidez una enfermedad metabólica como la fenilcetonuria, elaborar las hormonas que necesitan diariamente cientos de miles de personas diabéticas o fabricar antibióticos para combatir a los microorganismos patógenos y salvar así millones de vidas cada año. De modo que quedarnos exclusivamente con la idea de que las bacterias son unos organismos perniciosos enemigos de nuestra especie no es solamente algo injusto sino tremendamente irreal.

Como mi madre, obcecada con echar lejía y amoníaco por todos los rincones de la casa, a veces combinando ambos productos en el cubo de la fregona y asfixiando a medio vecindario, la mayoría de nosotros tenemos la tendencia a asociar a las bacterias con la suciedad y las enfermedades. Aunque en no pocos casos se trata de una percepción acertada, la realidad es que muchas de ellas realizan una impagable tarea a modo de eficaz empresa de limpieza, eliminando diligentemente nuestra propia porquería. Y que conste que esta última aseveración no es, en modo alguno, una exageración con la que quiera llamar la atención del lector, es que ciertamente las bacterias van a devorar los zurullos de los que diariamente, los más afortunados, se despiden entre lágrimas cuando tiran de la cadena del váter. Esperando ansioso en las depuradoras de aguas residuales se encuentra un enorme contingente de bacterias preparado para alimentarse de tan desagradable materia. Más del 90 % de las deyecciones humanas que todos los días llegan a las estaciones depuradoras son transformadas en sustancias inocuas por estos microorganismos que muchos consideran alimañas perjudiciales. Pero las bacterias no se limitan a transformar los desechos procedentes de la inevitable actividad biológica de los humanos, también son capaces de eliminar otro tipo de residuos, tanto o más peligrosos, que son fruto de otras acciones que poco tienen que ver con el natural acto de hacer de cuerpo.

El petróleo, pese a que hace ya tiempo que tiene la espada de Damocles sobre su cabeza, continúa siendo el recurso energético más utilizado en nuestro planeta. La gasolina y el gasoil que mueven el motor de los coches, el queroseno que utilizan los aviones, las naftas que nos permiten fabricar múltiples tipos de materiales plásticos… son solo algunas de las muchas utilidades de este especial cerdo de origen mineral del que se aprovecha absolutamente todo; pero que también contamina como pocos. Los componentes químicos que constituyen el petróleo pertenecen a la gigantesca familia de los hidrocarburos y, en general, son tremendamente peligrosos para los seres vivos. No creo que sea necesario recordar la destrucción que provocó, en el año 2002, la marea negra originada por el accidente del petrolero Prestige en el litoral norte de nuestro país, o el desastre que, poco más de una década antes, aconteció en la costa de Alaska tras el hundimiento del Exxon Valdez.

Por suerte, para colaborar con nosotros en la resolución de los desaguisados que con frecuencia preparamos, tenemos al lado, trabajando codo con codo con el todopoderoso Homo sapiens, a las pequeñas y denostadas bacterias. Existen muchas bacterias que poseen la capacidad de alimentarse con los hidrocarburos presentes en el petróleo, transformando estas contaminantes sustancias en otras completamente inocuas. La ingeniosa técnica de utilizar la acción de los seres vivos, entre los que con frecuencia también se encuentran las plantas, para eliminar peligrosas sustancias presentes en el agua, el suelo o el aire se conoce como biorremediación.¹ Y las bacterias son, sin duda, unas estupendas especialistas en implementar esta técnica, pues podemos encontrar múltiples géneros microbianos que, presentes en el suelo y en el agua, poseen la capacidad de devorar con avidez los hidrocarburos del petróleo.

Es tal la variedad de microorganismos que disfrutan de la aptitud para alimentarse de los componentes del petróleo que incluso tenemos la posibilidad de utilizar diferentes géneros y especies en función del tipo de compuesto químico que queramos suprimir. Así, si se trata de limpiar un entorno contaminado con hidrocarburos alifáticos (largas cadenas formadas por la unión de átomos de carbono y de hidrógeno), no hay nada mejor que las bacterias acuáticas del género Alcanivorax. Y si nos interesa eliminar hidrocarburos cíclicos (las cadenas de carbonos e hidrógenos forman estructuras cerradas como pentágonos o hexágonos) o arrancar a los recalcitrantes hidrocarburos aromáticos (compuestos derivados del benceno), yo elegiría a algún microorganismo del género Cycloclasticus.

Pero alguno se preguntará: ¿de dónde sacamos un equipo de limpieza formado por todas esas bacterias de extraños nombres? Pues lo bueno es que la mayoría de las veces no hace falta buscarlas en ningún lado, ya que estos microorganismos limpiadores se encuentran viviendo y proliferado en el medio contaminado. Como mucho, probablemente tendremos que añadir al entorno en el que se desarrollan estos microbios algún nutriente, tipo nitrógeno o fósforo en forma de fertilizante, para promover su crecimiento, y a veces airear el medio para que dispongan del oxígeno suficiente con el que realizar eficazmente la tarea de limpieza que les hemos encomendado. No obstante, en algunos lugares muy concretos deberemos acarrear con los microorganismos y liberarlos en el sitio en el que queremos que se pongan a limpiar. De hecho, una interesante estrategia que actualmente se está estudiando, consiste en recolectar las bacterias que proliferan en nuestros vertederos para que, añadidas en forma de compost a pequeñas áreas contaminadas con gasolina o gasoil, comiencen a devorar los restos de hidrocarburos que destruyen el suelo.

Las bacterias que utilizamos para limpiar las manchas de petróleo transforman los hidrocarburos en otros compuestos químicos menos —o nada— peligrosos; pero, por desgracia, con demasiada frecuencia aparecen en el medio sustancias cuya toxicidad no puede ser atenuada por la acción de los microbios. Metales pesados como el mercurio, el plomo o el cadmio son elementos tóxicos y nocivos para la mayoría de los seres vivos que, como consecuencia de las actividades antropogénicas, aparecen en nuestro entorno y que con el tiempo terminan por alcanzar la cadena alimenticia al retornar, como si de un boomerang lanzado por el karma se tratara, hasta nosotros.

A mediados del siglo pasado, los habitantes de un pequeño pueblo de pescadores, situado en el sur de la isla japonesa de Kyushu, observaron un extraño comportamiento entre los gatos callejeros que rondaban por el puerto donde cada mañana los lugareños descargaban el pescado. Muchos de los felinos domésticos que habitaban en la aldea de Minamata desarrollaron intensos temblores y movimientos descoordinados que delataban que algo extraño les estaba sucediendo. Pero lo más insólito es que los mininos poseídos por el espíritu de San Vito terminaban arrojándose al mar para morir ahogados bajo las aguas. Hubo de transcurrir poco tiempo para que la misteriosa enfermedad alcanzase a los humanos: al menos una veintena de aldeanos perecieron después de ingresar en el hospital con tremendas e incontrolables convulsiones, pérdidas temporales de conciencia e ideas delirantes. Las investigaciones encontraron al culpable de esta enfermedad, que en un alarde de originalidad denominaron enfermedad de Minamata, en el interior de los peces que capturaban y comían los aldeanos: el mercurio. El metal pesado había ido acumulándose en la bahía durante varias décadas debido a los residuos que, sin ninguna precaución, arrojaba al mar una importante industria que allí se había asentado. El tóxico metal alcanzó la cadena trófica a través de las algas, que sirvieron de pasarela para acceder a los peces, y de estos, finalmente, llegar a gatos y humanos.

Al contrario de lo que sucede con los hidrocarburos del petróleo, las bacterias no son capaces de transformar ni el mercurio ni la mayoría de los metales pesados en otras sustancias menos peligrosas; pero sí pueden llevar a cabo otra acción que también nos es tremendamente beneficiosa: retenerlos en sus minúsculos cuerpos y retirarlos de la cadena trófica. Muchos metales pesados son eliminados del ecosistema al que estaban contaminando cuando se fijan, como un imán lo hace a la puerta de la nevera, a la superficie del pequeño cuerpo del microbio; mientras que en otros casos es la propia bacteria la que, en un acto heroico e involuntario para con los humanos, secuestra en su interior a tan tóxicas y peligrosas sustancias. Los microorganismos cargados con los metales que han atrapado serán retirados del medio y depositados en almacenes adecuados, donde posteriormente se los someterá a diversos tratamientos que permitan recuperar y reutilizar el metal. Aunque existen muchos microorganismos que están dispuestos a echarnos una mano en la ardua tarea de retirar sustancias nocivas del medio ambiente, existe una bacteria que, probablemente por mi insana afición a los cómics de los X-Men, siempre me viene a la cabeza cada vez que pienso en microscópicos barrenderos. La bacteria Magnetospirillum magneticum² posee el mismo poder que el gran Magneto pero, a diferencia de este villano imaginario, el microbio no utiliza su don para luchar contra los humanos sino para ayudarlos, para colaborar con ellos en la recogida de una especial y peligrosa «basura» llamada teluro.

El teluro es un elemento químico que se utiliza como material para elaborar paneles fotovoltaicos, discos ópticos (CD y DVD), y como acelerador en la vulcanización del caucho, amén de otras muchas aplicaciones industriales que han sido las responsables de que su presencia como residuo contaminante en el medio natural, sobre todo en el agua, sea cada vez mayor. A la necesidad de retirar del medio una sustancia de gran toxicidad se ha unido el interés económico por recuperar un elemento que presenta una elevada demanda comercial, lo que provoca que la recuperación del teluro sea en la actualidad uno de los principales objetivos de las técnicas de biorremediación. M. magneticum es una bacteria muy especial que coge el hierro que encuentra en su entorno para construir en su interior unos minúsculos cristales de magnetita (Fe₃O₄), los magnetosomas, que le hacen presentar propiedades magnéticas. Pero este microbio no hace ascos al teluro, y si encuentra algo de este semimetal a su alrededor no dudará en internalizarlo y construir con él unos bonitos cristales en forma de filamento. De este modo, si en un medio contaminado con teluro añadimos nuestras bacterias magnéticas y las dejamos actuar durante un tiempo, veremos que en su interior se empiezan a formar los típicos magnetosomas que caracterizan al microorganismo, pero también cristales con el teluro que va retirando del medio. Por si fuera poco, M. magneticum no solo va a tragarse el teluro contaminante; además, su naturaleza magnética nos va a permitir recolectar a la inmensa mayoría de las bacterias que han participado en las tareas de limpieza y de esa forma, recuperar el valioso teluro con facilidad.

Magnetospirillum magneticum en cuyo interior se pueden observar los magnetosomas en forma de cubos.

Al presentar a las bacterias limpiadoras como contraposición a los microorganismos patógenos que segaron la vida de millones de personas podemos estar contribuyendo a perpetuar la clásica dicotomía bueno-malo a la que, para simplificar la realidad, los humanos somos muy aficionados a agarrarnos. Sin embargo, la complejidad de la biología que gobierna nuestro mundo hace que la artificial postura «bacteria buena versus bacteria mala» esté totalmente equivocada, ya que en muchos casos lo que siempre hemos considerado un microbio nocivo que no tiene solución puede sorprendernos mostrándose tremendamente útil y beneficioso, mientras que en otras circunstancias sucede justamente lo contrario.

Durante el desarrollo del presente escrito conoceremos a varios microorganismos capaces de terminar con la existencia de una persona en tan solo cuestión de horas, pero que utilizados en otros contextos y en otras condiciones también podrían salvarle la vida. Uno de esos microorganismos del que siempre esperamos lo peor es Helicobacter pylori, un conocido patógeno responsable de producir molestas gastritis, de promover la formación de úlceras estomacales y que es, incluso, sospechoso habitual de inducir el cáncer de estómago. Pero de igual forma que de pequeños echábamos en falta la presencia del insoportable gamberro del vecindario cuando la panda del barrio de al lado se pasaba a hacernos una «cordial» visita y a echarnos de la pista donde todas las tardes jugábamos a la pelota, la total ausencia de esta desagradable y dañina bacteria también puede meternos en importantes e inesperados problemas.

Cuestión de acidez

Hay que ver la celeridad con la que cambian las cosas en el mundo de los humanos. Los hechos que durante mucho tiempo fueron certezas absolutas que encajaban a la perfección en el puzle de nuestra realidad de repente se deforman y son sustituidos por otros que a toda prisa tenemos que acoplar para modelar una nueva realidad. Y es que llevas toda tu corta y eterna vida pensando que desde Oriente, subido en el camello de Melchor, viene empaquetado el Castillo de Grayskull con el que llevas soñando durante meses, para enterarte de sopetón que en realidad son tus padres los que te compran el juguete en la tienda de la esquina. Tremenda revelación que obliga a un niño de siete años a reconfigurar dramáticamente el mundo en el que vive; así, si los Reyes Magos ya no existen: ¿a qué esa insistencia casi obsesiva de mi madre en que escriba la dichosa cartita con las decenas de juguetes que quiero?, ¿adónde va a parar la botella de licor que cada año dejamos junto al árbol para sus majestades?, y, lo que es más inquietante, ¿quién es ese señor con corona y barba blanca en cuyas rodillas me siento cada Navidad a contarle mis secretos? Pues si las certezas permutan a la velocidad del sonido en la tierra de los hombres, los cambios se producen casi a la velocidad de la luz en el ámbito científico.

Tanto tiempo pensando que los continentes ocupaban posiciones fijas en el planeta, para que venga un tal Alfred Wegener y nos revele que las gigantescas masas de roca siempre han estado más inquietas que un niño de cinco años en el parque de los columpios. Pues de repente un estirado inglés viene a decirnos que, después de siglos dando por supuesto que Dios creó a los animales y a las plantas tal como hoy en día los vemos, todos los seres vivos procedemos de un ancestro común que, sometido al pertinaz látigo de la selección natural, no ha tenido otro remedio que ir evolucionando. Así que, con tan relevantes antecedentes, a pocos les debió extrañar que hace tan solo unas décadas un par de doctores australianos virasen radicalmente el enfoque que hasta entonces se le estaba dando a una frecuente anomalía del aparato digestivo: la úlcera de estómago.

Durante mucho tiempo, la presencia de lesiones en la mucosa del estómago se vinculaba directamente a un exceso de secreción de ácido gástrico, y se asociaba con el estrés y el consumo de sustancias como el café, el tabaco o el alcohol. Pero a principios de los años ochenta, la misma década que vio nacer al dúo Milli Vanilli que con su música llenaba las pistas de baile de medio mundo, los doctores australianos Robin Warren y Barry J. Marshall, del Royal Perth Hospital, descubrieron que responsabilizar al estrés de los destrozos que en ocasiones sufre el revestimiento del estómago humano era una acción tan injusta como otorgar el mérito del éxito que, por entonces, alcanzaron las canciones de aquel famoso grupo de pop a los dos andróginos impostores. Warren y Marshall localizaron unas extrañas bacterias habitando alegremente en la mucosa del estómago humano, algo realmente sorprendente habida cuenta de la acidez que reina por aquellos lares. Pero el microorganismo, que llegaría a alcanzar la fama con el nombre artístico de Helicobacter pylori,³ posee la habilidad para sintetizar un compuesto de característico y desagradable olor, el amoníaco, que neutraliza la acidez a su alrededor y le permite desarrollarse en tan limitante hábitat. El problema es que la bacteria rara vez se ciñe a vivir pacíficamente en nuestras entrañas, pues debe interactuar con sus vecinas las células del estómago si quiere mantener con ellas una pacífica coexistencia. Los doctores australianos descubrieron que la interacción de las bacterias con el tejido que recubre el estómago desencadena la inflamación de la mucosa gástrica, que de forma sostenida conduce a una ulceración e, incluso, con el tiempo al desarrollo de cáncer de estómago. Esta observación llevó directamente a los investigadores a conseguir en el año 2005 el Premio Nobel de Medicina, y a la bacteria que descubrieron en nuestras tripas a formar parte del amplio catálogo de sustancias carcinógenas.

Actualmente sabemos que H. pylori lleva más de 10.000 años colonizando nuestros estómagos, y ese larguísimo visado de residencia no lo puede conseguir ningún parásito a no ser que haya alcanzado un pacto con las autoridades del sistema inmunológico. Bueno, pues el salvoconducto que permite a la bacteria morar en el inhóspito estómago de un humano se llama VacA, y se trata de una proteína que, arrojada a modo de filete de ternera por el microscópico malhechor, actúa calmando y despistando a los perros guardianes de nuestras defensas. Algunas cepas de la bacteria son capaces de fabricar una segunda proteína, de imperativo escatológico, conocida como CagA, sustancia que dota a las bacterias de la capacidad para regular la acidez de su hogar del mismo modo que el termostato que tengo en el salón me permite controlar la temperatura de mi casa. El inconveniente para el humano que hace de hospedador es que la proteína sintetizada por la bacteria con el objetivo de controlar los niveles de acidez del estómago también es la responsable de la inflamación gástrica, las úlceras y, en ciertas ocasiones, la aparición de una enfermedad neoplásica.

La acción que desempeña la proteína bacteriana es clave, pues el factor que va a determinar el éxito de H. pylori es el grado de acidez que hay en el estómago. Un elevado nivel podría terminar con sus minúsculas vidas, pero un valor demasiado bajo permitiría el desarrollo de otras bacterias, como Escherichia coli, que en esas nuevas condiciones desplazarían a H. pylori al ser mucho más eficaces en la obtención de recursos. Por este motivo, la bacteria estomacal debe controlar con relativa precisión el nivel de acidez del estómago, y para ello va a utilizar a la proteína CagA. Así, cuando las células parietales del estómago segregan elevadas cantidades de ácido clorhídrico, las bacterias de H. pylori responden inoculando altas dosis de CagA en las células de la mucosa gástrica. La consecuencia directa de la presencia de la proteína bacteriana es una inflamación de las paredes internas del estómago —vamos, la clásica y molesta gastritis—, el cual responde reduciendo drásticamente la cantidad de ácido liberado. Sin embargo, cuando la acidez estomacal disminuye demasiado, tanto que pueda permitir la proliferación en su seno de otras especies bacterianas que compitan con H. pylori, el microorganismo dejará de liberar la sustancia que produce la gastritis y, como consecuencia de ello, la inflamación decaerá, permitiendo que la producción de ácido clorhídrico vuelva a aumentar. De esta forma, aumentando y disminuyendo la síntesis de la proteína CagA, la bacteria controla el nivel de acidez que le es más favorable a sus intereses. Pero, por desgracia, nuestros intereses no coinciden con los del microorganismo, y el problema, para nosotros, es que la inflamación que esta sustancia induce en la mucosa del estómago puede terminar generando una peligrosa úlcera, y multiplica ¡por doce! la posibilidad de desarrollar un cáncer de estómago.

Visto lo visto, parece que H. pylori es un microorganismo del que deberíamos alejarnos cuanto antes, tal como nuestros progenitores nos recomendaban hacer con el gamberro del barrio. Y precisamente eso es lo que hemos estado haciendo durante mucho tiempo mediante el uso indiscriminado de antibióticos, eliminando la bacteria de muchos estómagos humanos y provocando que la prevalencia de la úlcera y del cáncer de estómago haya disminuido de forma importante. Pero de igual modo que el malote del vecindario nos metía con frecuencia en problemas con nuestras familias, también es verdad que su presencia era suficiente para librarnos de los cogotazos que venían dispuestos a regalar los chicos de la barriada de al lado. De esta forma, la ausencia de H. pylori en nuestro estómago nos libra de molestas gastritis, peligrosas úlceras y temibles cánceres estomacales pero, por el contrario, favorece la aparición de terribles enfermedades neoplásicas que afectan a nuestro esófago y que, antes de la eliminación de la bacteria, aparecían tan solo de forma residual.

El incremento de determinados y agresivos cánceres esofágicos está directamente relacionado con el aumento de la acidez estomacal debido a la desaparición de H. pylori. La ausencia de una bacteria que ha coexistido con nosotros durante milenios puede provocar la desregulación de la secreción de ácido estomacal, de forma que los niveles de ácido clorhídrico aumenten de tal modo que la peligrosa sustancia química logra ascender a través del esófago, generando la desagradable sensación que caracteriza al reflujo gastroesofágico. El ardor, que procedente del estómago asciende por el esófago, va a provocar la inflamación de la estrecha porción de tubo digestivo que comunica la boca con el estómago y a generar en él daños que con el tiempo podrán desembocar en una grave enfermedad neoplásica. Pero la desaparición de H. pylori de nuestros estómagos no solo se ha vinculado a un aumento en la frecuencia de aparición de agresivos cánceres de esófago; en la actualidad está cobrando relevancia una hipótesis que relaciona la ausencia del microbio en nuestro aparato digestivo con… ¡la obesidad!

Los científicos conocen dos hormonas que nuestro estómago es capaz de fabricar y que están implicadas en la regulación del apetito y, por tanto, en la cantidad de alimentos que ingerimos diariamente. La leptina y la grelina son dos sustancias que nuestro organismo utiliza para comunicarse con el cerebro y producir la sensación de saciedad, la primera, y de hambre, la segunda. Así, niveles elevados de leptina indican al cerebro que se debe dejar de comer, mientras que, por el contrario, cuando es la grelina la que alcanza un valor elevado, el cerebro recibe la orden de estimular el apetito y tenemos un hambre voraz. Bueno, pues varios estudios científicos⁴ han encontrado una aparente relación entre la presencia o la ausencia de H. pylori con los niveles en sangre de estas dos hormonas. Cuando la bacteria está presente en el estómago de un individuo, los niveles de leptina se ven incrementados y las ansias por comer disminuyen. Pero cuando tras un tratamiento con antibióticos la bacteria es eliminada, no solo los niveles de leptina disminuyen y aumentan los de grelina, sino que también lo hace el apetito del individuo. No obstante, la relación entre la presencia o la ausencia de la bacteria y la obesidad de una persona es un tema muy controvertido que continúa siendo estudiado.⁵ De esta forma, la ausencia de H. pylori en el estómago de un humano se relaciona con una menor incidencia de gastritis, úlceras y cáncer de estómago, pero también con un aumento del riesgo de padecer cáncer esofágico, e incluso se baraja la posibilidad de que desempeñe algún papel en la obesidad.

La bacteria Helicobacter pylori es la responsable de la mayoría de las úlceras de estómago no relacionadas con el uso de medicamentos.

La historia de H. pylori constituye un buen ejemplo de lo difícil que es otorgar el diploma de microorganismo bueno o microorganismo malo a cualquier bacteria, y que nos debe hacer más cautos a la hora de determinar si se debe o no eliminar un microbio de forma radical. No obstante, hay otro aspecto que puede hacernos mirar a las bacterias con otros ojos, y de igual forma que ya nunca veremos a Darth Vader de la misma forma desde que sabemos que es el padre de Luke Skywalker, es muy posible que todos nosotros cambiemos radicalmente el enfoque que tenemos de las bacterias si revelamos que una de ellas ha sido nada menos que… ¡nuestra madre!

LUCA, soy tu madre

Hace mucho tiempo, en una galaxia muy, muy lejana…

¡Ay, qué ganas tenía de empezar un capítulo con esta frase!, pero bueno, tengo que reconocer que aunque es cierto que la historia de la que vamos hablar sucedió hace muchísimo tiempo, algo así como unos 4.500 millones de años, la galaxia en la que se desarrolla el argumento, lejana, lo que se dice lejana, va a ser que no. En realidad, el lugar en el que trascurre este relato está muy cerca de nosotros, tanto que me estoy refiriendo a nuestra propia galaxia. Por entonces, transcurridos casi 10.000 millones de años desde que aquella famosa singularidad dio origen a nuestro Universo, en uno de los brazos de la Vía Láctea se acumulaba una gigantesca nube de polvo y gas que, estática durante milenios, recibió el energético impulso procedente de la última bocanada de existencia de una estrella cercana. La explosión de la estrella en forma de supernova liberó tal cantidad de energía que la perezosa nube de polvo contra la que impactó comenzó a girar y a contraerse, generando un inmenso remolino de materia que, como el agua en un desagüe, se iba acumulando en el centro de la nebulosa. La temperatura y la presión que se alcanzaron en ese punto fueron de tal magnitud que los núcleos de los átomos vencieron su natural propensión a repelerse, y se fusionaron los unos con los otros liberando todavía más energía; y al hacerlo sucedió algo extraordinario: nuestro Sol se encendió. Alrededor de la estrella se fueron formando los diferentes planetas, y en uno de ellos, la Tierra, es donde comienza, y nunca mejor dicho, nuestra historia.

Durante mucho tiempo, el planeta se mantuvo deshabitado, pero transcurridos mil millones de años de absoluto silencio, la vida hizo, por fin, su aparición. Los primeros seres vivos que reinaron sobre la faz de la Tierra eran organismos muy simples, seres formados por una única y microscópica célula en cuyo interior se localizaba el material genético que contenía todas las instrucciones que estos necesitaban para desarrollarse de forma autónoma. Muy probablemente el primer inquilino terrícola sería una bacteria de aspecto similar a muchas de las que hoy podemos encontrar en cualquier lugar del planeta; y es que si algo caracteriza a estos microscópicos seres vivos es su ubicuidad, consecuencia de la capacidad que poseen para colonizar y adaptarse a casi cualquier ambiente. Encontramos bacterias en el suelo y en el agua, viviendo en las fuentes termales y en el fondo de los océanos, habitando en las raíces de las plantas y en la boca de los animales, desarrollándose en el ardor del desierto y en la acidez del estómago… Y si por entonces, en los albores de la existencia, la homogeneidad en el mundo bacteriano era la norma, en la actualidad lo es, sin ninguna duda, la diversidad. Así, encontramos bacterias muy, muy pequeñas como los Mycoplasmas y otras tan gigantescas como Thiomargarita namibiensis; bacterias redondas como Neisseria meningitidis, alargadas en forma de bastones como Lactobacillus, incluso algunas con la misma apariencia que los deliciosos y adictivos Risketos que devoran mis hijos, tal como le sucede al desagradable Treponema pallidum causante de la sífilis.

El imperio de las bacterias dominó la Tierra durante cientos de millones de años; pero un día, ya muy lejano, un nuevo organismo, una insólita criatura más compleja surgió en este planeta con el firme objetivo de desafiar al poder que hasta entonces las bacterias habían estado ejerciendo. En realidad, el nuevo residente del vecindario era casi tan minúsculo como las propias bacterias, ya que, como ellas, estaba constituido por una única célula. Sin embargo, la complejidad de su interior contrastaba con la sencillez, que hoy algunos optimistas llamarían minimalismo, que decoraba el interior de los primeros moradores del planeta. La nueva criatura se vino a denominar célula eucariota y, como si de una navaja suiza se tratara, era poseedora de una enorme variedad de estructuras capaces de desempeñar múltiples tareas con las que la vieja daga bacteriana no podía siquiera soñar: una envoltura para proteger al valioso material genético de la célula, unas eficaces centrales energéticas, un complejo y laberíntico sistema de membranas internas que permiten la maduración y el transporte de sustancias, o unas fábricas capaces de almacenar en los alimentos parte de la energía emitida por el Sol. Pero las nuevas células, más allá de todos estos útiles elementos, consiguieron algo que siempre les ha estado vetado a las bacterias: formar tejidos.

Arriba. Thiomargarita namibiensis es un gigantesco microbio que fue descubierto entre los sedimentos marinos en la costa de Namibia. Se trata de la bacteria más grande, alcanzando un tamaño de 0,75 mm, lo que la hace perceptible por el ojo humano. Su tamaño es más de 1.500 veces mayor que el de las bacterias del género Mycoplasma y hasta 12 veces mayor que el de un espermatozoide humano. Abajo. Treponema pallidum es una bacteria patógena con forma de espirilo responsable de la sífilis. Las malas lenguas aseguran que personajes de la talla de Francisco de Goya, Franz Schubert o Friedrich Nietzsche hospedaron a esta peligrosa bacteria.

Un tejido está conformado por un elevado número de células similares que desempeñan de forma coordinada una misma función. No se trata simplemente de una acumulación de células idénticas que coexisten en un determinado lugar, tal como sucede con las colonias bacterianas, sino de una íntima asociación celular donde la tarea de una célula depende de su capacidad para actuar en perfecta sincronía con el resto de las células que forman parte del mismo tejido. Podríamos asociar en nuestra imaginación a las colonias bacterianas con el caótico desorden que reina a las cuatro de la mañana en la masificada pista de baile de cualquier macrodiscoteca de nuestro país, donde cada individuo se mueve a su rollo en función de sus habilidades para el baile y del grado de alcohol en sangre. Pero si siguiendo con esta analogía tuviésemos que recrear la idea de un tejido, deberíamos recurrir a un espectáculo como el Circo de Sol, en el que cada una de las maravillosas acrobacias que realiza cada integrante de la compañía precisa de la colaboración y el buen hacer de todos sus compañeros. Pero, además, la formación de tejidos permitió a las células eucariotas formar órganos y construir organismos pluricelulares como las plantas o los animales, algo que nunca, jamás, podrán hacer las pequeñas bacterias.

Estructura de la célula procariota y eucariota.

Si nos fijamos en una bacteria, y con esa imagen grabada en la retina levantamos la vista para observar un árbol o el pájaro que está tranquilamente posado en una de sus ramas, seguramente nos parecerá que se trata de organismos tan diferentes que sería imposible encontrar un elemento común que los relacione. Pero ¡cuidado!, que la sabiduría popular ya nos avisa de que las apariencias engañan, y de igual forma que aquel extraño ser que yo catalogaba dentro de otra especie diferente a la humana resultó ser la santa madre de mi esposa, puede que el vínculo que existe entre las bacterias y el resto de los seres vivos tampoco se manifieste con claridad. Y así es, pues analizando el ADN de bacterias y células eucariotas, los investigadores descubrieron algo tremendamente revelador, y es que el idioma en el que está codificada la información genética de todos los organismos del planeta es ¡exactamente el mismo! Ese especial lenguaje celular se llama código genético y es manejado con soltura por una bacteria, por las células de un hongo o de una encina, y, por supuesto, por todas y cada una de nuestras células. De modo que si todos los seres de este planeta son capaces de entenderse utilizando un idioma universal, tenemos que pensar que todos ellos derivan de un antepasado ancestral que ya usaba ese lenguaje. Y suponiendo que el primer ser vivo que se desarrolló en nuestro planeta fue una bacteria, no nos queda otra posibilidad que admitir que todos, absolutamente todos los organismos que habitan o han habitado en la Tierra tienen como ancestro común a un pequeño y rudimentario ser unicelular que los científicos han venido a llamar LUCA (last universal common ancestor). Así que del mismo modo que a Luke Skywalker no le quedó más remedio que reconocer como padre a su peor enemigo, nosotros no tenemos otra opción que asumir que una simplona bacteria ancestral fue nuestra madre.

El amante parásito

Siempre he pensado que la mujer es un ser especial, percepción que creo que comenzó a brotar en mí a los doce años cuando, sin previo aviso, de repente prefería oler el pelo de mis compañeras de clase antes que tirarles de las coletas durante el recreo. La singularidad que define a nuestras compañeras no se debe en modo alguno a su peculiar habilidad para diferenciar una veintena de azules donde yo solo distingo entre el claro y el oscuro; o a su sagacidad para detectar «montañas» de polvo en lugares de la casa que a mí se me muestran límpidos como el agua clara que desciende por la montaña; y tampoco, aunque parezca increíble, se debe a su portentosa capacidad para organizar a los niños y terminar con las faenas de la casa después de cumplir diligentemente con sus ocho horas de trabajo, mientras yo me agobio solo con pensar que hoy me toca bañar a los churumbeles. En realidad, hasta hace muy poco tiempo pensaba que las mujeres eran especiales porque solo ellas pueden sostener y dar la vida, acarreando, alimentando y protegiendo a nuestros vástagos durante nueve meses. Pero recientemente los científicos me han hecho saber que hay otro aspecto que hace únicas a las mujeres, y es que no solo paren a nuestros niños y los amamantan durante meses, sino que además son portadoras durante toda su existencia de una pequeña parte de nuestros hijos.

Siempre hemos sabido que las madres y los padres llevan a sus vástagos en el corazón, pero ahora hemos descubierto que en el caso de las primeras esta sensiblera expresión no puede estar, literalmente, más acertada. Diversos estudios científicos han revelado que algunas de las células que escapan del feto durante el embarazo llegan hasta el torrente circulatorio de la madre, y desde allí alcanzan diferentes lugares de la anatomía de esta, como el pulmón, la glándula tiroides o el corazón. Una vez allí, las células del futuro retoño se unen a los tejidos que forman los órganos de su mamá, quedando las células del hijo anudadas para siempre a las de su progenitora. Este acontecimiento, conocido como microquimerismo fetal,⁶ hace si cabe más especiales a nuestras madres, pues no solo nos han otorgado la vida, sino que además se han quedado con una pequeña parte de lo que nosotros somos latiendo en su interior. No obstante, todos sabemos que las madres siempre dan mucho más de lo que reciben, y en el caso de la biología esta máxima también se cumple con creces.

Es posible que durante el desarrollo intrauterino hayamos regalado algunas de nuestras pequeñas y valiosas células a mamá, pero lo cierto es que ella ha dejado más y mayores presentes en nosotros. Ni que decir tiene que la mitad del material genético que celosamente guardan nuestras células en el núcleo pertenecía a nuestra madre —obviamente la otra mitad es el imprescindible obsequio de papá—, pero, además, la buena mujer nos ha dejado otro importante recuerdo disperso por el citoplasma de nuestras células, regalo en forma de alargadas estructuras con aspecto de bastón que recuerdan a una bacteria y que se llaman mitocondrias.

¡Eh! De modo que nosotros le hemos regalado un pedacito de nuestro ser y ella nos responde gratificándonos ¿con qué…?, ¡¿con miles de bacterias?! Bueno, dejándonos de dramatismos, porque debemos recordar que nuestro antepasado más lejano, la frágil LUCA, también era un microorganismo; lo cierto es que las mitocondrias que nuestra progenitora nos ha dejado en herencia no solo nos resultan imprescindibles para extraer la energía de los nutrientes, sino que también encierran una hermosa y antigua historia de cooperación entre diferentes organismos que nos conduce de nuevo al increíble mundo de las bacterias y al origen de nuestra célula eucariota.

Desde finales del siglo XIX ya se especulaba con la posibilidad de que nuestras complejas células no fuesen otra cosa que el resultado de la asociación de varias simples bacterias. El origen de esta radical y sorprendente conjetura se había fraguado con el descubrimiento de unas estructuras verdes y redondeadas poseedoras de su propio material genético, llamadas cloroplastos, que se habían localizado en el interior de las células vegetales. Pero no fue hasta los años setenta del siglo pasado cuando la bióloga norteamericana Lynn Margulis propuso seriamente lo que por entonces se consideró una hipótesis revolucionaria: el origen simbiótico de la célula eucariota.

En realidad, Margulis mantenía la idea de que varias células procariotas se habían ido asociando escalonadamente para, en un primer momento, formar la célula eucariota animal y, posteriormente, la vegetal. La primera etapa de este proceso habría consistido en la unión de dos organismos procariotas, donde uno de ellos habría sido una bacteria similar a las actuales espiroquetas, que son microbios capaces de desplazarse con facilidad. Posteriormente, al dúo móvil recién formado se asociaría una bacteria con la capacidad para utilizar el oxígeno y liberar la energía contenida en los nutrientes; estamos hablando del antepasado de nuestras mitocondrias. Finalmente, solo algunas de estas células, las que se convertirían en los constituyentes básicos de las plantas, iban a aceptar a un cuarto organismo: una bacteria verdosa dotada con la habilidad para coger parte de la energía que emite nuestra estrella y almacenarla en el interior de los nutrientes.

En la actualidad, aunque la primera de las etapas de este proceso de asociación microbiana no está completamente elucidada, el origen bacteriano de mitocondrias y cloroplastos, y por lo tanto las raíces microbianas de todas nuestras células, es reconocido por la comunidad científica. Ahora sabemos que las mitocondrias y los cloroplastos proceden de proteobacterias y cianobacterias respectivamente, dos grupos de microorganismos tremendamente frecuentes entre nosotros. Pero la duda que debería surgirnos es: ¿por qué estas bacterias abandonaron su libertad como organismos individuales y decidieron quedarse encerradas dentro de nuestras células?

Me encantaría decir que las mitocondrias y los cloroplastos se asociaron con la célula eucariota en un acto de solidaridad; que las bacterias renunciaron a su interés individual en pos del bien general; pero ni los microorganismos tienen sentimientos ni el campo de la biología son los mundos de Yupi. Obviamente, los microbios pasaron a formar parte de nuestras células porque les convenía, porque se trataba de una asociación que beneficiaba a todos: la mitocondria encontraba un lugar seguro en el que morar donde no le faltaba alimento, mientras que la célula eucariota conseguía un huésped que liberaba la energía contenida en los nutrientes y que ella necesitaba para poder vivir. La relación entre ambas alcanzó tal nivel de dependencia que la antigua bacteria no dudó en ceder parte de sus genes a su hospedadora, que los insertó en su propio material genético; ni tampoco en eliminar todos aquellos genes que, protegida dentro de la célula, ya no iba a necesitar; y al hacerlo se vinculó de por vida a nuestras células.

No obstante, incluso las relaciones más estables y bien avenidas pueden tener un origen totalmente inesperado. Y es que aquella chica de la capital que mi primo el solterón conoció en la fiesta del pueblo y que al inicio de la verbena era, y cito textualmente, «un orco que no hay por dónde cogerlo», se transformó tres horas después y dos litros de calimocho mediante en su «delicada princesita», para en pocos años ser la idolatrada madre de sus cuatro hijos. Del mismo modo, los científicos sospechan que la hoy indisoluble relación entre mitocondrias y células eucariotas ha sido la inesperada transformación de algo que no tenía ninguna pinta de terminar como lo hizo, pues esta microscópica historia de amor comenzó como un episodio de brutal parasitismo.

Las mitocondrias son antiguas bacterias que pertenecían al filo de las proteobacterias y que, dentro de este gigantesco grupo de microbios, guardan un gran parecido con Rickettsia prowazekii, nombre que probablemente no nos resulte demasiado familiar, pero quizás sí la enfermedad que esta bacteria produce en los humanos: el tifus exantemático. El microbio fue localizado por primera vez en el intestino de los piojos corporales humanos (Pediculus humanus corporis) que habitan entre las costuras de la ropa y que solo abandonan para sorber la sangre del despreocupado humano que la viste. El microorganismo es arrastrado junto a las heces del piojo, y pasa a través de la picadura de este al cuerpo del individuo cuyas células va a infectar, pues esta bacteria, como la mitocondria, no puede vivir fuera de una célula que la sustente. Rickettsia prowazekii se ha especializado de tal manera en obtener todos los recursos que necesita parasitando a nuestras células que no le importa ir perdiendo genes que simplifiquen cada vez más su material genético haciéndola más dependiente de su hospedador. Curioso y extravagante comportamiento que miles de años atrás también desarrolló otra bacteria que ahora llamamos mitocondria.

La cercanía taxonómica y la similitud en el comportamiento de las mitocondrias y Rickettsia prowazekii nos invita a pensar que la hermosa historia de amor en la que hoy se encuentran inmersas las mitocondrias y nuestras células comenzó como una dramática lucha por la supervivencia entre parásito y hospedador. Argumento que sin duda daría para una buena película, quizás dirigida por el gran Pedro Almodóvar. ¡Sí! Ya me puedo imaginar el gigantesco cartelón en plena Gran Vía con el rostro en blanco y negro de una mujer horrorizada ante la visión de un individuo de rasgos caribeños y confundido por la noche, enmarcado por unas enormes letras de un intenso color rojo que rezan El amante parásito.

El piojo corporal humano (Pediculus humanus corporis) es una de las tres especies de piojos que parasitan al hombre y la única capaz de transmitir peligrosas enfermedades como el tifus exantemático epidémico que ha hecho estragos en las poblaciones humanas durante los periodos de guerra o en épocas de hambruna.

Está claro que la palabra bacteria adquiere con demasiada frecuencia una connotación negativa, probablemente porque las historias trágicas nos impactan con mayor fuerza y se graban a fuego en nuestro cerebro al constituir una lección que debemos aprender para conservar la vida. Es fácil recordar que una bacteria produce una determinada enfermedad capaz de fulminar la vida de miles de personas, pero rara vez nos acordamos de que otros organismos del mismo reino fermentan la leche y producen el yogur que desayunamos cada mañana. La visión que tenemos de las bacterias como entes nocivos puede ser una consecuencia natural de nuestra condición humana, pero no por ello deja de ser tremendamente injusta. Es innegable que muchas bacterias son las responsables de multitud de enfermedades que han matado, y lo seguirán haciendo, a muchísimas personas; pero no es menos cierto que otras muchas bacterias desempeñan importantes funciones, de las que también nos beneficiamos, que hacen nuestra vida más fácil y segura. Además, nadie debería renegar de sus raíces, y os recuerdo que no solo tenemos millones de antiguas bacterias viviendo en el interior de nuestras células, sino que, por si eso fuera poco, una bacteria ancestral es nuestra madre.

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EL MARAVILLOSO MUNDO DE LAS HECES

Reconozco que en todo lo referente al arte contemporáneo soy más que un auténtico inculto, un cateto de categoría superior. Cuando recorro los pasillos del MUSAC o del Reina Sofía, mirando confundido y con cara de lelo pinturas monocolor del tipo negro sobre negro, desagradables esculturas hechas con tejidos humanos o collages en los que se amontonan decenas de penes flácidos como salchichas en una carnicería, no puedo evitar mirarme la mano derecha en busca de la caja con las gallinas a lo Paco Martínez Soria. Y lo más probable es que yo sea ese asno para el que no está hecha la sugerente miel que rezuma del llamado nuevo arte contemporáneo; pero tampoco puedo descartar la posibilidad de que junto a muchas obras de arte, que mi grosero sentido estético me hace incapaz de apreciar, también se esconda un enorme montón de mierda.

Y es que mucho tiempo antes de que ciertas cadenas de televisión de nuestro país adquiriesen esa mala costumbre, un artista conceptual italiano llamado Piero Manzoni ya tuvo la genial idea de vender mierda.

En una sagaz crítica al mercado del arte, en el que todo aquello que esté firmado por un artista adquiere inmediatamente gran valor, Manzoni recogió sus propios excrementos y los alojó, divididos en pequeñas porciones de 30 gramos, en el interior de noventa latas. En el lateral de cada uno de los recipientes, y escrito en varios idiomas, se podía leer «Mierda de artista», y en la parte superior aparecía la firma del autor de la obra y, también, de la cagada. ¿Cuánto estaría dispuesto a pagar usted por una mierda de artista? Bueno, pues el precio estipulado en aquel momento para el gramo de caca, hablamos del año 1961, era el mismo al que se valoraba el gramo de oro. Oye, pues se las quitaron de las manos, 30 gramos de pura mierda al mismito precio que 30 gramos de oro de 24 quilates. Pero ojo, que los excrementos del artista, como los buenos vinos, van mejorando con el paso de los años, tanto que en 2007 se llegó a pagar más de 120.000 euros por una lata con las caquitas del señor Manzoni.

Esta historia nos muestra cuán equivocados estamos al despreciar a las heces y al considerar la mierda como si tan solo fuese… una mierda, cuando en realidad bajo la repugnancia natural que sentimos por la caca se esconde un increíble mundo de posibilidades. Baste decir que los granos de la variedad del café más delicioso y caro del mundo, el kopi luwak, no los recolecta paciente y cuidadosamente de la planta ningún Juan Valdez, sino que se obtienen rebuscando minuciosamente entre las heces frescas de un pequeño mamífero.

En los desechos fecales de la civeta de las palmeras (Paradoxus hermaphroditus) se encuentran los granos de café parcialmente digeridos que, al atravesar el aparato digestivo de este animal, han perdido parte de su amargor y adquirido un peculiar y agradable sabor dulzón. El kilo de café elaborado con tan especiales granos ronda en el mercado los ¡500 euros!, por lo que no es de extrañar que los productores de café, a diferencia de lo que sucede con algunos incívicos dueños de perros, estén como locos por recoger las caquitas de este animal.

El empleo que los humanos hacemos de los restos biológicos de este vivérrido asiático no constituye, de ninguna manera, una rareza; pues es bien sabido que desde antiguo nuestra especie viene utilizando las cagarrutas del ganado para fertilizar los campos. De hecho hoy en día, coincidiendo con el auge que están teniendo los cultivos ecológicos y la cultura «eco», muchos agricultores han vuelto su mirada hacia un fertilizante de origen natural que ya fue muy utilizado durante el siglo XIX para abonar los campos, pero que en el transcurrir del siglo pasado parecía haber claudicado ante el mayor rendimiento y menor precio de los fertilizantes de síntesis química. Y sí, de nuevo estamos hablando de excrementos, concretamente de un abono natural constituido por las deposiciones de murciélagos, pingüinos, cormoranes o pelícanos, que todos conocemos como guano.

La civeta de las palmeras (Paradoxus hermaphroditus) es un pequeño mamífero perteneciente a la familia de los vivérridos, muy similar a las jinetas que residen en nuestros campos. Este animal habita en el sudeste asiático, desde la India hasta Indonesia.

El guano contiene cantidades y proporciones adecuadas de fósforo, nitrógeno y potasio, precisamente los tres elementos químicos más importantes para el desarrollo y el crecimiento de las plantas.

Pero las aplicaciones que atesoran los excrementos van mucho más allá de artísticas caquitas enlatadas, fertilizantes ecológicos o cafés de precio prohibitivo; en la actualidad se está investigando la utilidad que las cacas de gato pueden tener a la hora de, agárrate, ¡eliminar tumores!

En realidad no se trata de utilizar directamente las heces de nuestro minino como si de escatológicos quimioterápicos se trataran, sino de manipular un minúsculo parásito que con frecuencia infecta el intestino de los felinos y que sale al exterior escondido entre sus deposiciones. El organismo al que hacemos referencia se llama Toxoplasma gondii y pertenece al reino de los protoctistas: unos microorganismos unicelulares y eucariotas que han hecho del parasitismo su estrategia predilecta para la supervivencia.

El T. gondii puede llegar a los humanos de forma indirecta a través de verduras mal lavadas o de carne contaminada que ha sido poco cocinada; pero también lo puede hacer directamente cuando manipulamos la caja con las heces de nuestro gato y que, a veces, son portadoras del parásito.

La enfermedad producida por el bichejo, la toxoplasmosis, puede ser peligrosa para individuos que presentan las defensas muy bajas por encontrarse sometidos a tratamiento quimioterápico intenso o, por ejemplo, por estar afectados por el virus del sida; y, sin duda, constituye una importante amenaza para el embrión y el feto en desarrollo de las embarazadas. Pero en un individuo sano, la infección por T. gondii no suele provocar el menor daño y con frecuencia pasa desapercibida: quizás un poco de malestar por aquí, una ligerísima febrícula por allá… Sin duda, muchos de nosotros habremos sido infectados por este parásito y sus síntomas, si es que han aparecido, nos habrán pasado tan desapercibidos como Wally una tarde de domingo en el estadio Vicente Calderón.

Pero no nos equivoquemos: que los síntomas que provoca este minúsculo bichejo sean muy tenues para nosotros no quiere decir que nuestras defensas no lo detecten con precisión y lo ataquen con especial fiereza. Si el T. gondii es para nosotros un colchonero más entre los miles de aficionados que van al estadio a sufrir con el Atleti, para nuestras defensas este mismo Wally destaca escandalosamente entre los merengones que lo rodean en las gradas del Santiago Bernabéu.

El parásito presente en la caca de los gatos es un alborotador en toda regla y revoluciona de forma espectacular a nuestro sistema inmune poniéndolo alerta y activo. Y es esta última característica, la capacidad para excitar y movilizar a nuestras defensas, la que convierte a T. gondii en una fantástica arma con la que destruir tumores.

El Toxoplasma gondii es un organismo unicelular que pertenece al reino de los protoctistas. Es un parásito obligado que solo se puede reproducir sexualmente en el intestino de los felinos.

Estamos acostumbrados a asociar a nuestro sistema inmune con un ejército que nos protege de las agresiones de virus, bacterias y otros patógenos; pero quizás muchas personas no sepan que nuestras defensas también son capaces de descubrir y eliminar cualquier célula dañada o anómala, como aquellas capaces de formar tumores y desencadenar una enfermedad neoplásica.

En muchas ocasiones, la proliferación de las células cancerosas en un organismo, y como consecuencia de ello la génesis o el avance de tan temida enfermedad, se debe a su capacidad para frenar la respuesta del sistema inmune que debería destruirlas. Es como si la masa tumoral inhibiera la respuesta defensiva del organismo convirtiendo a un ejército de feroces soldados en una masa de adolescentes desganados y pasotas. Pero de igual manera que el paso del tiempo y el equilibrio en los niveles hormonales obrarán milagros en el comportamiento de un adolescente, el parásito presente en la caca de los gatos va a desempeñar una extraordinaria labor reactivando las defensas que se encontraban anuladas. Y es que T. gondii es un agitador experto capaz de estimular hasta a las defensas más perezosas y lanzarlas directamente contra las células cancerosas.

Para ello los científicos han modificado a T. gondii en el laboratorio, eliminado su carácter infeccioso pero manteniendo intacta su capacidad para atraer hacia sí a todo el contingente defensivo con el que el organismo de un individuo está pertrechado. Introduciendo al mutante de T. gondii en el interior de las células tumorales, que hasta entonces habían conseguido pasar inadvertidas, las transforma en el objetivo principal de nuestras defensas, en el enemigo número uno del sistema inmune.

Esto es precisamente lo que han realizado investigadores pertenecientes al Departamento de Microbiología e Inmunología de la Dartmouth Medical School¹ con las células de melanomas en ratones, observando no solo que el tumor marcado con el T. gondii desaparecía, sino que además, el organismo conservaba una memoria inmune contra las células del melanoma que dificultaba su reaparición.

Así que tal como hemos podido leer, las deposiciones de muchos seres vivos, más allá de simples y desagradables desechos, pueden resultarnos tremendamente útiles. Pero, y nuestras propias heces, ¿la asquerosa caca humana puede servir para algo? Pues la respuesta es sí, un sí rotundo. Las heces de algunos humanos pueden servir para solucionar graves problemas que dificultan, y mucho, la vida de otros individuos.

Trasplantes de… ¡caca!

El infierno comenzó con aquella muela, esa puñetera muela del juicio que por entonces, cumplidos sobradamente los 35, amenazaba con querer aparecer. Y el problema era precisamente ese, que tan solo amagaba dolorosamente con brotar de la encía sin llegar a cumplir completamente sus intenciones. Para cuando, arrastrado por insufribles dolores, me vi obligado a superar mi fobia a los dentistas, ya era tarde y tenía una infección de caballo que solo remitió tras varias semanas de tratamiento con un potente antibiótico.

Finalmente, aquella inoportuna muela pasó a la historia, pero mi cuerpo no parecía reaccionar con mi mismo entusiasmo ante la pérdida de la molesta y pequeña perla de esmalte y dentina. Y lo que al principio parecía tan solo una extraña añoranza por parte de mi organismo se transformó en poco tiempo en rabia desbocada de intensos episodios febriles y tremendas diarreas acuosas. Una nueva visita al doctor terminó por arrancar de mi pensamiento todo el resquemor y la inquina que alimentaba hacia mi dentadura, pues parece ser que la causa de ese enorme sufrimiento no era ya el espíritu de aquella marchita muela, sino una pequeña bacteria que, aprovechando la escabechina perpetrada por el antibiótico, se había instalado a cuerpo de rey y con todos los gastos pagados en mi intestino.

El microorganismo se llamaba Clostridium difficile y, quizás por hacer honor a su nombre, el muy desgraciado resultó casi imposible de eliminar. Sesiones y más sesiones con antibióticos, que no solo no destruían al patógeno sino que más bien parecían fortalecerlo, pues cada semana la cosa iba de mal en peor. La desesperación se apoderó de mí, y parece que también de mi doctor, pues me propuso algo que se me antojaba tremendamente extraño para aquella situación: ¡¿un trasplante?!

Como todo el mundo, también yo había oído hablar de los trasplantes de riñón o de hígado, incluso de la utilidad de los trasplantes de médula ósea para combatir algunos tipos de leucemia, pero no podía imaginar qué tipo de trasplante sería el indicado para terminar con aquella bacteria y las perpetuas diarreas que me martirizaban. Así que cuando el buen doctor me dijo que me iban a trasplantar nada menos que ¡la caca de otra persona!, no supe si reír o llorar, así que fue mi propio cuerpo quien, asustado por la que se le venía encima, respondió por mí, añadiendo a la diarrea que perennemente me acompañaba unas soberbias y desagradables náuseas.

La cuestión es que, pese a todas mi reticencias iniciales, el trasplante funcionó y, aunque a veces me atrapa la paranoia y creo percibir la mierda de otra persona revolviéndose en mis tripas, soy tremendamente feliz pues visito el servicio solo las veces indispensables y mi vida ha vuelto a la rutinaria normalidad.

La anterior historia podría reproducir la situación que diariamente sufren miles de personas debido a la infección generada por la bacteria Clostridium difficile, y que ha contribuido a que una llamativa terapia haya alcanzado, cual top model, las portadas de periódicos y revistas de medio mundo. Y es que no hay nada como mencionar la palabra caca para que todo el mundo se gire horrorizado y sorprendido, así que podemos imaginarnos el impacto que ha tenido la noticia de que se pueden realizar trasplantes de caca de humano a humano. En realidad, la técnica se conoce por las siglas FMT, procedente de su nombre en inglés: fecal microbiota transplantation, y que, aun significando lo mismo, suena mucho más fino y distinguido que en castellano.

La FMT se ha utilizado para el tratamiento de infecciones producidas por la bacteria C. difficile que afecta gravemente a miles de personas, provocando intensa fiebre y fuertes diarreas que en algunos casos terminan con la vida del enfermo. Esta bacteria no es un huésped habitual de nuestro organismo, sino un patógeno oportunista que aprovecha la escasez de otras bacterias beneficiosas para hacerse fuerte y crecer en el intestino.

Algunas personas se ven afectadas por el microorganismo tras haber sido sometidas a tratamientos intensos o de larga duración con antibióticos, pues este compuesto químico se utiliza para eliminar las bacterias que están provocando una infección, como la ocasionada por una muela que se resiste a salir, pero de forma colateral también destruye a muchas de las bacterias que pacíficamente habitan en el interior de nuestro organismo. El espacio dejado por estas bacterias que forman parte de nuestra flora intestinal será ocupado por otras, como C. difficile, cuyas intenciones no van por el camino de una serena coexistencia, sino que más bien siguen la trayectoria de un radical parasitismo.

La táctica que desde la medicina se venía empleando para eliminar a esta bacteria patógena consistía en utilizar la misma arma que provocó su aparición: más y más antibióticos. Sin embargo, médicos e investigadores han implementado una nueva estrategia que parece estar dando sus frutos frente a infecciones de C. difficile resistentes a los antibióticos: el ya famoso trasplante de heces.

La FMT consiste en introducir las heces seleccionadas y adecuadamente tratadas de una persona sana, ya sea a través de una sonda gástrica o directamente por vía rectal, en el individuo enfermo, con el objetivo de que las bacterias del donante se instalen en el intestino del paciente desplazando a la bacteria patógena.

Investigaciones realizadas en ratones ya dieron las primeras esperanzas para tratar las infecciones de C. difficile resistentes utilizando las heces, pero en la actualidad se han realizado al menos 27 estudios distintos en humanos empleando la caca como materia prima; y el resultado no podría haber sido más espectacular: la tasa de éxito en estas investigaciones supera el 90 %.

En uno de estos estudios,² publicado en el año 2013 en la revista The New England Journal of Medicine, se utilizaron tres grupos de individuos afectados por C. difficile. Al primer grupo se le medicó durante catorce días con el antibiótico que de forma clásica se venía utilizando para el tratamiento de esta enfermedad. A los integrantes de un segundo grupo se les aplicó el mismo antibiótico durante el mismo número de días pero añadiendo lavados intestinales. Finalmente, a los individuos del tercer grupo se les suministró también el antibiótico, pero solo durante cuatro días, y además se les introdujeron, a través de una sonda nasoduodenal, las heces tratadas de un individuo sano.

Los resultados fueron simplemente sensacionales: el 81 % de los enfermos pertenecientes al tercer grupo se recuperaron tras un única infusión de heces, alcanzando el 93 % cuando a los individuos todavía enfermos se les suministró una segunda dosis de heces pertenecientes a otro donante. Estos datos muestran la eficacia de la FMT en el tratamiento de infecciones resistentes de C. difficile, pero cobran si cabe mayor relevancia cuando los comparamos con el éxito obtenido por las estrategias más clásicas fundamentadas en los antibióticos: 31 % de individuos recuperados en el primer grupo y tan solo el 23 % en el segundo.

Las primeras experiencias referentes a los trasplantes de heces están empezando a mostrar su utilidad en el tratamiento de las infecciones provocadas por C. difficile; pero debemos ser tremendamente precavidos y evitar caer en los mismos errores de precipitación que hemos cometido en el pasado. La FMT se ha utilizado con cierto éxito en contextos muy restringidos, y por el momento tan solo ha demostrado una eficacia real mejorando las condiciones de vida de los enfermos afectados por cepas de C. difficile resistentes a los tratamientos clásicos con antibióticos. Sin embargo, la enorme notoriedad que, gracias a los medios de comunicación, ha alcanzado este peculiar tratamiento puede hacernos pensar que nos encontramos ante un nuevo santo grial de la medicina capaz de combatir múltiples enfermedades. Así, no han tardado en aparecer, incluso desde el propio ámbito científico, visionarios que precipitadamente presentan a la FMT como la panacea que aliviará diversas y variadas dolencias, tales como la enfermedad de Crohn, la esclerosis múltiple o, incluso, la depresión. Afirmaciones efectuadas tan a la ligera, sin pruebas científicas fiables que las sustenten, están provocando que muchos enfermos, arrastrados por la desesperación, abandonen tratamientos con mayor evidencia científica y recurran al trasplante de heces en busca de una solución milagrosa a su dolencia. Y teniendo en cuenta que este tratamiento no está disponible ni es accesible para cualquier individuo, resulta que estamos fomentando el mercado negro, y nunca mejor dicho, de la caca. No es que nos vayamos a encontrar a un individuo en plena calle llamándonos en voz baja desde detrás de una esquina para ofrecernos una mierda de la mejor calidad obtenida de los intestinos más sanos y cuidados del país; pero sí, aunque nos parezca increíble, que proliferen en internet los vídeos con el «hágase usted mismo» un trasplante de caca.

La bacteria Clostridium difficile puede colonizar el intestino de un individuo cuando parte de su flora intestinal normal ha sido eliminada por el uso de antibióticos.

Es muy probable que la morbosidad escatológica que ha despertado en nosotros el trasplante de heces nos haya hecho pasar por alto un aspecto mucho más relevante para nuestra salud que tan original tratamiento. Cuando a un individuo enfermo se le introducen las heces frescas de otro sano, lo que en definitiva se está haciendo es restituir a un intestino dañado la enorme diversidad de bacterias que por algún motivo había perdido. Lo cual nos conduce a pensar que los cientos de especies de bacterias que de forma habitual viven en nuestro intestino no están allí por una simple casualidad, sino que deben desempeñar importantes funciones, relevantes cometidos directamente relacionados con nuestro estado de salud.

Y efectivamente, esa es la realidad, los cientos de miles de millones de bacterias que viven en nuestras tripas conforman la famosa flora intestinal y juegan un importante papel en la digestión de los alimentos, la síntesis de vitaminas o la regulación de nuestras defensas.

¿Humanos o bacterias?

A mi profesora de chino, sin duda el homínido con más paciencia de este planeta, le gusta aprovechar los descansos que cada diez minutos demanda mi mente, aturullada por tonos que suben y que bajan, para narrar historias de su milenaria cultura. En uno de esos días en los que me encontraba especialmente lento me contó una antigua leyenda referente a un pequeño poblado situado al nordeste de su país que fue atacado por una cruel banda de salteadores. Al percatarse de la inminente llegada de los bandidos, los habitantes del pueblecito huyeron despavoridos acarreando sus pertenencias pero abandonando a su suerte a un invidente y a un cojo. El ciego no podía encontrar el camino por el que huir, pero sus piernas eran fuertes y su corazón resistente, mientras que el cojo apenas podía moverse, pero conocía bien todos los vericuetos del bosque que rodeaba al poblado y su vista era tan aguda como la de un águila. El tullido se encaramó a la espalda del ciego, y este corrió, corrió como un loco para salvar sus vidas siguiendo las indicaciones que con precisión le daba su compañero.

Esta curiosa historia de solidaridad, que probablemente no conocía el capitán del crucero que en el año 2012 encalló en la costa italiana, me recordó que la cooperación entre varios individuos no es algo exclusivo de los seres humanos, sino que constituye una estrategia de supervivencia muy frecuente en la naturaleza. Es más, en algunos casos la dependencia que se establece entre los organismos colaboradores alcanza tal nivel que un individuo no puede vivir sin el otro.

La profunda vinculación entre dos seres que se necesitan para poder sobrevivir se denomina simbiosis, y los líquenes, que adornan con bonitos colores las rocas y los troncos de los árboles, constituyen un fantástico paradigma de esta íntima y peculiar relación de amor eterno.

En los líquenes coexisten dos organismos con habilidades y necesidades totalmente diferentes: un hongo y un alga. El primero es capaz de atrapar la humedad del aire, pero carece de la habilidad para fabricar su propio alimento, mientras que el alga necesita la humedad que le suministra el hongo para poder vivir y le devuelve solidariamente su gesto alimentándolo con los nutrientes que, haciendo la fotosíntesis, sintetiza. De esta forma, hongo y alga, como el ciego y el cojo de la leyenda, combinan sus habilidades y mitigan sus deficiencias, permitiéndose colonizar entornos que les estarían vetados como organismos independientes.

No obstante, no es necesario salir al campo en busca de líquenes para encontrar una relación íntima e interdependiente entre dos especies muy distintas. Basta, tan solo, con que nos miremos en un espejo. Nosotros mantenemos una profunda e intensa relación de simbiosis con… ¡las bacterias!

Y es que aunque es cierto que entre estos microorganismos se encuentran algunos de los patógenos más letales —sin ir más lejos la terrible Yersinia pestis responsable de las epidemias de peste que diezmaron la población europea a mediados del siglo XIV—, también es indiscutible que la inmensa mayoría de ellas, además de sernos imprescindibles, nos resultan totalmente inocuas. Y menos mal, porque tenemos nada menos que cientos de billones de ellas repartidas por todo nuestro cuerpo: en la boca, en la piel, en el intestino e incluso en el ácido e inhóspito estómago. Tal es la cantidad de bacterias que conviven a diario con nosotros que en una sola gota de saliva podemos encontrar tranquilamente unos ¡cien millones! de estos minúsculos organismos. Pero si hay un lugar en el interior del cuerpo humano que se muestre como el hábitat ideal para el desarrollo de las bacterias, ese es el enorme, húmedo y oscuro intestino. En nuestras entrañas no solo hay millones de bacterias, sino que además encontramos una gigantesca biodiversidad compuesta por hasta mil especies diferentes. Esta particular selva de microorganismos, con mayor diversidad de especies que muchos ecosistemas de nuestro planeta, constituye nuestra flora intestinal.³

La relación entre células humanas y bacterias presentes en nuestro cuerpo mantiene una proporción de 1 a 10, por lo que cabría preguntarse si, ante tal desequilibrio celular, hacemos bien en considerarnos humanos o si más bien deberíamos vernos como gigantescos sacos de bacterias. Cuestión que me arrastra hasta un nivel todavía más inquietante, y es que si sabemos que en nuestras propias heces hay diez veces más células vivas que en el resto de nuestro organismo, quizás no sería descabellado considerarnos como enormes fardos de…

Bueno, dejando de lado extrañas elucubraciones, lo más curioso es que aun teniendo billones de bacterias viviendo con nosotros, la realidad es que cuando nacemos somos una vasija vacía e impoluta desprovista de estos pequeños organismos. Es durante el parto, al abandonar el aséptico útero y atravesar la vagina de nuestra madre, cuando adquirimos la primera dosis de microorganismos. La leche materna, los besos de la abuela, los juegos en el arenero, las mascotas… irán poco a poco dando forma a nuestro propio catálogo de bacterias. Y digo «propio» porque cada individuo, incluyendo a los gemelos univitelinos, tiene su particular conjunto de especies microbianas, de tal forma que ese microbioma personal se podría utilizar como DNI biológico para identificar a una persona y distinguirla de otra.

Nuestra íntima asociación con las bacterias beneficiosas debe establecerse cuanto antes tras el nacimiento, pues en el útero de la madre el bebé está protegido frente a la mayoría de los agentes infecciosos, pero una vez ha aterrizado en este valle de lágrimas debe prepararse para defenderse él solito. En realidad, nunca estará solo: contará con la inestimable ayuda de los microorganismos. Y es que la protección frente a ciertos patógenos es tan solo uno de los favores con el que nos pagan los microscópicos habitantes de nuestro intestino por dejarlos vivir cómodamente en su interior.

Una flora intestinal suficientemente desarrollada y madura impide, tan solo con su presencia, el crecimiento de otros microorganismos que pueden poner en riesgo nuestra existencia. El patógeno C. difficile no puede desarrollarse en un intestino cuya flora se encuentre en perfectas condiciones, básicamente porque nuestras inquilinas no dejan ni un pequeño resquicio de espacio y ni una sola ración de alimento para que estas bacterias patógenas proliferen. Pero cuando la flora intestinal formada por nuestros microorganismos simbióticos se encuentra dañada —por ejemplo tras un largo tratamiento con antibióticos— o todavía es demasiado inmadura por hallarse sumida en pleno proceso de formación —como cuando somos bebés—, otras especies bacterianas con malas intenciones encuentran un hueco en el que crecer y desarrollarse, y en ese caso nos encontraremos ante una situación preocupante.

Recuerdo con meridiana claridad el broncazo que me echó mi madre cuando todavía no hacía ni cuatro meses que había adquirido su nueva categoría de abuela. Y todo porque se me ocurrió embadurnar la punta del chupete de mi hijo con un poquito de miel.

Los inexpertos progenitores nos deshacíamos como azucarillos en agua viendo los chupetones desesperados que daba el bebé y las muecas tan tiernas que se dibujaban en su cara regordeta. Pero cuando el nene se dispuso a repetir, esta vez delante de su abuela, la portentosa actuación que enloquecía a sus orgullosos papis, lo que debía haber sido una comedia alcanzó tintes de tragedia griega. Y es que mi santa madre se había enrocado en la idea de que los niños pequeños no pueden tomar miel, y nos lo hacía saber con gritos destemplados. Ante la falta de una justificación mínimamente creíble que fuese más allá del «todo el mundo lo sabe», me incliné a pensar que se trataba de otra de las típicas frases de madre del tipo «bébete rápidamente el zumo que se le van las vitaminas». Pero, contra todo pronóstico, resulta que aquel broncazo, como otros muchos que recibí como padre primerizo, estaba totalmente justificado, y no solo me demostró que las madres y las abuelas siempre tienen razón, sino que además constituye un claro y brillante ejemplo de la importante función defensiva y protectora que desempeña nuestra flora intestinal.

Clostridium botulinum es una bacteria que pertenece al mismo género que Clostridium difficile o que la famosa Clostridium tetani responsable del tétanos. Como ellas, C. botulinum es una bacteria que odia al oxígeno, básicamente porque constituye un veneno para ella, por lo que tiene la costumbre de esconderse bajo tierra y formar esporas que la aíslen y la protejan del medio. También presenta el feo hábito de, mientras se alimenta, producir uno de los compuestos químicos más virulentos que se conocen en la naturaleza: la toxina botulínica.

La bacteria C. botulinum es un asiduo habitante del suelo que, debido a la acción del viento y de los insectos, alcanza con cierta frecuencia la miel. Al calentar la miel con el objetivo de adecuarla al consumo humano, todas las bacterias presentes en ella desaparecen sin dejar rastro; todas excepto una. C. botulinum forma esporas que la excluyen del entorno y la protegen del oxígeno del medio, y escondida bajo esta especial coraza puede resistir los tratamientos habituales a los que se somete a la miel durante su procesado. La única posibilidad para eliminar las esporas de esta bacteria es calentar el dulce producto de las abejas por encima de los 100 ºC, pero esta acción provocaría la aparición de compuestos químicos peligrosos que harían de esta sustancia un producto no apto para el consumo. Así que es bastante frecuente que al untar una tostada con miel o al añadir una cucharadita de esta sustancia para endulzar un yogur o una cuajada, también estemos ingiriendo las esporas de una de las bacterias más letales de la naturaleza.

Pero no debemos asustarnos, pues para cuando las esporas de C. botulinum alcancen nuestro intestino se encontrarán con una gigantesca población de microorganismos que forman parte de la flora intestinal, y que no permitirán siquiera que el mortífero forastero llegue a germinar para llevar a cabo su ponzoñosa misión. Por desgracia, el intestino de un bebé no desarrolla una flora intestinal adecuada hasta haber alcanzado, al menos, el año de edad; y si las esporas de la perniciosa bacteria presentes en la miel alcanzan su intestino, lo más probable es que germinen y el patógeno prolifere dentro de un entorno todavía con pocos colonizadores que puedan competir con él. C. botulinum, cómodamente emplazada en el interior del intestino del bebé, se reproducirá, se alimentará y, lo que es peor, fabricará la toxina botulínica.

Actualmente sabemos que un porcentaje importante de las muertes de niños muy pequeños diagnosticadas bajo el nombre genérico de «síndrome de la muerte súbita del lactante» son debidas a la funesta acción de C. botulinum.

La bacteria Clostridium botulinum sintetiza una de las toxinas más letales que conocemos: la toxina botulínica.

La íntima relación que establecemos con las bacterias de nuestra flora intestinal va mucho más allá de la valiosa protección que nos brindan frente a la acción de peligrosos patógenos que quieren instalarse en nuestras entrañas. Las bacterias alojadas en nuestro intestino digieren ciertos alimentos que nuestro aparato digestivo por sí solo no puede asimilar, permitiéndonos extraer energía de productos que estarían destinados a ser expulsados junto a las heces; sintetizan sustancias como la vitamina K, necesaria para una correcta coagulación de la sangre, o facilitan la absorción de minerales como el hierro o el calcio que ingerimos con los alimentos.

Pero si hay un ámbito en el que el papel de nuestra flora intestinal está empezando a cobrar una inusitada importancia, ese es el de la regulación del sistema inmune y su estrecha relación con la elevada prevalencia de enfermedades autoinmunes, como el asma o las alergias, que durante las últimas décadas se viene observando en el seno de las sociedades más desarrolladas.

¿Quizás demasiado limpios?

¡Cuánto daño han causado las películas americanas!, y ¡cuánto dolor innecesario han provocado entre los feos de todo el mundo! Y es que cuando te sientas en la butaca del cine convenientemente aprovisionado con el refresco en una mano y las palomitas en la otra, muy original tiene que ser la película para que transcurridos cinco minutos no sepas ya quién es el bueno y quién el malo. Años y años de cine americano han contribuido a grabar artificiosamente en nuestra mente la asociación de guapo con bueno y de feo con malo, con tal vigor que no tenemos ningún problema en extrapolarlo a nuestra vida cotidiana. De modo que cuando asombrados decimos «¡Huy, qué cara de malo tiene ese chico!», lo que de una manera velada estamos tratando de expresar es que el pobrecillo es más feo que un demonio; sin embargo, muy por el contrario, si la persona tiene un físico que nos resulta agradable, no tenemos reparo alguno en declarar «¡Jo, qué buena está!».

Es una lástima que la absurda asociación de feo con malo y de guapo con bueno no podamos trasladarla desde la gran pantalla al mundo microscópico, porque constituiría una fantástica y sencilla estrategia para diferenciar los microorganismos que son beneficiosos de los que se comportan como patógenos. Pero, por desgracia, ni el virus del Ébola tiene la cara del feo de los hermanos Calatrava, ni las bacterias beneficiosas de nuestra flora intestinal el rostro de Charlize Theron.

Entonces, ¿de qué manera nuestro organismo es capaz de diferenciar la bacteria buena de la bacteria mala? Y el problema no es baladí, porque las defensas tienen la compleja tarea de destruir a todo aquel parásito que se atreva a amenazar nuestra salud, pero a la vez deben respetar y proteger a los cientos de billones de microorganismos que de forma simbiótica coexisten con nosotros.

Si bien es cierto que las relaciones que se establecen entre los microorganismos y nuestro sistema inmune conforman una línea de investigación relativamente reciente y en constante cambio, podemos aventurarnos a exponer dos mecanismos que, combinados, parecen explicar la tolerancia que muestra el sistema inmune de un individuo a los microorganismos simbióticos que habitan en su intestino; o lo que viene a ser simplemente: diferenciar al bueno del malo.

La primera estrategia que permite la coexistencia entre los lobos y las ovejas no puede ser más sencilla, parece calcada de la astuta y elaborada maniobra que yo mismo utilizo cuando trato de evitar una discusión con mi mujer: poner tierra de por medio.

Los microorganismos de la flora intestinal se encuentran recluidos en el interior del intestino, bien separados de las paredes donde proliferan las defensas. Pero para garantizar un mayor grado de aislamiento, varios tipos de células intestinales se encargan de segregar una sustancia mucosa que, a modo de espumosa pared, limita el contacto de las bacterias beneficiosas con el tejido epitelial que reviste el interior del intestino. Esta doble barrera física complica a los lobos de nuestro sistema inmune alcanzar el redil en el que se acumulan las bacterias de la flora intestinal. Pero el aislamiento absoluto es imposible y, aunque la táctica del alejamiento mutuo disminuirá las probabilidades de encuentro, defensas y bacterias terminarán interaccionando.

Y en este punto entra en juego la segunda estrategia que utilizan los microorganismos de la flora intestinal para conseguir el indulto de las implacables defensas. Podríamos decir que las bacterias simbiontes poseen algo así como un pase especial que les permite residir en el interior del organismo sin que el sistema inmune las destruya. Así, se sabe que una bacteria muy común en el tracto digestivo de los humanos llamada Bacteroides fragilis utiliza una sustancia presente en su membrana plasmática a modo de visado, que una vez reconocido por las defensas, le permite hospedarse tranquilamente en el intestino.

Es más, investigaciones llevadas a cabo en ratones, sin duda los grandes damnificados de los avances de la ciencia, han demostrado que las cepas de B. fragilis carentes de esa sustancia específica son rápidamente destruidas y eliminadas por el sistema inmune del roedor. Y la cosa no queda ahí: la ausencia del componente con el que B. fragilis se aseguraba la tolerancia y el respeto de las defensas del organismo, provocó no solo la destrucción de la propia bacteria, sino además una brutal respuesta inmunológica en forma de inflamación crónica que dañó gravemente el intestino de los roedores.

Esta y otras observaciones llevadas a cabo con diferentes especies de bacterias simbióticas han conducido a los científicos a plantearse la interesante posibilidad de que, mediante la presencia de estas sustancias reguladoras, los microorganismos de la flora intestinal no solo se aseguren la tolerancia del sistema inmune del organismo hospedador, sino que también contribuyan de forma decisiva a regular su respuesta y a hacerla más equilibrada. Para que lo entendamos, es como si en mi próximo viaje a Nueva York el que yo presente mi pasaporte en la aduana del aeropuerto no solo me permitiera a mí ingresar tranquilamente en el país, sino que además provocase que los habitualmente malhumorados funcionarios de la aduana se comportasen más cortés y educadamente con el resto de los viajeros que por allí pasasen. Suena raro ¿verdad?, pero puede resultar más sencillo de comprender si recurrimos a la clásica historia de poli bueno y poli malo.

De forma muy pero que muy simplificada, podríamos decir que dentro de nuestras múltiples defensas existen dos tipos de células encargadas de combatir a los patógenos: los linfocitos T proinflamatorios y los linfocitos T reguladores.⁴

Las células T proinflamatorias serían nuestro particular poli malo, dotadas de un carácter beligerante y agresivo, y siempre dispuestas a machacar a cualquier microorganismo que ose cruzarse en su camino. Por el contrario, los linfocitos reguladores conforman la materia gris de este especial cuerpo de policía celular y se encargan de contener las explosivas respuestas de los linfocitos proinflamatorios.

La flora intestinal, mediante los compuestos que interaccionan con nuestro sistema inmune e inducen tolerancia, contribuye a estimular la síntesis de linfocitos T reguladores. Y de este modo, aumentando la población de polis buenos, modula la respuesta inmune frente a cualquier tipo de patógeno, provocando que esta sea adecuada, proporcionada y esté siempre bajo control. Sin embargo, cualquier alteración que sufra la flora intestinal va a provocar una importante disminución en el número de células reguladoras y un desequilibrio a favor de los linfocitos proinflamatorios.

Obviamente, si el número de células agresivas supera con mucho al de las reguladoras, la respuesta inmune será explosiva y exagerada, y el daño no se limitará a los microorganismos que por allí se encuentren, sino que se extenderá a las células del propio organismo. Algo similar a lo que sucede cuando un policía sin control, a lo Mel Gibson en Arma letal, no se limita a detener a los sospechosos, sino que durante una descontrolada persecución por las calles de Los Ángeles arrasa con contenedores y señales, destruye coches y revienta edificios. Solo que en este caso el escenario por el que transcurre la película son las células de nuestro cuerpo, y la consecuencia directa del daño no es una bronca del comisario, sino la aparición de enfermedades autoinmunes como la alergia, el asma o la enfermedad intestinal inflamatoria.

Bacteroides fragilis es un microorganismo frecuente en nuestra flora intestinal que no solo coexiste pacíficamente con las defensas del organismo, sino que además modula al propio sistema inmunológico.

La percepción de que la flora intestinal interviene de forma decisiva en el control de nuestro sistema inmune no es una idea demasiado novedosa, pues desde hace ya décadas dentro del ámbito científico se viene hablando de la hipótesis de la higiene.

Este planteamiento conjetura con que el exceso de higiene constituye una de las principales causas que están detrás de muchas de las enfermedades autoinmunes como las alergias o el asma, cuya prevalencia va en aumento en las sociedades más avanzadas y que, por el contrario, son prácticamente desconocidas en los países en vías de desarrollo. La exagerada asepsia que se ha alcanzado en los países más desarrollados como consecuencia de la adquisición de hábitos más higiénicos —esterilización, antisépticos, uso de antibióticos…— ha perturbado el frágil equilibrio, que había tardado miles de años en afinarse, entre los microorganismos intestinales y nuestro sistema inmunológico. Hay que reconocer que la obsesión por la limpieza ha mejorado, en la mayoría de las ocasiones, nuestra calidad de vida; pero también es cierto que esa exagerada pulcritud es responsable de la importante alteración que ha sufrido nuestro microbioma intestinal y, por tanto, de la desregulación de un sistema inmune que, como niño malcriado, se ha vuelto más inmaduro y agresivo.

Una curiosa investigación⁵ llevada a cabo por el Departamento de Medicina Interna de la Universidad de Iowa parece reafirmar la hipótesis de la higiene, estableciendo una relación directa entre los hábitos higiénicos y las enfermedades autoinmunes.

Estos investigadores reclutaron a veintinueve individuos que padecían una enfermedad autoinmune cada vez más frecuente en nuestra sociedad: la enfermedad de Crohn, una patología que se produce cuando el sistema inmune del individuo parece volverse loco y agrede a sus propias células, con especial ferocidad a las que se ubican en los tejidos que recubren el intestino. Como consecuencia de este ataque fratricida, el intestino se inflama y el enfermo sufre intensos dolores abdominales, frecuentes diarreas, fiebre y pérdida de peso, entre otros muchos síntomas.

El estudio, que se alargó durante dos años, obligaba a los conejillos de india humanos a visitar el laboratorio cada tres semanas con el objetivo de ingerir, ocultos en un refresco, ¡los huevos de un parásito intestinal! Por suerte se trataba de los huevos de un gusano: Trichuris suis, que acostumbra a vivir en el intestino de los cerdos pero que no infecta ni constituye peligro alguno para el hombre. Obviamente, el objetivo de los investigadores era analizar si la presencia del gusano contribuía a regular las defensas desbocadas del enfermo remitiendo los síntomas de la enfermedad de Crohn, pero evitando utilizar un parásito humano que añadiera una nueva afección. Y parece que las larvas de Trichuris suis, una vez que eclosionaron de los huevos y se establecieron pacíficamente en el intestino grueso del paciente, funcionaron la mar de bien, porque el 73 % de los individuos vieron como la enfermedad, que día a día los torturaba, había remitido.

Trichuris suis es un nematodo con aspecto de látigo que parasita a los cerdos, pero que ha sido utilizado en experiencias con humanos para estudiar su capacidad a la hora de regular las desbocadas defensas de un enfermo.

De nuevo, y como sucedía con los trasplantes de heces, los resultados y las conclusiones que muestran todas estas investigaciones deben ser siempre interpretados desde un principio de precaución, pues aunque parece que cada vez está más clara la relevancia que nuestra microbiota tiene en la regulación del sistema inmunológico, no podemos lanzarnos a ingerir parásitos con la esperanza de que estos sean la solución a nuestra alergia o el remedio milagroso que apacigüe esa incómoda irritación intestinal.

Ya puedo imaginarme a algún lector pensando que a quién se le va a ocurrir la soberana estupidez de infectarse a propósito con algún parásito. Bueno, pues ya sabemos que, al igual que los caminos del Señor, la naturaleza humana es muchas veces inescrutable; y aunque nos cueste trabajo creerlo, hay individuos que guiados por el ansia de conocimiento en algunos casos, el afán por acumular dinero en otros, o arrastrados por la desesperación de una enfermedad la mayoría de las veces, se han infectado a sí mismos con unos desagradabilísimos gusanos pertenecientes al género de los anquilostomas.

Los anquilostomas, a diferencia de Trichuris suis, son parásitos que sí atacan e infectan a los humanos, y en los países tropicales, donde son frecuentes, se les atribuye incluso la muerte de niños de corta edad. Sin embargo, los científicos creen que en la saliva de estos nematodos aparecen sustancias inmunosupresoras que permiten al parásito escabullirse de las defensas del organismo y evitar así ser expulsado, y que también podrían utilizarse para restaurar el equilibro de un sistema inmune dañado. Pero como todavía no están claras cuáles son esas sustancias con las que en el futuro se podrían fabricar fármacos que modulen el sistema inmune, algunos individuos han pensado que lo mejor es tener su propia colonia de gusanos enteritos, con saliva incluida, alojados en el intestino.

Un científico-empresario relataba la odisea en la que se embarcó para conseguir unos anquilostomas fresquitos con los que infectarse. Esta aventura incluía un excitante viaje a Perú, pero una vez allí los planes no pasaban por realizar el camino del inca y visitar las ruinas del Machu Picchu, sino por inspeccionar minuciosamente las letrinas de pequeños poblachos en busca de las larvas de gusano que se escondían entre las heces de los aldeanos. Y lo más complicado de esta escatológica aventura no fueron las constantes peleas que hubo de mantener con las gallinas que, como él, rebuscaban en la mierda humana en busca de gusanitos, sino los desagradables síntomas que el buen hombre padeció por culpa de los parásitos.

Y es que el proceso de parasitismo de estos bichos no puede ser más desagradable: primero atraviesan la piel hasta alcanzar el torrente sanguíneo, que como náufragos a la deriva los arrastrará hasta los pulmones. Pero su objetivo es el intestino, y los pulmones no solo están muy lejos sino que además pertenecen a una vía, la respiratoria, muy diferente. Para alcanzar el tracto digestivo, los pequeños nematodos irritan ligeramente los pulmones, y estos responden liberando una mucosidad que los envuelve. Cuando las flemas repletas de gusanos suben de los pulmones a la garganta hay dos opciones: o hechas un buen gargajo o te las tragas, y si te decides por la segunda opción, los parásitos descenderán primero al estómago y luego alcanzarán el intestino. Una vez allí, y si tienes mucha suerte, puede que las náuseas, los vómitos y las diarreas con las que tu organismo responde al parásito cesen, y con el paso de los meses, y más suerte aún, la presencia del gusano regule tu sistema inmune y mejoren tus dolencias.

En el caso concreto de este señor no queda muy claro que sus dolencias mejorasen, pero desde luego sí que lo ha hecho su cuenta corriente, pues son muchos los individuos que acuciados por enfermedades autoinmunes acuden a Tijuana para acceder a un tratamiento que es ilegal en sus países de residencia, y que consiste en ser infectados con los descendientes de aquellos gusanos que, escondidos en el intestino, aquel arriesgado emprendedor se trajo del Perú.

Los anquilostomas conforman un gran género de nematodos que parasitan a los humanos, pero que en nuestro entorno los encontraremos infectando a nuestras mascotas: los perros y los gatos.

El Homo sapiens ha evolucionado junto a una gigantesca variedad de microorganismos, y nuestra relación se ha ido fortaleciendo y madurando poco a poco durante al menos doscientos mil años hasta, finalmente, alcanzar una íntima relación de dependencia. Muchas de nuestras prácticas actuales, muy diferentes a las de antaño, sobre todo en lo referente a la limpieza, el uso de antibióticos y la alimentación, han mejorado la calidad de vida de este mono sin pelo, pero también han contribuido decisivamente a separarnos de unos microorganismos que durante milenios han sido nuestros inseparables compañeros.

¿Cuál sería la consecuencia de separar al hongo y al alga que forman un liquen? En nuestro caso, la consecuencia del divorcio con nuestro microbioma ha sido un sistema inmune desequilibrado, y el resultado, un incremento en la prevalencia de las enfermedades autoinmunes. Pero ¿hay algo, descartando la arriesgada y probablemente inútil acción de tragar gusanos, que podamos hacer por mejorar nuestra dañada relación con el microbioma intestinal?

Aída y la flora intestinal

Desde luego, si hay algo en la vida de los humanos que nunca pasa de moda, eso es… las propias modas. Rebuscando entre los viejos álbumes que mi madre conserva ordenados en las estanterías del salón como si fuesen «su tesoro», me encuentro de sopetón con las fotos que fijaron en tinta y papel aquellos lejanos años de mi adolescencia; y no puedo evitar que me invada cierto sentimiento de bochorno.

Es verdad que tan solo éramos unos críos influenciados por los actores que salían en la Súper Pop y los modernísimos cantantes que cada semana visitaban el plató de Tocata; pero aquellos cortes de pelo a lo casco de Comando G y esos pantalones pesqueros por los que tímidamente asomaban unas famélicas canillas no tenían perdón de Dios. Lo malo es que aquello no parecía ser un evento único y casual fruto de un desequilibrio mental pasajero, pues a cada foto le sigue una nueva que contribuye a aumentar más aún mi rubor y a plantearme, cada vez con más convicción, si es que por aquel entonces yo estaba idiota perdido.

Y es que una imagen en la que aparecen más de una docena de chinitos de madera de diferentes colores colgando de mis dos muñecas como jamones puestos a curar, daba paso a otra en la que, ataviado con un pañuelo amarillo fosforito que cubría mi cabeza, sonrío altanero a la cámara, mientras muestro una multitud de chapas que entierran bajo caras sonrientes mi chaqueta vaquera como un orgulloso cazador lo haría con una enorme presa a la que acaba de atrapar. Pero, sin duda, la peor de las modas en la que me he visto inmerso fue aquella en la que decidí vestirme como un pordiosero, imitando a mi idolatrado Kurt Cobain. Y no porque fuese peor que mi época pija o que aquel año que me dio por llevar una larga gabardina a lo Inspector Gadget que me llegaba hasta los pies, sino porque, a pesar de los constantes lamentos de mi mujer, es la estética que hoy en día, fuera de bautizos, bodas y funerales, me sigue acompañando a todos lados.

Pero las modas nunca se han limitado al ámbito de la estética; también han alcanzado, cual epidemia, al mundo de la alimentación y de la salud. Así, si durante un tiempo nos obcecamos en echar sacarina al mismo café en el que luego mojábamos una grandiosa porra, y en beber un refresco light mientras degustábamos una enorme hamburguesa con patatas fritas, en este instante nos encontramos sumergidos en la moda de los yogures probióticos y sus infinitos beneficios. Solo que ahora no son los ingeniosos redactores de una revista para adolescentes quienes nos dicen lo que está o no de moda, lo hace alguien mucho más sensato: la protagonista de la serie —que no de la ópera de Giuseppe Verdi— Aída.

Carmen Machi ha recogido el testigo de Coronado para contarnos los beneficios que sobre nuestra flora intestinal y el número de visitas diarias al baño tiene el yogur de una determinada marca. Y es que si a las grandes multinacionales de la alimentación les trasladásemos nuestra duda sobre qué podemos hacer para mejorar nuestra flora intestinal, su respuesta sería rápida y concisa: consumir sus yogures. Pero ¿en realidad estos artículos ayudan a nuestra flora intestinal y mejoran nuestra salud? Pues ni sí ni no, la respuesta no es sencilla, depende más bien de lo que buscas al consumir estos productos.

Para poder entender esta postura más típica de un gallego que de un castellano como yo, debemos acercarnos primero al mundo de la moda, más concretamente a la actual moda de los probióticos y los prebióticos.

Bajo el pretencioso título de probióticos simplemente parapetamos a una gran variedad de microorganismos, fundamentalmente bacterias y hongos, que cuando son ingeridos junto a los alimentos se piensa que pueden conferir algún beneficio a la salud del consumidor.

Durante siglos, los seres humanos han consumido grandes cantidades de alimentos probióticos, pues los yogures, el queso o el kéfir poseen enormes dosis de microorganismos. La ciencia nos ha mostrado que los microorganismos que se encuentran en los alimentos pueden ayudar a nuestra flora intestinal, pero de una forma limitada. Básicamente, las bacterias presentes en los yogures de toda la vida o en cualquiera de los nuevos preparados que se venden a precio de oro, son capaces de inhibir la proliferación de patógenos en nuestro intestino, bien mediante la producción de sustancias antibacterianas o bien uniéndose a las células intestinales e impidiendo así que las bacterias patógenas o su toxinas puedan penetrar en ellas y dañarlas.

También sabemos que los probióticos estimulan la producción de mucosa intestinal que, como ya vimos con anterioridad, dificulta la interacción entre los microorganismos, en este caso patógenos, con las células del epitelio intestinal a las que quieren atacar. Sin embargo, de igual modo que la cultura popular nos advierte sobre la mala costumbre de pedir peras al olmo, tampoco podemos exigir a los probióticos que desempeñen funciones más allá de las anteriormente descritas. De este modo, y pese a que entre los científicos también se estila investigar los beneficios que los probióticos pueden tener en nuestra salud, no hay evidencias de que estas sustancias prevengan o curen enfermedades, ni siquiera de que mejoren las alergias u otras patologías autoinmunes.

Bueno, en realidad hay una estructura del aparato reproductor masculino que sí puede verse beneficiada por la acción de los probióticos, más concretamente un órgano que ve incrementado su peso y su tamaño con el consumo continuado de yogur. Pero, ¡por favor!, deja de nuevo el yogur en el frigo y continúa leyendo, que no me estoy refiriendo al pene, cuyo tamaño, como todos sabemos no importa, sino a sus dos inseparables compañeros.

En un reciente estudio⁶ en el que han participado investigadores pertenecientes al Instituto Tecnológico de Massachusetts y a la Universidad de Tesalónica se observó que los ratones a los que se suministraron grandes cantidades de una bacteria naturalmente presente en el yogur, Lactobacillus reuteri, se transformaban en superratones con unos testículos un 5 % más grandes y pesados que los de sus compañeros, lo que además, como podía esperarse, incidía claramente en su mayor fertilidad. A tenor de estas observaciones, los científicos se están planteando la viabilidad de utilizar a L. reuteri para tratar un trastorno que acontece a muchos hombres durante su senescencia. Y es que la andropausia, más conocida fuera del argot médico como pitopausia, parece deberse a la pérdida de tejido testicular asociada a la edad, y la maravillosa bacteria del yogur podría ser la clave para retrasar la aparición de los síntomas de esta irregularidad hormonal.

La bacteria Lactobacillus reuteri es un residente habitual de nuestro intestino grueso, que además se utiliza cada vez con más frecuencia como probiótico.

En muchos de los nuevos preparados alimenticios, además de probióticos también aparecen otras sustancias de nombre igual de pretencioso pero de naturaleza bien distinta: los prebióticos.

En este caso no se trata de seres vivos, sino tan solo de sustancias que estimulan el crecimiento y el desarrollo de los microorganismos que ya habitan en nuestro intestino. Los prebióticos conforman un tipo de nutrientes denominados, de forma genérica, fibra alimentaria, y no solo aparecen en los preparados alimenticios, pues su presencia es habitual tanto en frutas como en verduras.

Aunque se trate de nutrientes, en realidad nosotros no podemos digerir la fibra, pero sí nuestra flora intestinal, que la utiliza con deleite extrayendo de ella la energía que la permite proliferar y liberando a la vez unas sustancias llamadas AGCC (ácidos grasos de cadena corta) que sirven de combustible para las células que forman el epitelio intestinal. Ante la ausencia de estas sustancias prebióticas que constituyen un manjar para el microbioma intestinal, nuestras bacterias se tendrán que conformar con fermentar proteínas, que además de no constituir su alimento preferido también generan la aparición de desperdicios muy tóxicos y potencialmente cancerígenos. Este es el motivo de que una de las estrategias más importantes para prevenir el cáncer de colon sea aumentar la ingesta de frutas y verduras, que aportan fibra a nuestra flora intestinal, a la vez que disminuimos el consumo de carnes rojas.

Así que, ateniéndonos a los resultados que por ahora nos muestran los más recientes estudios científicos, podemos decir que los probióticos y los prebióticos, ya sea consumidos de forma natural o presentes en novedosos productos industriales, ejercen beneficios relevantes en nuestra flora intestinal; pero, por el momento, no hay evidencias contrastadas —a excepción de la correlación entre consumo de fibra vegetal y menor prevalencia del cáncer de colon— de que su ingesta nos proteja o nos cure de ninguna enfermedad.

No obstante, que los pro y prebióticos desempeñen algunas interesantes acciones no quiere decir que tengamos que consumirlos a un precio exagerado, pues en realidad bajo los famosos y televisivos nombres de L. casei inmunitas o Bífidus ActiRegularis se encuentran los típicos géneros bacterianos Lactobacillus y Bifidobacterium que encontramos en cualquier yogur del mercado. Bien es cierto que la cantidad de microorganismos que presenta el producto estrella de Danone© es mayor que la de cualquier otro postre lácteo, pero ni está demostrado que tal cantidad incremente sus efectos ni está justificado un precio tan sumamente elevado por un producto que se limita a ser leche fermentada. Es más, las sustancias que realmente sí han demostrado su «ayuda al sistema inmunitario», tal como reza la publicidad de este producto, no son los Lactobacillus ni los Bifidobacterium, sino las vitaminas D y B₆ que recientemente y en pequeñísimas cantidades se le han añadido, y que podemos obtener fácilmente con una alimentación equilibrada. La presencia de estos dos nuevos ingredientes ha permitido a la poderosa multinacional de la alimentación sortear las restrictivas normas de la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), que no tiene constancia de que los probióticos refuercen nuestro sistema inmune, y de esta forma puede seguir utilizando un eslogan publicitario tremendamente rentable.

Lactobacillus casei es un microbio fermentador de la lactosa que habita en nuestro intestino y que ha alcanzado altas cotas de popularidad debido a los famosos y caros productos alimenticios de los que forma parte.

La moda de los alimentos funcionales ha llegado a todas las casas y afecta a todos los estratos de la familia: los L. casei para ¿ayudar? a las defensas de los nenes o de los abuelos, los Bífidus para facilitar la motilidad del atorado tránsito intestinal de la mamá, una ración diaria de leche fermentada con esteroles para disminuir los elevados niveles de colesterol que ha revelado la última analítica del papá… Sin duda, el consumo diario de estos alimentos funcionales se ha erigido como una colosal moda entre los individuos de nuestra especie que para regocijo de la industria alimentaria parece no tener fin. Pero sorprendentemente, esta moda no constituye algo para nada novedoso en el reino animal, pues los conejos llevan mucho tiempo ingiriendo su propia dosis de probióticos y prebióticos cada mañana, no en forma de carísimos botecitos de leche fermentada, sino como ¡hermosas y redondas caquitas!

La cecotrofia,⁷ que es el nombre que recibe tan curiosa costumbre, ha sido desde siempre una estrategia de supervivencia para esos graciosos animales que corretean alegremente por los campos. Cada mañana temprano, como haciendo caso a los consejos publicitarios del más famoso de entre los probióticos humanos, los conejos vienen consumiendo su dosis de alimento funcional con el que recargar las pilas ante la perspectiva de un largo y duro día forrajeando por los prados. Solo que en vez de beberse un yogur fermentado repleto de bacterias se comen, sirviéndose directamente de su ano, unas jugosas y calentitas cagarrutas.

El intestino grueso de los conejos está repleto de bacterias que van a fermentar la fibra que abunda en los vegetales de los que se alimentan estos animales. Como consecuencia de ello, los microorganismos producen una enorme variedad de nutrientes que, en forma de aminoácidos, vitaminas del grupo B o fósforo, son imprescindibles para el desarrollo de estos entrañables mamíferos lagomorfos. Pero existe un pequeño inconveniente espacial que impide que el animal se haga con esos nutrientes que están fabricando las bacterias dentro de su propio organismo. El intestino grueso, donde los microorganismos están elaborando tan importantes nutrientes, se sitúa a continuación del intestino delgado, el lugar donde deberían ser absorbidos y entregados a la sangre.

Las heces que se forman en el intestino grueso no pueden volver hacia atrás y su único destino es atravesar el ano para desembocar en el exterior del cuerpo del animal. Por este motivo al conejo no le queda más remedio que ingerir las pequeñas y húmedas bolitas repletas de nutrientes que abandonan su intestino. Pero no nos confundamos, lo que aquí estamos describiendo no es un desagradable acto de coprofagia, sino una interesante estrategia digestiva que permite al animal aprovechar los nutrientes que sintetiza su propia flora intestinal. En realidad, el conejo no ingiere sus excrementos, sino un material similar rico en nutrientes que han fabricado sus bacterias intestinales. Pero ¿cómo diferencia el conejo entre las heces cecotróficas que debe ingerir y las verdaderas heces, procedentes de la digestión de los alimentos, que debe eliminar?

Izquierda. Cecotrofos que un conejo debe ingerir para completar su dieta. Derecha. Heces del conejo.

Pues si el problema que anteriormente tenía el conejo para reclutar todos los nutrientes que sintetiza su flora intestinal era espacial, la solución que ha encontrado se la aporta el plano temporal. Así, durante las horas de mayor luminosidad del día toda la materia que abandonará el cuerpo del animal a través del ano lo hará en forma de heces cecotróficas, mientras que al disminuir la luz, al atardecer, estas serán sustituidas por las lindas pelotillas que, amontonadas sobre las piedras, encontramos cuando paseamos por el campo.

Los codiciados excrementos de la civeta de las palmeras, las cacas de gato poseedoras de un parásito capaz de reactivar a las defensas, nuestra flora intestinal formada por microorganismos que constantemente se regenera al ser parcialmente expulsada junto a las heces, e incluso las bolitas de hábitos diurnos con las que los conejos completan su dieta, nos han mostrado que la mierda, a pesar de su olor y de su mala fama, quizás no sea tan mala. De modo que quizás no deberíamos sentirnos demasiado molestos si durante un brote de ira, algún famoso actor, cansado por el coñazo que le estamos dando, decide entre gritos destemplados mandarnos… ¡A la mierda!

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DOMESTICANDO MICROORGANISMOS

Tras más de quince años enseñando a mis alumnos estrategias para plantear y resolver con cierta solvencia problemas de cuerpos que se deslizan por planos inclinados, de trenes que procedentes de A y de B siempre terminan por cruzarse en su camino, o de objetos de plástico que forzados a sumergirse en un fluido tienden con todas sus fuerzas a escapar de él, jamás pensé que enseñar a mi perro Lolo dónde debe y dónde no hacer sus pises iba a ser tan sumamente complicado.

La eterna pelea entre animal meón, obcecado en marcar todos los rincones de la casa con su orina, y humano frustrado con periódico enrollado en mano, me hizo compadecer, y a la vez admirar, el espíritu incansable de aquellos hombres que se dedicaron a luchar con vehemencia contra los naturales instintos que gobiernan el comportamiento de los animales. Pero no hay nada que un hombre bien motivado, en este caso por el ultimátum para elegir entre mi mujer y el bicho, no sea capaz de conseguir. Días, semanas y meses de trabajo intenso dieron su fruto y, exceptuando la insignificante manía de agarrase con fuerza y simular compulsivamente el coito con la pierna de cualquier visita femenina que osara asomarse por casa, nuestro Lolo llegó a ser un perro casi normal.

En el minúsculo entorno formado por mi familia, el éxito y las felicitaciones fueron de tal magnitud que ya me veía como el nuevo César Millán del vecindario. Cuando, de repente, escondida como quitándose importancia entre las páginas interiores de una revista científica, aparece la noticia que dio al traste con mis nuevos aires de genial adiestrador. Resulta que unos científicos, invirtiendo la mitad del tiempo que yo he consumido en hacer entender a mi perro que el peluche de la niña no quiere nada con él, han conseguido amaestrar unas ratas; y no para que siguiendo el rastro de un trozo de queso encuentren la salida en un laberinto, sino para, es que tiene narices, ¡diagnosticar la tuberculosis!

APOPO es una ONG belga que desde hace más de una década viene utilizando a unos enormes roedores como si de expertos TEDAX se tratara, con el objetivo de localizar minas enterradas en áreas conflictivas de Mozambique, Tanzania o Camboya. La rata de Gambia (Cricetomys gambianus), con un peso que oscila entre los 800 gramos y los tres kilos, se encuentra entre los roedores más grandes del planeta y también entre los animales con mayor sensibilidad olfativa. Estas ratas gigantes proliferan en el África subsahariana y constituyen una generosa fuente de proteínas para muchas poblaciones humanas que de ellas se alimentan. Sin embargo, durante los últimos años, debido a su fino olfato y a un carácter tranquilote que facilita su manipulación y adiestramiento, su protagonismo se ha alejado de los pucheros y las sartenes para meterse de lleno en los campos sembrados de minas.

Los científicos han descubierto que estos roedores son capaces de detectar una billonésima parte de un miligramo de 2,4,6-trinitrotolueno —el famoso TNT con el que se fabrican las minas terrestres— en un litro de aire. Su agudísimo olfato, unido a un peso insuficiente para activar el dispositivo de una mina, ha convertido a Cricetomys gambianus en el mejor instrumento para localizar explosivos enterrados. Así, durante una misión en Mozambique, las ratas amaestradas rastrearon más de 90.000 m² de terreno, localizando y permitiendo la desactivación de 41 minas allí enterradas.¹ Y lo que es aún más relevante, cuando posteriormente los humanos dotados de detectores de metales reconocieron aquella misma superficie no fueron capaces de hallar ni un solo explosivo. ¡Las ratas ya los habían encontrado todos!

Increíblemente, la utilidad de estas ratas domesticadas no se limita a la localización de explosivos, sino que la labor que realizan para con nuestra especie va mucho más allá, pues científicos vinculados a APOPO las han entrenado para diagnosticar la tuberculosis.2, 3

El agente infeccioso de esta enfermedad, cuya prevalencia no hace más que aumentar en los países en vías de desarrollo, es el microorganismo Mycobaterium tuberculosis.

Cuando la bacteria se encuentra presente en los esputos de un enfermo, emite un compuesto volátil que los enormes roedores, tras un entrenamiento que dura entre cuatro y diez meses, pueden detectar gracias a su enorme sensibilidad olfativa. Es cierto que en los países más avanzados existen técnicas modernas muy eficaces con las que revelar la presencia del microorganismo en un enfermo, pero en el África subsahariana, estas estrategias no suelen estar disponibles por el simple y trágico hecho de que no las pueden pagar. Por aquellos lares, la falta de medios materiales y humanos hace que la única estrategia válida para diagnosticar la enfermedad sea observar al parásito, microscopio en mano, en los fluidos biológicos del paciente. Bueno, esa era la situación hasta hace muy poco tiempo, porque ahora las ratas gigantes de Gambia han llegado para echar una pata, y no solo se muestran tan eficaces como el microscopio a la hora de identificar al parásito, sino que además son mucho pero que mucho más rápidas. Un individuo de C. gambianus bien entrenado y valiéndose tan solo de su olfato puede analizar más muestras en diez minutos que un técnico de laboratorio y su microscopio en todo un día.

Rata de Gambia (Cricetomys gambianus) entrenada para detectar minas. Los investigadores de APOPO también utilizan su increíble olfato para diagnosticar la tuberculosis. © Eric Nathan - Age Fotostock.

Puede parecernos algo extraordinario que el hombre haya sido capaz de amaestrar y encontrar alguna utilidad en un animal que para muchos se limita a ser un desagradable bichejo portador de enfermedades. Desde luego a mí, que a duras penas he conseguido que Lolo no se orine en casa, así me lo parece. Pero, en realidad, la historia de ratas gigantes que localizan explosivos y diagnostican enfermedades pulmonares no deja de ser uno más de entre los múltiples éxitos que nuestra especie ha logrado adiestrando a otros seres vivos. Es más, ni siquiera se trata del reto más complicado al que nos hemos tenido que enfrentar durante el difícil camino por doblegar los instintos de otros organismos en pos de nuestro beneficio. La domesticación del caballo, el perro, el cerdo e incluso las ratas no ha supuesto para el hombre un desafío tan enorme como la tarea en la que desde hace tiempo se encuentra inmerso: ¡adiestrar bacterias! De hecho, casi sesenta años antes de que los investigadores de APOPO se plantearan siquiera entrenar gigantes roedores para detectar una enfermedad, el microbiólogo norteamericano Robert Guthrie ya había domesticado a un conjunto de bacterias para que le ayudasen a realizar una tarea muy similar: diagnosticar una grave enfermedad metabólica en los recién nacidos.

La fenilcetonuria⁴ (FCU) es una enfermedad hereditaria originada por un gen anormal que, cuando es recibido por parte de ambos progenitores, impide al individuo fabricar la proteína fenilalanina hidroxilasa. El problema radica en que esta proteína de complejo nombre es del todo imprescindible para metabolizar el aminoácido fenilalanina que ingerimos junto a muchos alimentos, y que, al no poder ser transformado o degradado, se acumula en los tejidos del enfermo provocando un importante e irreversible retraso en sus habilidades cognitivas.

La presencia de esta sustancia en los alimentos es muy frecuente ya que no solo aparece en alimentos como la carne, los huevos o la leche; si nos fijamos con atención en los datos nutricionales de refrescos light y chicles sin azúcar veremos que nos ponen sobre aviso de la presencia del aminoácido, o directamente nos indican de que no es apto para fenilcetonúricos. La presencia del aminoácido en estos productos es debida a que el aspartamo —que utilizan refrescos y caramelos como edulcorante sustitutivo del azúcar— tiene esta sustancia formando parte de sus componentes.

La FCU es una enfermedad que debe ser diagnosticada con gran celeridad durante los primeros días de vida, pues si el bebé ingiere alimentos que contienen el aminoácido que es incapaz de metabolizar, este se irá acumulando en el organismo y deteriorando de forma irreversible el cerebro del niño. El diagnóstico temprano de la enfermedad permite a los endocrinos elaborar una dieta que limita las cantidades que se consumen de este aminoácido, impidiendo su tóxica acumulación y permitiendo que el individuo se desarrolle con normalidad. Pero ¿cómo detectamos la enfermedad antes de que muestre sus sombrías consecuencias?

La primera estrategia que los médicos utilizaron para diagnosticar la FCU consistía en añadir cloruro férrico a la orina del posible enfermo. El compuesto químico interacciona y revela la presencia de la fenilalanina que, acumulada en exceso, había encontrado una pequeña vía de escape en la orina. Sin embargo, esta técnica diagnóstica presenta como gran inconveniente el enorme lapso que debe transcurrir desde el nacimiento del niño hasta que la prueba que detecta la enfermedad es viable; ocho semanas es un periodo demasiado largo para exponer el cerebro en desarrollo de un niño a la sustancia tóxica. Pero por suerte ahí estaban las bacterias, y cuando digo ¡ahí!, me refiero a casi cualquier sitio porque las bacterias de la especie Bacillus subtilis que iba a utilizar Guthrie para diagnosticar la FCU proliferan por todos los lados.

Bacillus subtilis, a diferencia de nuestras células que deben extraerla de los alimentos, son capaces de sintetizar la fenilalanina que necesitan para poder desarrollarse. A no ser que, tal como ingeniosamente hizo Guthrie, se las cultive en un medio al que se le ha añadido una sustancia especial: beta-2-tienilalanina. Este compuesto actúa a modo de enorme palo cruzado en la vía del ferrocarril descarrilando la ruta metabólica que permite a la bacteria fabricarse su propia fenilalanina. De modo que el rebaño de bacterias que Guthrie había cultivado en presencia de esta sustancia inhibidora no podía fabricar el aminoácido que necesitaba y de esta forma se detenía su crecimiento.

Me imagino que a todos se nos estará ocurriendo otra alternativa para que las colonias de bacterias de Guthrie, disminuidas por la incapacidad de sintetizar la fenilalanina, puedan proliferar: básicamente suministrándoles nosotros el aminoácido. Y precisamente esto es lo que hace un enfermo de FCU, alimentar al cultivo de bacterias necesitadas del aminoácido con la abundancia de fenilalanina que posee el suero sanguíneo que se le ha extraído. Las colonias de B. subtilis, raquíticas en presencia del inhibidor, se desarrollan rápidamente ante el suministro externo del aminoácido, y al hacerlo no solo prosperan como felices microorganismos, sino que, como si de un agradecimiento por el suministro de alimento se tratara, revelan la enfermedad que esconden los genes del humano.

Bacillus subtilis es un microorganismo abundante en el suelo, que fue utilizado por Guthrie para diseñar el test de inhibición bacteriana con el que detectar precozmente la fenilcetonuria.

A la enorme eficacia que muestra el test de inhibición bacteriana de Guthrie hay que unir la premura con la que se puede realizar. Tan solo es necesario que transcurran entre tres y cuatro días tras el nacimiento del niño para que las bacterias puedan revelar la presencia de la fenilalanina no metabolizada en la sangre procedente de los primeros alimentos que se le han suministrado al recién nacido. En nuestro país, la determinación de la FCU mediante el test bacteriano de Guthrie forma parte del cribado neonatal que trata de detectar enfermedades congénitas antes de que aparezcan los síntomas, y que a las mamás y papás les resultará más familiar por la profana denominación de «prueba del talón».

Tal como hemos analizado anteriormente, Bacillus subtilis es un sorprendente microorganismo que puede percibir y detectar una enfermedad humana aun en sus primeros estadios, cuando los signos de la afección ni siquiera han empezado a manifestarse. Es cierto que bacterias como ella, con la capacidad para rastrear y delatar una sustancia con tanta o más eficacia que un perro policía o una rata gigante de Gabón, no hay muchas; pero de ninguna manera B. subtilis constituye una rareza en el mundo microscópico. Habitando en zonas marinas poco profundas podemos encontrar una escandalosa bacteria dotada de la rara habilidad para revelar ante nuestros sorprendidos ojos la presencia de sustancias tóxicas. ¿Qué no habrían dado los pobres catadores de la Antigua Roma por disponer de un detector tan preciso de tóxicos y venenos como Vibrio fischeri?

El amor en las profundidades

La política crea extraños compañeros de cama.

Una breve consulta a la Wikipedia me ha ayudado a recordar que es al escritor norteamericano Charles Dudley Warner a quien debemos la autoría de tan famosa e histórica frase que parece ajustarse con sorprendente precisión al comportamiento de nuestra clase política. Sin embargo, desde mi personal punto de vista, el señor Warner fue excesivamente injusto al señalar a la política como única responsable de unir bajo una misma causa a dos almas con intereses y puntos de vista totalmente distintos. En realidad, mis años de universitario me enseñaron que, descartando al alcohol y sus mágicos y tóxicos efluvios de alcahueta, la causante de arropar con una misma sábana dos o más cuerpos que parecían estar destinados a nunca encontrarse es la biología. De qué otra forma, si no es bajo el influjo de las necesidades biológicas que lastran a los seres vivos, podríamos entender la estrecha vinculación que se ha establecido entre dos seres tan distintos como son un pequeño calamar y unas microscópicas bacterias fluorescentes. Y es que en la plácida intimidad de las profundidades marinas, el calamar hawaiano (Euprymna scolopes) se encuentra envuelto en una turbulenta historia de amor con ¡una bacteria!⁵

El microorganismo en cuestión, protagonista de esta extraña relación entre especies y sin el cual el minúsculo molusco no podría vivir, es Vibrio fischeri. El amor que el calamar profesa por las bacterias es de tal magnitud que no ha dudado en construir, utilizando un rincón de su propio cuerpo, un coqueto nidito de amor donde alojarlas y alimentarlas a pensión completa. Los aposentos donde habitan miles de millones de bacterias se localizan en la parte inferior del molusco y reciben el apropiado nombre de órganos de luz, pues de ellos surge un angelical fulgor generado por los microbios con el que tratan de recompensar a su amante invertebrado. Pero ¿de qué forma este halo luminoso creado por V. fischeri puede ayudar al calamar? Pues aunque nos pueda parecer sorprendente, toda esa luz que emite el harén de prendadas bacterias sirve para ocultarlo de sus posibles depredadores.

En realidad no debería resultarnos tan extraño que la luz emitida por las bacterias sirva para esconder, y no para revelar, la presencia del invertebrado; más aún si sabemos que Euprymna scolopes permanece semienterrado en el fondo marino durante el día y sube a la superficie a cazar cuando cae la noche. Un animal que caza en la superficie del mar iluminado por la luna puede ser delatado por su propia sombra a los depredadores que se encuentran situados por debajo de él a mayor profundidad. Sin embargo, modulando la intensidad luminosa de su órgano de luz para adecuarlo a las condiciones de luminosidad nocturna que produce la luna, consigue hacer desaparecer su propia sombra y pasar desapercibido ante los potenciales depredadores que acechan por debajo él.

Euprymna scolopes es un minúsculo calamar que alcanza un tamaño máximo de 3 cm y un peso algo superior a los 2 gramos. Este animal habita en zonas poco profundas junto al archipiélago de Hawái.

La bacteria V. fischeri tiene la capacidad para, cual luciérnaga, producir luz, pero curiosamente uno solo de estos microorganismos es incapaz de emitir luz alguna; para poder hacerlo necesita la de al menos otros diez mil millones de compañeros. ¡Cuidado!, no estamos diciendo que la luz emitida por una bacteria no pueda verse, o que solo podamos percibir la luminosidad cuando emiten a la vez un número mucho más elevado de microorganismos. La realidad es que una, dos, tres o mil millones de bacterias juntas, aun teniendo la habilidad para hacerlo, no emiten absolutamente nada de luz. Parece como si las bacterias tuvieran la capacidad de comunicarse entre sí, de tal forma que hasta que no alcanzan un número mínimo de individuos no emiten luz alguna.

Con estas bacterias sucede lo mismo que en las divertidísimas reuniones vecinales; ya pueden tener todos los asistentes bien tomada la decisión de denunciar al vecino del quinto por cerrar la terraza sin permiso, que si el número de participantes no alcanza el quórum mínimo, nada se podrá hacer. Del mismo modo, hasta que el número de microorganismos no llegue a un determinado valor, las bacterias V. fischeri, dotadas con la habilidad para resplandecer, no emitirán ni una miaja de luz.

A este comportamiento, que revela la sorprendente capacidad de los microorganismos para comunicarse y actuar al unísono, los científicos lo denominan quorum sensing.⁶ Así, V. fischeri no emite luz cuando vive de forma individual en el océano, pero sí lo hace cuando se encuentra hacinada junto a billones de otras compañeras en el órgano de luz del calamar hawaiano. Por suerte, los científicos pueden desarrollar en medios de cultivo adecuados tantos individuos de V. fischeri como los que de forma natural habitan en el interior de Euprymna scolopes.

Dejando de lado esta peculiar historia de amor en las profundidades marinas en la que nos resultaría complicado otorgar a uno u otro de los enamorados el papel de Bella o de Bestia, lo cierto es que la luminosidad emitida por la bacteria nos puede resultar muy útil a los humanos. De hecho, los cultivos bacterianos de V. fischeri se utilizan para detectar la presencia de sustancias tóxicas en un medio. La intensidad de luz emitida por un cultivo bacteriano de V. fischeri es extremadamente sensible a la presencia de sustancias tóxicas. De modo que comparando, mediante un aparato dotado de fotosensor, el decaimiento de la intensidad luminosa que sufre un cultivo de V. fischeri al que se le ha añadido la muestra a analizar, frente a la luz emitida por un cultivo con la misma bacteria al que no se le ha añadido nada, podremos determinar la carga tóxica que presenta la muestra.

Vibrio fischeri es una bacteria marina con capacidad para producir bioluminiscencia y que vive asociada a otros seres vivos, como el pequeño calamar Euprymna scolopes.

Bacillus subtilis y Vibrio fischeri son dos fenomenales sabuesos microscópicos que, dotados de un especial olfato biológico y correctamente dirigidos y guiados por la diestra mano del científico, detectan enfermedades y revelan la presencia de tóxicos y venenos. Pero la tarea de domesticación de los microorganismos en la que nos encontramos inmersos no se limita a su empleo a modo de simples detectores de sustancias, sino que va mucho más allá; utilizándolos, por ejemplo, como ¡mulas de carga!

Lo más natural sería que la idea de domesticar microorganismos para que transporten cargas se nos presente tan ridícula e inútil como, sin duda, lo es amaestrar pulgas fuera del ámbito circense. Pero lo cierto es que estos minúsculos seres vivos, bien adiestrados, nos pueden ser tan útiles como lo son el caballo, el mulo o el asno para transportar pesadas cargas. De hecho, acarrear diferentes bultos y entregarlos a su destinatario es una de las posibles tareas que ya podemos encomendar a nuestros nuevos organismos domésticos.

MicroRobocop

Cómo se sorprendería el abuelo si supiera que aquel burro terco y plateado que cada día de verano le acompañaba silenciosamente desde la huerta a la casa acarreando sobre sus lomos frutas y verduras se iba a ver transmutado por obra y gracia de la ciencia en unos diligentes transportistas unicelulares. La verdad es que ni siquiera la fantasiosa mente de un niño, capaz por entonces de transformar una rama de encina en una espada láser y a las asustadas gallinas de la abuela en soldados imperiales, podía siquiera imaginar que transcurridas tan solo unas pocas décadas los humanos seríamos capaces de cambiar mulos, asnos y bueyes por bacterias.

Obviamente, estos minúsculos microorganismos no pueden transportar a cuestas los enormes sacos de patatas y las pesadas aguaderas de esparto repletas de melones que el abuelo cultivaba en su huerta con esmero. Pero sí son capaces de cargar con estructuras microscópicas casi tan grandes como ellos, donde no caben frutas ni hortalizas pero en las que se pueden introducir fármacos, proteínas e incluso genes. La nueva empresa de transporte, Microorganismos S. A., que el hombre está diseñando para entregar fármacos directamente de célula en célula va a minimizar, cuando no eliminar, los típicos problemas asociados a las vías clásicas de administración de las medicinas.

Cuando consumimos un medicamento en forma de jarabe, cápsulas o ungüentos, este debe recorrer el tubo digestivo o atravesar las barreras físicas formadas por las mucosas o la piel antes de llegar a las células sobre las que debe ejercer su acción. Ello provoca que, en muchas ocasiones, el principio activo tenga dificultades para acceder, al menos en las cantidades que son necesarias, al tejido y a las células sobre los que debe actuar. La farmacología clásica disminuye este problema aumentando la cantidad de principio activo que se suministra junto a la medicina, pero esta estrategia a lo burro grande puede, cuando la estabilidad o la solubilidad del fármaco se ven afectadas, resultar muy peligrosa. Sin embargo, si el principio activo viaja subido a la espalda de pequeñas bacterias que lo conducen directamente hasta el tejido concreto al que se quiere tratar, evitamos los problemas relacionados con la absorción y podemos adaptar con precisión la cantidad de sustancia que suministramos a cada paciente. Además, utilizando a las bacterias como diligentes transportistas, impedimos que el fármaco llegue y dañe a otras células del organismo para las que tan especial paquete no estaba destinado.

Por ahora, la entrega de fármacos a la carta utilizando a las bacterias como mulas de carga se encuentra todavía en pañales; no obstante, en la actualidad ya se han puesto en marcha varias estrategias que siguiendo esta novedosa línea están dando resultados muy prometedores.

Una estrategia muy interesante que se está implementando en el diseño de bacterias portadoras de fármacos se basa en la combinación de la nanotecnología con la microbiología, adosando minúsculas estructuras hechas de metal o de plástico, en las que transportar el principio activo, a la superficie de las bacterias. Investigadores de la Johns Hopkins University⁷ y de la Purdue University de Indiana⁸ han conseguido solucionar ya la parte más difícil de esta aventura al unir unas microscópicas esferas hechas de diferentes metales, los primeros, y de poliestireno, los segundos, a la superficie de las bacterias, creando una especie de Robocop microscópicos que han llamado microbots.

No sé si será un estúpido capricho personal fruto de la irracional influencia que sobre mí está ejerciendo la era de los drones, los relojes inteligentes y las mascotas virtuales, pero ¿a quién no le apetecería tener su propio microbot? Bueno, pues aunque los materiales no están al alcance de cualquiera, las instrucciones para construir tu propia mascota microscópica no pueden ser más sencillas. ¡Manos a la obra!

Primero necesitamos elegir una bacteria, si puede ser evitando las especies patógenas más peligrosas, mejor que mejor, aunque los investigadores de la Purdue University para llevar la contraria decidieron utilizar uno de los microorganismos más malotes: Listeria monocytogenes.

En realidad, estos científicos tenían sus buenas razones para seleccionar tan peligroso microorganismo, y es que L. monocytogenes es de las poquitas bacterias capaces de introducirse y sobrevivir dentro de una célula. El microbots que habían diseñado tenía el objetivo de transportar el gen de la luciferasa —que codifica la proteína que hace brillar a las luciérnagas en la oscuridad— al interior del núcleo de las células de un ratón. Y la única forma para que el especial paquete que transportaba la bacteria llegase hasta el núcleo de las células del roedor era que el microbots patógeno se metiera de cabeza dentro de ellas, algo que L. monocytogenes sabe hacer muy pero que muy bien. ¡Ah!, se me pasaba, el experimento fue todo un éxito pues, bajo una luz especial, algunos órganos de los ratones brillaban como una feliz luciérnaga en una cálida noche de verano, lo que a su vez demostró la utilidad que pueden tener los microbots a la hora de introducir genes en el núcleo de las células.

Retomando nuestra clase de tecnología imaginaria, una vez que ya disponemos de la bacteria adecuada, ahora necesitamos elegir una estructura microscópica, que los ingenieros, sean o no valencianos, llaman nanoestructura. Este elemento microscópico conformará el lugar donde ubicaremos el fármaco, el gen o la sustancia que queramos transportar. Podemos diseñarla imitando diferentes formas (esferas, estrellas, cilindros… o corazones rosa a lo Ágatha Ruiz de la Prada) y utilizando plástico o, tal como hicieron los investigadores de la Johns Hopkins University, níquel y estaño recubiertos de oro.

Finalmente, tan solo nos resta encontrar el pegamento con el que unir nuestra nanoestructura a la bacteria que hará de porteadora; y lamento decepcionar a los papás que como yo se ven obligados a tragarse horas y horas de Disney Junior, pero el engrudo «especial» Art Attack a base de papel de periódico y cola aquí no nos va a ser de utilidad. Para fijar las nanoestructuras a la membrana de la bacteria necesitamos utilizar un pegamento tan especial y exclusivo que solo lo fabrican los seres vivos: pegamento a base de anticuerpos.

Bacteria a la que se le ha fijado una nanoestructura de forma esférica para construir un microbot. Imagen obtenida de Fernandes et al., 2011.

Los anticuerpos son proteínas sintetizadas por los linfocitos B —uno de entre los varios tipos de glóbulos blancos que patrullan en nuestro organismo— y liberados en la sangre para, como si de perros de presa se tratara, buscar, marcar y revelar la presencia de patógenos al resto de los componentes del sistema inmune. Estas partículas delatoras con forma de Y se unen a una estructura concreta del patógeno, que denominamos antígeno, y lo rodean sin piedad como los paparazzi hacen cuando se encuentran con una famosa de las revistas del corazón. La unión de múltiples anticuerpos alrededor del patógeno delata su presencia a otros elementos del sistema inmune que se encargarán de hacer el trabajo sucio, eliminándolo.

Una característica relevante que en referencia a los anticuerpos no debemos olvidar es la elevada especificidad de estas sustancias, que les permite reconocer con altísima eficacia y precisión a un determinado antígeno, pero jamás a otro diferente. De este modo, los anticuerpos fabricados para reconocer el virus de la rabia se lanzarán como locos contra él en cuanto detecten su peligrosa presencia, pegándose como lapas a la superficie antigénica y denunciando escandalosamente su existencia ante todo el sistema inmune. Pero en radical contraste, estos mismos anticuerpos permanecerán estáticos y adormilados cuando sea otro patógeno diferente el que por allí se pasee.

Los científicos han aprovechado la afinidad entre el anticuerpo y su antígeno específico para crear una especie de velcro que fija las nanopartículas a la superficie de la bacteria. Para ello han necesitado diseñar dos tipos de anticuerpos distintos que llamaremos A y B. Los anticuerpos A se unen de forma específica a uno de los extremos del anticuerpo B, mientras que estos a su vez se pegan a los antígenos presentes en la superficie de la bacteria. Utilizando un tratamiento químico se fija un extremo de los anticuerpos A sobre la superficie de la nanoestructura y, mediante la interacción específica antígeno-anticuerpo, se unen los anticuerpos B a diferentes puntos de la membrana bacteriana. Por último, ponemos en contacto directo al microscópico elemento plástico o metálico rodeado de anticuerpos A y a la bacteria envuelta por los anticuerpos B; y ¡voilà!, ya tenemos nuestro microbot particular.

Aunque la implementación de microbots para transportar e introducir fármacos, proteínas e incluso genes en las células humanas se muestra ya como una posibilidad más que viable a corto plazo, existe una segunda estrategia que con el mismo objetivo en mente parece haber tomado la delantera: las bacterias fantasma.⁹

Bacterias fantasma

Hay que ver la imaginación que le echan los científicos a la hora de poner nombres a sus invenciones, pero si tenemos en cuenta que el rasgo principal de un espectro es que carece de vida, la verdad es que el apodo de bacteria fantasma les viene que ni pintado a nuestras protagonistas. Pues estos microorganismos que van a ser utilizados como mulas de carga no solo están más muertos que los dinosaurios, sino que además están tan vacíos por dentro como los propios fantasmas. De hecho, es imprescindible que el interior de estas bacterias se encuentre totalmente desocupado pues ese espacio vacío será rellenado con las sustancias que queremos transportar. Vamos, que las bacterias han pasado de transportar dignamente las sustancias en una estructura adosada a modo de cesta a, convertidas en pellejos sin vida, llevarlas alojadas directamente en su interior.

Tal como hemos visto, la principal dificultad que surgía en el diseño de los microbots estaba directamente relacionada con el modo de unir eficientemente la nanoestructura con la bacteria portadora. Pues con las bacterias fantasma nos encontramos con un problema si cabe de mayor magnitud: ¿cómo nos las arreglamos para vaciar el interior de un microorganismo manteniendo, además, intacta su estructura externa? Y que conste que lo digo con todo el conocimiento de causa, porque cada otoño que mis hijos celebran Halloween como si de nativos americanos se tratara me toca pelearme durante horas con duras calabazas tratando de vaciarlas. Así que me gustaría saber cómo los científicos se las arreglan para desalojar el interior de unos organismos que son un millón de veces más pequeños que las dichosas calabazas. Los cuchillos, los cucharones y las interminables maldiciones arrojadas sobre festividades extranjeras que hemos asimilado como propias, pueden ser útiles para vaciar el interior de una anaranjada cucurbitácea de piel durísima, pero no van a servir para ahuecar el interior de un microorganismo. Como podemos imaginar, para esta tarea necesitaremos recurrir a minúsculos instrumentos, a herramientas aún más pequeñas que la propia bacteria, quizás a algo tan pequeño como… ¡un virus!

Desde hace más de medio siglo sabemos que un virus con nombre de impresora, el bacteriófago phi-X174,10,11 tiene la habilidad de, cual experto desvalijador de viviendas, transformar el profusamente ornamentado interior de las bacterias en un solar diáfano y abandonado. El vaciado y la destrucción de la bacteria es tan solo la consecuencia final del proceso de parasitismo al que el virus ha consagrado su no vida, y más concretamente es el resultado de la expresión de un gen que el bacteriófago phi-X174 ha introducido en el material genético de la bacteria a la que infecta. Este gen recibe el nombre de gen E y, en contraste con tan escueta denominación que parece restarle prestancia, desempeña un importante papel en la acción infectiva del virus.

El gen E lleva escrita la información para fabricar una proteína que es capaz, primero, de localizar y, posteriormente, de unirse a la membrana plasmática de la bacteria. Una vez la proteína de origen vírico se ha fijado sobre la membrana, que hace de frontera entre la bacteria y el medio externo, atraviesa sin piedad la envoltura del microorganismo formando poros en ella. Estos minúsculos agujeros provocan un desequilibrio entre la presión osmótica del interior y del exterior del microorganismo, que se manifiesta en la expulsión al medio externo de todo el contenido celular y que conduce irremediablemente a la muerte de la bacteria. Algo muy similar a lo que habremos visto en alguna película hollywoodiense cuando el malo malísimo dispara su pistola dentro de un avión en vuelo con tan mala suerte que revienta una de las ventanillas de la aeronave. La diferencia de presiones entre el interior y el exterior del avión provoca que todo el aire del habitáculo, arrastrando espectacularmente las pertenencias de los pasajeros, se proyecte hacia fuera del avión; de la misma forma, el poro generado por el bacteriófago desencadena la expulsión al exterior de todo el contenido celular de la bacteria.

Bacteria liberando su contenido debido a la acción del gen E. Imagen obtenida de Ebensen et al., en Langemann et al., 2010.

Ni que decir tiene que, en los tiempos dorados que actualmente está viviendo la biotecnología, los científicos pueden fácilmente introducir el gen E del virus phi-X174 en una bacteria, para que la proteína que codifica se encargue, como minúsculo cucharón, de vaciar al microorganismo dejando la superficie completamente intacta. Una vez que hemos hecho hueco en el interior de la bacteria fantasma llega el momento de ocuparlo con las sustancias que queremos transportar, por ejemplo con un agente quimioterápico para tratar un tipo de cáncer colorrectal en humanos, tal como hicieron investigadores del Instituto de Microbiología y Genética de la Universidad de Viena.¹²

El uso de bacterias fantasma en los tratamientos quimioterápicos constituye una estrategia muy adecuada para entregar el venenoso paquete directamente a las células cancerosas que se quieren eliminar, evitando dañar al resto de células del organismo. No debemos olvidar que los fármacos que se utilizan para tratar el cáncer son compuestos químicos extremadamente tóxicos que también destruyen a muchas de las células sanas del individuo. Los vómitos, la caída del pelo o las llagas de la garganta que sufren muchos enfermos durante y tras el tratamiento con quimioterapia son los efectos secundarios negativos que demuestran que el fármaco también está matando células sanas. Por lo que si nuestras bacterias fantasma son capaces de entregar directamente la manzana envenenada a las células del tumor, no solo aumentaremos la eficacia y disminuiremos la dosis del quimioterápico, sino que además el daño al resto de las células sanas será mínimo y atenuaremos los indeseables efectos secundarios de este tratamiento.

Los investigadores del Instituto de Microbiología y Genética de la Universidad de Viena utilizaron en su experimento una bacteria altamente patógena, Mannheimia haemolytica, pero solo para el ganado bovino en el que produce neumonía, a la que vaciaron introduciéndole el gen E. Posteriormente rellenaron el pellejo de M. haemolytica con el quimioterápico doxorrubicina, y añadieron las bacterias fantasma cargadas con el fármaco a un cultivo de células extraídas de un adenocarcinoma colorrectal humano. Las células cancerosas no solo recibieron eficazmente el fármaco portado por las bacterias fantasma, sino que, incluso, su acción destruyendo las células malignas fue el doble de efectiva que cuando el fármaco se liberó directamente sobre el cultivo celular.

Pero no solo en el ámbito de la medicina han encontrado aplicación las bacterias fantasma, pues también han demostrado su eficacia en el campo, nunca mejor dicho, de la agricultura. En una interesante experiencia¹³ se utilizaron bacterias fantasma elaboradas con la especie Pectobacterium cypripedii como soporte con el que administrar pesticidas a las plantas de una forma más eficiente que la clásica dispersión.

Uno de los inconvenientes que con mayor frecuencia se presenta cuando se aplican los plaguicidas directamente sobre la planta son las pérdidas que se producen durante el riego o la lluvia, pues el compuesto químico es arrastrado por el agua y la efectividad del tratamiento disminuye. Los responsables de este estudio comprobaron que cuando el plaguicida se aplicaba oculto en los fantasmas de P. cypripedii mostraba mayor resistencia frente a las lluvias y su eficacia era superior a la del mismo plaguicida preparado de forma tradicional como polvos humectantes.

Los microbots y las bacterias fantasma conforman tan solo la punta del iceberg de una estrategia en desarrollo que intenta adiestrar a las bacterias para cargar, transportar e introducir sustancias en las células. Sin embargo, el intenso proceso de domesticación que el ser humano está llevando a cabo con los habitantes del mundo microscópico no se limita a servirse de ellos como minúsculas mulas de carga o como diminutos detectives expertos en localizar sustancias, sino que incluso los estamos criando en granjas con el objetivo de asegurarnos el abastecimiento de importantes sustancias que de otro modo sería difícil o peligroso conseguir.

Granjas de bacterias

A finales del año 2010, gran parte de la opinión pública parisina seguía con atención uno de los juicios más esperados del nuevo siglo. A pesar de la enorme expectación que se había despertado, no se juzgaba a ningún asesino en serie ni tampoco a ningún famoso político caído en desgracia: se acusaba a dos médicos franceses de un delito de homicidio involuntario por la horrible muerte de 120 niños.

Todos los menores fallecieron a causa de una terrible y nada habitual patología que afecta a tan solo una de cada millón de personas: la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Esta enfermedad no es provocada por bacteria ni virus alguno, sino que aparece cuando un individuo es contagiado con un elemento que hasta entonces no se consideraba infeccioso: unas proteínas anormales que se denominan priones.¹⁴ La existencia de proteínas dotadas de la capacidad para infectar, unida al extraño mecanismo que estas utilizan para desarrollar la enfermedad, supuso una enorme sorpresa para médicos y científicos de todo el mundo pues no se parecía a nada de lo que hasta entonces se conocía.

Las proteínas infecciosas, una vez se encuentran en el interior del organismo, inducen su malignidad sobre otras proteínas que forman parte del sistema nervioso del individuo y que hasta entonces eran normales y desempeñaban diligentemente su tarea. Algo parecido a jugar al «tú la llevas» a mordiscos con un zombi, que a cada individuo que cace le hace perder la partida y, además, lo transforma en otro muerto viviente capaz de infectar. De este modo, las proteínas sanas, inducidas por la interacción con los priones «zombis», modifican su estructura y adquieren una configuración extraña y afuncional que, como epidemia, irán propagando a otras proteínas vecinas. Esta transformación en cadena provoca que el cerebro del enfermo se llene, literalmente, de pequeñas burbujas que con el tiempo darán a este importante órgano el aspecto de una esponja y arrastrarán al individuo en lenta agonía hacia una muerte segura.

A la izquierda se muestra la estructura de una proteína normal. A la derecha la misma proteína pero modificada en forma de prión infectivo.

Pero ¿cómo puede una persona infectarse con los priones? Para encontrar la pista concluyente que nos ayude a entender la manera en la que estas proteínas anómalas llegan a infectar a una persona inicialmente sana, debemos viajar hasta la enorme isla de Papúa Nueva Guinea. En aquel paradisíaco entorno habitan ciertas tribus que mantienen la creencia de que escondida en el cerebro reside la fortaleza del individuo, y por ese motivo tienen la desagradable costumbre de comerse los sesos del enemigo derrotado. Esta antropofagia selectiva es la responsable de la elevada prevalencia que por aquellas tierras tenía el kuru, una enfermedad priónica muy similar a la de Creutzfeldt-Jakob. Algunos de los indígenas caídos en el campo de batalla eran poseedores de priones infecciosos que pasaban ocultos en el plato de deliciosos sesos humanos que degustaba el vencedor, y que tiempo después se encargarían de cobrarse una silenciosa venganza.

Sin embargo, no es necesario desplazarnos a lugares muy lejanos para encontrar enfermedades provocadas por priones. Así, en nuestro país, una variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob la hemos relacionado recientemente con la encefalopatía espongiforme bovina, que quizás nos resulte más familiar bajo el nombre del mal de las vacas locas. En este caso, la fuente de proteínas infecciosas responsables de la enfermedad en los humanos no se encontraba en el cerebro de ningún congénere, sino que estas se ocultaban en deliciosos chuletones de ternera. Más concretamente en el tejido nervioso de un ganado bovino cuya típica alimentación basada en el forraje había sido sustituida por piensos elaborados a base de vísceras y restos de otros animales que a su vez contenían los priones originales.

Pero los más de cien niños que padecían la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob no habían ingerido carne contaminada con priones, y desde luego no había constancia de que practicasen el canibalismo, así que ¿cómo pudieron las proteínas infecciosas llegar hasta ellos?

Obviamente, en el proceso de infección de los muchachos mucho tuvo que ver la negligencia de los médicos franceses a los que se juzgaba por homicidio involuntario. Los priones que terminaron con la vida de los niños se encontraban en un fármaco que se les había suministrado para tratar su talla baja idiopática (TBI),¹⁵ o dicho de forma más sencilla: el retraso en el crecimiento que todos ellos presentaban.

La ralentización en el desarrollo de muchos niños se debe a que su organismo fabrica unas cantidades insuficientes de la hormona del crecimiento, la misma que con unos niveles adecuados permite que el infante pegue el estirón y alcance la madurez sexual. Esta hormona se fabrica en la hipófisis —una pequeña glándula situada en la base del cerebro— y una vez liberada en la sangre irá poco a poco induciendo el crecimiento y la maduración de los tejidos del individuo.

En la década de los ochenta, 1.698 menores con retraso en el desarrollo fueron tratados con un fármaco elaborado por médicos franceses que contenía la hormona que estos necesitaban para crecer. El problema es que la hormona del crecimiento humana no se puede fabricar en el laboratorio y la única forma en la que por entonces se podía obtener era extrayéndola directamente de la hipófisis del cuerpo sin vida de otro individuo. Los responsables del diseño del fármaco consiguieron la hormona del crecimiento con la que tratar a los niños de los cerebros de miles de cadáveres, muchos de los cuales yacían en los tanatorios de los hospitales. Ya nos podemos imaginar cuál es el lugar al que acude a morir un enfermo aquejado de la limitante enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, y del mismo modo podemos deducir cuál fue la fuente de priones que contagió y mató a más de un centenar de entre aquellos niños tratados con la hormona del crecimiento.

Hipófisis humana, encargada de sintetizar la hormona del crecimiento.

En la actualidad, este desgraciado episodio muy difícilmente volverá a repetirse pues, desde hace más de treinta años, la hormona de crecimiento humana no se extrae del cerebro de ningún cadáver, de igual modo que la insulina que deben inyectarse diariamente los diabéticos para controlar sus niveles de glucosa tampoco se extrae del páncreas de un caballo o de un cerdo, tal como durante mucho tiempo se venía haciendo. Durante las últimas décadas, los humanos hemos aprendido a domesticar a múltiples especies de bacterias que fabrican a nuestro antojo algunas de las importantes sustancias que necesitamos. Y entre esos productos que nos suministra tan especial ganado microscópico se encuentran la hormona del crecimiento y la insulina.

De este modo podríamos imaginarnos a nuestras bacterias domesticadas como rebaños de diminutas vacas, ovejas y cabras, que tan solo con alimentarlas y mantenerlas protegidas nos aportarían todos los productos que necesitemos. Pero esta analogía no puede ser más errónea, pues en la ganadería tradicional nos beneficiamos de los productos que de forma natural ya generan los animales para su propio provecho: la leche que nos bebemos la producen las vacas para amamantar a sus crías, y la lana que utilizamos para tejer nuestra ropa la desarrollan las ovejas con el objetivo de protegerse del frío. Sin embargo, una bacteria jamás elaborará motu proprio insulina ni ninguna otra sustancia de naturaleza humana, básicamente porque no la necesita y porque tampoco tiene ni la menor idea de cómo se fabrican esas «cosas de humanos».

¿Qué esperábamos? Ellas tan solo son bacterias y hacen cosas de bacterias. De modo que si nuestro objetivo es que estos microorganismos elaboren sustancias idénticas a las que de forma natural sintetiza nuestro organismo, no nos queda otro remedio que adiestrarlos convenientemente enseñándoles la forma adecuada de hacerlo.

Para poder entender cómo el hombre ha conseguido domesticar cual ganado a las bacterias en su propio beneficio, primero debemos conocer la naturaleza de los productos que queremos que estos microorganismos nos suministren. Así, la hormona del crecimiento, la insulina e incluso el factor VIII de coagulación que necesitan los hemofílicos para poder vivir, son sustancias llamadas proteínas que se construyen uniendo en el orden adecuado unos elementos denominados aminoácidos.

En la naturaleza existen hasta veinte aminoácidos distintos que en diferentes cantidades pueden ser utilizados a modo de ladrillos con los que construir una proteína. Podemos equiparar los aminoácidos con las piezas de diferentes colores y formas que aparecen en una caja de construcción LEGO©, de tal forma que combinándolas de distinta manera podremos construir un barco, un castillo o incluso, si somos hábiles, hasta un robot. Exactamente lo mismo sucede cuando enlazamos unos aminoácidos con otros, pues ese orden, la denominada secuencia de aminoácidos de la proteína, va a determinar de qué proteína se trata y si esta es o no funcional.

Un sencillo ejemplo puede iluminarnos a la hora de comprender la relevancia que presenta la secuencia de aminoácidos en la correcta elaboración de una proteína. La hemoglobina humana, encargada de transportar el oxígeno en la sangre, está conformada por un total de 574 aminoácidos con un orden perfectamente determinado. Tal es así que la sustitución de un único aminoácido, entre los casi seiscientos de los que consta, por otro diferente provoca que la hemoglobina sintetizada sea anormal y su funcionamiento no resulte adecuado. Precisamente esto es lo que sucede en la anemia falciforme, en que la sustitución de un aminoácido, el ácido glutámico, por otro, la valina, provoca que la hemoglobina que se sintetiza sea defectuosa. Los glóbulos rojos de un enfermo que contienen la proteína anómala no presentan la típica estructura de plato bicóncavo que caracteriza a estas células, sino una forma de media luna que dificulta el transporte de oxígeno y la circulación de la sangre a través de los vasos sanguíneos.

Glóbulos rojos normales junto a glóbulos rojos en forma de media luna que contienen la hemoglobina anormal.

Una vez que entendemos la relevancia de unir en el orden adecuado los aminoácidos para fabricar una proteína queda un aspecto clave por resolver: ¿dónde están las instrucciones para ordenar los aminoácidos y construir la proteína?

Cuando tras días de súplicas, enfados y amagos de llantinas termino cediendo a las presiones de mi mujer para montar el nuevo mueble Esbjörn, Bergman, Carlsberg o como diablos se llame, lo primero que hago es lanzarme desesperado a la caja en busca de las instrucciones. Y es que, ante el enorme número de piezas con las que de repente me encuentro, las —ya confirmadas— falsas esperanzas que me infundió aquel «es muy sencillito de montar» con el que nos convenció el dependiente del Ikea, comienzan a derrumbarse una por una sobre mi estado de ánimo. Y de igual forma que un inútil de mi categoría necesita las instrucciones con las que colocar cada una de las piezas con que se arman esos famosos muebles «móntelo usted mismo», nuestras células precisan de unas instrucciones concretas sobre el orden en el que se deben ir uniendo los aminoácidos para fabricar la proteína correcta.

Llegados a este punto, imagino que la mayoría de los lectores ya tendrán al menos una ligera intuición del lugar en el que se esconden las instrucciones para fabricar las proteínas. Así es; en el ADN de un individuo se encuentran codificadas las instrucciones para ir colocando uno a uno y con un orden determinado los distintos aminoácidos que van a formar la proteína; y esta tarea de albañilería microscópica no la tiene que desempeñar un inepto con cuatro pies como yo: la van a realizar los ribosomas.

Los ribosomas son unas minúsculas estructuras citoplasmáticas, cuya forma recuerda a un champiñón, que se encuentran en el interior de todas las células, incluso en las bacterias, con la importante función de «leer» las instrucciones codificadas en el material genético del individuo y sintetizar las proteínas. Los ribosomas son los albañiles celulares que, siguiendo diligentemente las instrucciones que aparecen codificadas en los genes, van colocando y uniendo cada uno de los aminoácidos; y obviamente, como buenos currelas, no pueden fabricar ninguna proteína para la que no posean instrucciones. Este es el motivo por el que de forma natural las bacterias son incapaces de sintetizar proteínas humanas, ya que, aunque poseen ribosomas y las instrucciones para crear sus propias proteínas, carecen de los planos para poder fabricar las nuestras.

Es más, algunos podríamos pensar que incluso teniendo las instrucciones, como estas proceden de otro organismo muy diferente, las bacterias no podrían entenderlas. Vamos, como si al abrir las cajas que contienen el dichoso armario me encuentro que las instrucciones están escritas en sueco. Bueno, pues en este aspecto nos equivocaríamos porque nuestras células, y en realidad todas las células de cualquier organismo, hablan el mismo idioma que las bacterias, lo que sin duda es una suerte pues nos facilita enormemente la tarea de enseñar a estos pequeños organismos cómo deben fabricar proteínas humanas.

Ribosoma leyendo el ARN mensajero (cinta) en el que se ha copiado la información de un gen del ADN, a la vez que van sintetizando la proteína (cadena) uniendo los aminoácidos en el orden indicado por el material genético.

Visto lo visto, la estrategia para que las bacterias fabriquen para nosotros proteínas como la insulina o la hormona de crecimiento consistiría en suministrarles la receta, en forma de genes, que solo poseen nuestras células, y que como ya sabemos, está escrita en un idioma que puede entender cualquier organismo vivo. De forma simplificada es precisamente eso lo que viene a hacer la llamada tecnología del ADN recombinante:¹⁶ introducir en unos microorganismos previamente seleccionados el gen humano en el que está codificada la información para construir una proteína, con la finalidad de que nuestro rebaño de bacterias se dediquen sin descanso a producir sustancias muy importantes para el hombre pero que carecen de cualquier utilidad para ellas.

Pero del mismo modo en que nada tiene que ver un rebaño de vacas o de cabras con otro de cebras o de ñúes a la hora de obtener leche, tampoco nos sirve cualquier bacteria para fabricar nuestras proteínas. En realidad se han utilizado diferentes géneros y especies de bacterias, pero si hay una que haya destacado como fantástica mano de obra, por la facilidad para desarrollarse en diversos medios de cultivo y por su alta productividad, esa ha sido Escherichia coli.

E. coli es una bacteria que habita en el intestino de los animales y cuyo genoma y comportamiento han sido estudiados en profundidad por los científicos. En general se trata de una bacteria inofensiva que habita tranquilamente en nuestro tracto digestivo pero que en ciertas ocasiones, a lo Dr. Jekyll y Mr. Hyde, puede transformarse en un terrible y agresivo patógeno.

En Alemania todavía se recuerda con pavor el trágico rastro que, en forma de más de treinta muertos y miles de enfermos, dejó la cepa O104:H4 de E. coli enterohemorrágica durante el verano del 2011.¹⁷ En España tampoco podemos olvidar esta epidemia provocada por E. coli, sobre todo los agricultores andaluces, ya que fueron sus pepinos los primeros en cargar injustamente con las culpas de la intoxicación. Para cuando se demostró que estas hortalizas nada tenían que ver en aquel dramático episodio, los daños causados a la agricultura española ya se cifraban en millones de euros. Pero a pesar de este y otros eventos puntuales en los que E. coli ha mostrado su cara menos amable, lo cierto es que se trata de una bacteria sencilla de manejar y con la que es muy fácil trabajar. De hecho, la famosa empresa de biotecnología Genentech utilizó cepas de E. coli para sintetizar la primera proteína recombinante que se comercializó, y que no era otra que la insulina humana.

Una vez hemos elegido a E. coli como la bacteria con la que deseamos fundar nuestra ganadería de microorganismos, llega el momento de introducirles el gen humano que contiene las instrucciones para fabricar, por ejemplo, la hormona del crecimiento.

Pero ¿cómo se hace eso? ¿Pinchamos a las bacterias con una minúscula jeringa que contenga en su interior el gen humano?, ¿lo ponemos a modo de carnaza cerca de ellas para ver si hay suerte y se lo tragan?... Bueno, en realidad introducir en una bacteria las directrices para fabricar una proteína humana es algo bastante sencillo de llevar a cabo si recurrimos a los plásmidos.

Proceso de conjugación bacteriana, mediante el cual una bacteria intercambia plásmidos con otra.

La bacteria, como cualquier otra célula, contiene un material genético en forma de ADN donde se codifican las instrucciones que el microorganismo necesita para poder desarrollarse. En estas células, el ADN se dispone formando una enorme molécula circular que se denomina cromosoma bacteriano; pero esta no es la única estructura formada por ADN que podemos encontrar en el interior de la bacteria. En la mayoría de ellas también localizamos unos pequeños fragmentos circulares de ADN que no pertenecen al cromosoma bacteriano. Estas estructuras de menor tamaño se llaman plásmidos y, aunque no contienen información esencial para el desarrollo del microorganismo, presentan algunos genes de notable importancia que resultan vitales para la adaptación de la bacteria a un determinado medio y, por tanto, facilitan su supervivencia.

Los plásmidos son para la bacteria algo parecido a las nuevas habilidades que vamos añadiendo a un personaje de videojuego y que al mejorarlo van facilitando que pasemos de un nivel a otro. Del mismo modo en que el protagonista de un videojuego puede conseguir la coraza que le proteja de los golpes de sus enemigos, hay plásmidos que contienen genes que permiten a las bacterias sobrevivir a los antibióticos. Al igual que el tímido y temeroso Pac-Man se transforma radicalmente en un devorador de fantasmas con solo tragarse una bolita especial, hay plásmidos que trasmutan a pacíficas bacterias en peligrosísimos patógenos.

Pero eso no es todo; además, gracias a estas estructuras, las habilidades que adquiere una sola bacteria pueden pasar en poco tiempo a todas las compañeras que comparten el mismo entorno, básicamente porque los plásmidos, como cromos repetidos, pueden ser intercambiados entre las bacterias mediante un proceso llamado conjugación bacteriana.¹⁸

Los científicos son buenos conocedores tanto de la estructura de los plásmidos como del comportamiento de las bacterias, y van a utilizar esta ventaja para adiestrar a los pequeños microorganismos en el arte de fabricar proteínas humanas. Para ello deben diseñar plásmidos que contengan el gen humano que codifica la proteína de interés, por ejemplo el gen de la hormona de crecimiento, y posteriormente introducirlos en las bacterias.

Pero sucede que la teoría es siempre más sencilla que la práctica, y si tratamos de introducir nuestro plásmido portador del gen humano en un cultivo de bacterias veremos que muy poquitas de ellas «aceptarán» nuestro regalo. En realidad, la mayoría de las bacterias no cogerán el plásmido; y por si esto fuera poco, aquellas que lo hayan aceptado se encontrarán en desventaja. El plásmido tan solo lleva la información para sintetizar una proteína humana y ninguna habilidad o característica que beneficie a la bacteria, de modo que este fragmento de ADN que hemos introducido gastará recursos del microorganismo sin proporcionarle nada a cambio. Así, cuando, tan contentos con el trabajo realizado, incubemos durante un tiempo el cultivo bacteriano esperando obtener un gigantesco ganado de obedientes microorganismos que fabriquen la hormona de crecimiento, lo que horrorizados veremos es que no hay ni rastro de las bacterias domésticas transformadas con el plásmido sino una multitud de bacterias salvajes que pasan completamente de nosotros.

La solución para evitar este inconveniente que echaría al traste todo el trabajo de domesticación consiste en introducir junto al gen humano que deseamos clonar, otro que confiera a la bacteria transformada una ventaja frente a las competidoras que no han cogido el plásmido. Por este motivo el plásmido se suele diseñar introduciéndole un gen de resistencia a antibióticos que acompañe al gen humano, para posteriormente incubar las bacterias en un medio de cultivo al que hemos añadido ese antibiótico en concreto. De este modo, solamente los microorganismos que han capturado el plásmido poseerán la capacidad, en forma de gen para la resistencia al antibiótico, para sobrevivir en tan inhóspito medio. Y esas mismas bacterias supervivientes también tendrán la receta para sintetizar la proteína humana, aportándonos, como si de un microscópico ganado domesticado se tratara, las cantidades de hormona del crecimiento, insulina, factor de coagulación… que necesitemos.

La habilidad humana para domesticar a múltiples especies de animales y de plantas ha sido, sin duda, uno de los principales factores que ha provocado nuestra explosión como especie dominante así como el brutal desarrollo de nuestras sociedades. Si durante siglos el control de los instintos de muchos organismos nos ha permitido y facilitado la obtención de alimentos y tejidos, y nos ha suministrado valiosa mano de obra y protección, en la actualidad el dominio que hemos alcanzado sobre los microorganismos nos está proporcionando nuevas estrategias para detectar enfermedades y reconocer sustancias tóxicas, dotando de inverosímiles métodos para transportar sustancias directamente al interior de las células, y abasteciendo de importantísimas sustancias que de otro modo serían muy difíciles de conseguir. La domesticación de los microorganismos abre a nuestra especie un nuevo mundo lleno de posibilidades, aunque para algunos el simple hecho de que nuestro perro no marque la puerta del vecino continúe siendo un reto inalcanzable.

4

CON LAS MANOS EN LA MASA

Que conste que yo ya sabía que no iba a ser una buena idea. Mira que le dije a mi mujer que no tenía ningún interés en conocer a su nueva amiga del gimnasio, y mucho menos en cenar con ella y su pareja a la misma hora que la Real jugaba el derbi vasco. Pero semana tras semana su insistencia se incrementaba con mayor celeridad que mis evasivas, y al final llegó un momento en el que toda mi capacidad para generar excusas, que es muy pero que muy grande, terminó por agotarse. De modo que, metido en el papel de esposo abnegado y con toda la desgana del mundo, accedí a cenar con su amiga Yolanda y su moderno novio libanés en aquel restaurante vegetariano.

La cena fue… ¿cómo decirlo sin parecer soez?... bueno, la verdad es que no hay modo educado de reflejarlo, ya que aquella cena resultó ser tan desagradable como una mosca nadando en la sopa. El problema no fue, contra todo pronóstico, la escasez de temas sobre los que dos parejas tan dispares podíamos departir; todo lo contrario, mantuvimos una charla muy animadita. Y mira que me había propuesto sostener una conversación lo más aséptica y superficial posible, del tipo de las que mantienes sobre el tiempo o el partido del fin de semana cuando te cruzas con un vecino o con el gasolinero mientras repostas combustible. Pero cuando Yolanda, la nueva amiga de mi mujer, Yolanda, la profesora de yoga y especialista en bioenergética y cromoterapia, Yolanda, la experta en homeopatía, Yolanda, la quimiofóbica… tuvo que sacar el puñetero y manido tema sobre las maldades de la química, cometí el error de abandonar las ensoñaciones en las que me encontraba absorto mientras sonriente asentía a modo de aquel perrito hortera que viajaba, inmune al paso del tiempo, sobre el maletero del coche de mis padres, para meterme a degüello en la didáctica parrafada que nos estaba soltando aquella buena señora.

Y es que nunca me han gustado las personas tan seguras de sí mismas y tan convencidas de lo absolutamente correctas que son todas sus ideas, que exponen sus pensamientos como si de dogmas universales se tratara; más que nada porque yo siempre ando dudando de todo, viviendo al filo del escepticismo, preguntándome si quizás después de tanto dar vueltas no esté otra vez en el punto de partida y completamente confundido. De modo que tras verme obligado a escuchar varias aseveraciones del tipo: «la química nos está envenenando», «solo tienes que ver cómo se han incrementado las alergias y el cáncer», o «nosotros solo comemos alimentos de origen biológico, que no hayan sido procesados y, desde luego, sin ningún aditivo», no pude por menos que estropear la que hasta entonces había sido una exquisita, educada y, sobre todo, insustancial velada entre dos parejas de completos desconocidos que lo iban a seguir siendo.

En realidad siempre he sido un defensor de la existencia de múltiples gamas de colores entre el blanco y el negro, y ciertamente creo que el impacto de la química en nuestra sociedad ha tenido muchas luces pero también algunas sombras. Sin embargo, frente a aquella pareja de ideas fijas como columnas graníticas que disparaban irreflexivamente eslóganes que estaba seguro de haber visto antes impresos en camisetas, no me quedó más remedio que acudir al auxilio del más débil.

Les dije, probablemente no de la forma más educada, que todo aquello a lo que asignaban el calificativo de biológico en realidad también era química, que la asociación que realizaban entre natural y positivo era tan impostada como la de químico con pernicioso, que los más poderosos venenos son sustancias tan naturales como lo pueda ser la leche materna, que sin duda los plaguicidas son compuestos peligrosos pero que han salvado a millones de personas de una muerte segura por inanición, y que los antibióticos, los antisépticos y los conservantes son sustancias químicas que han evitado millones de muertes y mejorado nuestra calidad de vida. La verdad es que me limité a exponer tan solo una parte de la opinión que manejo sobre tan controvertido tema, pero la postura que esa noche tomé a favor de la química y su relevante papel en el desarrollo de las sociedades humanas me valió el triste calificativo de «inculto extremista aborregado» por parte de mis compañeros de mesa y, lo que fue aún peor, también sirvió para que mi mujer volviera a verme como aquel Bukowski desatado de mi adolescencia al que no convenía mostrar en público.

Apelando de nuevo a mi irresoluta personalidad reconozco que no descarto estar equivocado y puede ser que el desarrollo de la química en forma de antibióticos, vacunas, antisépticos, fertilizantes, quimioterápicos, analgésicos, conservantes y materiales de diversa índole no haya desempeñado un papel tan importante como yo creo en el desarrollo y en la mejora de la calidad de vida de los individuos de nuestra especie; pero desde luego no me cabe ninguna duda de que desde siempre los hombres hemos transformado los alimentos añadiendo sal, especias, levaduras o bacterias. Así que no sé de qué tipo de alimentos «naturales» y no «procesados» se sustentará aquella pertinaz pareja de naturistas, porque desde luego esa infausta noche bien que mojaron el pan en la salsa del plato de ensalada que los cuatro compartíamos, mientras daban buena cuenta de un par de botellas de vino, y del caro, que para eso pagamos a escote.

El vino, la cerveza o el pan son alimentos que algunas personas no dudan en catalogar como productos naturales no procesados; sin embargo, todos ellos proceden de una materia prima original que es transformada, o ¡procesada!, por la acción de la química que manejan los microorganismos. El mosto de la uva, la cebada germinada o el grano de trigo deben sufrir una profunda metamorfosis, amén de la adición de diferentes sustancias, para adquirir su «natural» y definitivo aspecto como vino, cerveza o pan. Y esa milagrosa transformación solo puede ser operada por los microorganismos mediante un proceso que denominamos fermentación.

Aunque todos hemos oído hablar de las fermentaciones y de los productos que mediante este proceso se obtienen, lo más probable es que muchos no comprendamos en qué consiste realmente este mecanismo biológico. Bueno, pues podemos decir que la fermentación es simplemente la estrategia que utilizan algunos organismos para extraer parte de la energía que contienen los nutrientes en medios donde el oxígeno escasea. Definición que a buen seguro habrá dejado ojiplático a más de uno y completamente desorientados a la mayoría de los lectores. Así que vamos a acercarnos poco a poco, de forma paulatina, a lo que prometo no es un concepto tan complejo como a priori podría parecernos.

Todos los seres vivos, desde la minúscula y unicelular ameba hasta el gigantesco elefante formado por billones de células, necesitan energía para poder vivir. Esa energía vital nos la proporciona una estrella mediana situada a unos 150 millones de kilómetros de nuestro planeta y que, al menos en mi casa, que somos muy tradicionales, llamamos Sol. Pero la mayoría de los organismos no podemos utilizar directamente la energía que diariamente nos envía el Astro Rey; tan solo las plantas son poseedoras de una peculiar habilidad que les permite atrapar una minúscula parte de la energía emitida por el Sol y almacenarla en forma de sustancias químicas, que involuntariamente ponen a disposición del resto de habitantes del planeta Tierra.

Imagino que nadie se sorprenderá si digo que el mecanismo que utilizan los vegetales para atrapar la esquiva energía del Sol y hacerla accesible para el resto de los seres vivos, se denomina fotosíntesis. La glucosa, la fructosa o el almidón constituyen algunas de las moléculas sintetizadas por las plantas en las cuales se almacena parte de la energía emitida por la estrella, y que van ser utilizadas por todos los seres vivos, incluidas las propias plantas, como combustible.

Nosotros formamos parte de ese gigantesco grupo de organismos que no podemos acceder directamente a la energía exhalada por el Sol y que nos vemos obligados a extraerla de los alimentos en donde se halla confinada. Así, después de ingerir un sabroso trozo de pizza, nuestro aparato digestivo se pone manos a la obra con el objetivo de tomar todos los nutrientes que la deliciosa y calórica comida italiana contiene, y en los que tiempo atrás alguna planta se encargó de almacenar pequeñas cantidades de la energía irradiada por la estrella. Cuando estos nutrientes —una vez son absorbidos en el intestino delgado y transportados en la sangre— llegan hasta nuestras células, serán introducidos en una caldera muy especial que los biólogos vienen a llamar mitocondria. En el interior de este orgánulo celular, y con ayuda del oxígeno que los pulmones han capturado del aire, la glucosa se va a degradar completamente liberando agua y dióxido de carbono, pero también una gran cantidad de energía parte de la cual la previsora célula almacenará en una especie de pilas químicas denominadas ATP.¹

La mitocondria es un orgánulo citoplasmático en el que se lleva a cabo la degradación de los nutrientes para obtener energía.

Visto lo visto, parece que si una célula quiere extraer la energía que hay almacenada en los nutrientes no va a tener más remedio que «quemarlos» utilizando para ello, como si de un mechero se tratara, el oxígeno del aire. Pero ¿y si la célula no dispone de oxígeno?

En ausencia de oxígeno, la mayoría de las células morirán al no encontrar el modo de acceder a la energía que necesitan, tal como les sucede a las hiperactivas neuronas de nuestro cerebro cuando dejamos de respirar durante un no demasiado largo periodo de tiempo. Sin embargo, no todas las células son como nuestras neuronas; existen organismos que viven y se desarrollan felizmente en medios anóxicos, sin una sola molécula de oxígeno que respirar; y son estas criaturas especiales las que nos interesan cuando hablamos de la fermentación.

Muchas bacterias y algunos hongos son capaces de vivir extrayendo la energía contenida en los nutrientes sin necesidad de tener que recurrir al oxígeno: utilizan una estrategia llamada fermentación. Sin embargo, tal como veremos a continuación, este singular talento no les sale demasiado rentable energéticamente hablando.

Los organismos que disponen de cantidades adecuadas de oxígeno son capaces de degradar completamente el nutriente reduciéndolo a agua y dióxido de carbono, y de esta forma le arrancan toda la energía que almacenaba. Esta es la estrategia que implementan durante cada segundo de nuestra vida la mayoría de nuestras células y que en los libros de texto aparece recogida bajo el nombre de respiración celular. Pero en ausencia de tan oxidante molécula, para muchas bacterias y algunos hongos, exprimir completamente el nutriente es una tarea imposible, y como consecuencia de ello la cantidad de energía que son capaces de conseguir en una fermentación es muy pero que muy inferior a la obtenida durante la respiración celular.

Si haciendo uso de nuestra imaginación transformamos el nutriente que abastece a una célula en un tronco de madera que alimenta a una chimenea, es probable que podamos hacernos una idea de la energía que se obtiene durante una respiración celular y la que se desprende como consecuencia de una fermentación. Así, cuando el tronco de madera se consume completamente en la chimenea, la cantidad de calor que se libera será suficiente para calentarnos durante un buen rato. Pero si durante la combustión del madero, y a pesar de estar muy a gustito junto a la chimenea, decidimos que ha llegado el momento de marcharse y vertemos un cubo de agua sobre la madera ardiendo, la cantidad de calor que habremos extraído será muy inferior a la del caso anterior puesto que hemos dejado parte del leñoso material sin consumir.

No obstante, si aún persiste alguna duda sobre el diferente rendimiento energético que genera una u otra estrategia, no hay nada como coger un lápiz y un papel y ponerse a hacer números. De modo que si una célula degrada completamente la glucosa en presencia de oxígeno durante una respiración celular, obtiene aproximadamente unas 36 unidades de ATP, mientras que en una fermentación donde no hay disponibilidad de oxígeno, la glucosa se consume parcialmente y tan solo se obtiene energía para llenar ¡dos unidades de ATP!

Está claro que las fermentaciones son procesos energéticamente poco eficientes desarrollados por ciertos microorganismos cuando el oxígeno está ausente o su disponibilidad en el medio es muy escasa, pero ¿qué tienen que ver todos estos cálculos energéticos con productos como el vino, el pan, la cerveza o cualquier otro alimento fermentado de los que veníamos hablando? En realidad hay un pequeño y trascendental detalle que he ocultado durante la anterior exposición, y es que la disparidad entre una fermentación y una respiración celular no se limita a la presencia y ausencia de oxígeno o a la muy diferente cantidad de energía que se consigue extraer de los nutrientes en una o en otra estrategia, sino que sobre todo afecta a los productos finales que se liberan al medio como consecuencia de cada uno de estos procesos.

Durante la respiración celular, el nutriente utilizado como combustible se degrada completamente en presencia del oxígeno, dejando tras de sí una enorme estela de energía y dos moléculas sencillas como el agua y el dióxido de carbono que, energéticamente hablando, tienen menos valor que una antigua peseta en los tiempos del euro. Sin embargo, cuando el nutriente es utilizado en medios anóxicos por los microorganismos fermentadores, la degradación de este es incompleta y no solo se obtiene una minúscula cantidad de energía, sino que además se libera en el medio una nueva sustancia que procede de la transformación que ha acontecido sobre el nutriente original. De este modo durante una típica fermentación, la glucosa o la fructosa pueden transformarse por obra y gracia de los microorganismos en sustancias como el etanol, el ácido láctico o el ácido acético, compuestos químicos que lejos de mostrarse como meros productos residuales de la actividad microbiana se comportan como relevantes moléculas capaces de modificar las propiedades de los alimentos.

Las sustancias que se generan durante una fermentación van a transformar profundamente un alimento otorgándole nuevas características que, en muchos casos, nos van a resultar tremendamente útiles. Así, los alimentos fermentados por la actividad microbiana adquieren nuevos sabores, olores y texturas, presentan interesantes nutrientes de los que antes carecían, son más fácilmente asimilables por el intestino humano, eliminan microorganismos patógenos y permiten que el alimento se conserve en condiciones aptas para el consumo durante mucho más tiempo.

El ácido láctico o el etanol, generados como productos secundarios de la actividad microbiana durante las fermentaciones láctica y alcohólica respectivamente, impiden el desarrollo de la mayoría de los microorganismos que echarían a perder un alimento en poco tiempo y muchos de los cuales se comportan como patógenos para el hombre. La leche fermentada en forma de yogur o queso, y el mosto de la uva o el jugo de cebada transformados en vino y cerveza presentan propiedades organolépticas muy diferentes a los productos de partida, y además se conservan durante mucho más tiempo y su consumo es más seguro.

Por suerte son muchos los microorganismos capaces de fermentar los alimentos y modificar sus propiedades originales, pero si tenemos que elegir un organismo representativo de todos ellos que destaque por su importancia en la producción de alimentos fermentados, ese no puede ser otro que Saccharomyces cerevisiae.

Saccharomyces cerevisiae es un organismo microscópico que pertenece al reino de los hongos, como los níscalos o los champiñones que probablemente nos resulten más familiares, pero a diferencia de estas estructuras pluricelulares que emplean los hongos para reproducirse, nuestra S. cerevisiae está conformada por una sola célula, lo que la convierte en una levadura: la levadura de cerveza. Aunque su nombre ya nos da una clara idea del producto en cuya elaboración se halla implicada, conviene recordar que este microorganismo no se limita a participar en la fermentación de la cebada, ya que también interviene de forma decisiva en la elaboración de alimentos tan «naturales» como el vino y el pan.

Saccharomyces cerevisiae es una levadura que lleva a cabo la fermentación alcohólica, y por ello es utilizada en la elaboración del vino, la cerveza y el pan.

El vino² que la examiga de mi mujer y su novio degustaron durante aquella incómoda velada de infausto recuerdo mientras nosotros tomábamos un par de tóxicos brebajes de cola, es una bebida que se obtiene a partir del mosto de las uvas maduras cuando sobre ellas ejercen su acción los microorganismos, entre los que S. cerevisiae desempeña un papel muy relevante. La transformación que sufre el zumo de la uva comienza cuando el estrujado del fruto maduro pone en contacto a las levaduras presentes en el hollejo con los azúcares del mosto. Lo cierto es que los microorganismos que van a fermentar el mosto y transformarlo en vino habitan en el suelo alejados del dulce fruto de la vid, pero la acción conjunta del viento y de los insectos consigue arrastrarlos hasta la superficie de la uva, a la cual se adhieren gracias a una sustancia cerosa que la recubre. Cuando el hollejo de la uva se rompe, S. cerevisiae entra en contacto con el nutritivo mosto y, si la disponibilidad de oxígeno está muy limitada, la levadura comenzará a alimentarse de los azúcares que este contiene. Ya sabemos que, en estas condiciones, el microorganismo fermentador va a degradar parcialmente los azúcares presentes en el zumo de la uva, consiguiendo una exigua recompensa energética pero permitiendo la aparición en el medio de un nuevo componente: el etanol.

El etanol es tan solo una de las sustancias que los químicos clasifican dentro del enorme grupo de los alcoholes, pero, que curiosamente en el argot coloquial ha asimilado el nombre del clan al que pertenece. De modo que aunque existen cientos de sustancias de naturaleza alcohólica, para nosotros el etanol que aparece en las bebidas espirituosas o en el interior de un botiquín es el único y verdadero alcohol. Y he de reconocer que, durante mi niñez, oír esta palabra hacía que me temblasen hasta las canillas, y es que si al jugar en el parque te caías de la bici, el problema no era que las rodillas se te pusieran en carne viva, sino que la solución que encontraba tu neurótica madre, permanentemente preocupada por su chiquitín, para curar las heridas era verter sobre ellas aquel inhumano líquido transparente. Parece ser que los tremendos escozores denotaban que la herida empezaba a sanar, y aunque en realidad se trataba de matar moscas a cañonazos, sí que es cierto que los microorganismos patógenos que porfiaban por colarse en nuestro cuerpo a través de la rozadura eran radicalmente eliminados por el alcohol.

El etanol presente en el líquido fermentado de la uva desempeña una tarea similar a la del antiséptico que, aun con los soplidos de mamá, abrasaba mis rodillas, eliminado e impidiendo el desarrollo de la mayoría de los microorganismos que podrían echar a perder el delicioso néctar de Baco. De esta forma, la fermentación alcohólica que S. cerevisiae ha obrado sobre el mosto de la uva no solo produce un nuevo brebaje de color, olor y, sobre todo, sabor diferente, sino que además permite conservar durante mucho más tiempo un producto que de otra forma se echaría a perder rápidamente.

Así que, después de todo, el vino, la cerveza y el pan son productos que deberíamos ubicar en la estantería de los alimentos procesados, puesto que tienen su origen en materias primas como la uva, la cebada o el trigo que han sido profundamente transformadas por la acción de los microorganismos, en especial por nuestra querida S. cerevisiae. Pero además, contra la falsa percepción de nuestros quimiofóbicos compañeros de mesa, no se trata del maligno resultado de un plan perpetrado por la industria química actual para enriquecerse a la vez que envenenan a la población, sino que se trata de transformaciones que el hombre lleva utilizando desde muy antiguo, desde mucho tiempo antes que las grandes multinacionales y los ecologistas más radicales comenzaran a pleitear; y es que actualmente sabemos que el vino se elaboraba y se consumía hace al menos ¡7.000 años!

Imagen que representa al pueblo egipcio recogiendo la uva y elaborando el vino. Representación que aparece en la tumba de Najt en el Valle de los Nobles. © Bridgeman Images - Age Fotostock.

Probablemente, las pruebas fehacientes más antiguas de la elaboración y el consumo del vino las encontremos en los grabados del Antiguo Egipto; sin embargo, modernas investigaciones científicas han fechado el origen de esta actividad humana en sociedades que vivieron en este planeta más de 2.000 años antes de la aparición de la civilización egipcia. Pero si no tenemos grabados ni escritos de aquella época en los que se haga referencia al cultivo de la uva y a la fermentación de su mosto, ¿cómo es posible que estemos tan seguros de que el vino era un producto que ya existía hace 7.000 años? Bueno, pues de nuevo es la ciencia la que a modo del Libro gordo de Petete nos va a aportar la respuesta; más concretamente, una de entre las interesantes técnicas que conforman el novedoso campo de la arqueología molecular.

Científicos del Centro de Ciencias Aplicadas a la Arqueología de la Universidad de Pensilvania³ han elaborado una técnica que les permite detectar la presencia de sustancias químicas en los fragmentos de antiquísimas vasijas elaboradas con arcilla. Estos investigadores observaron que cuando se cuece la arcilla con el objetivo de endurecerla para fabricar un recipiente, se forman pequeñas moléculas de origen mineral. Estas moléculas se acumulan en los poros de la vasija y son capaces de atrapar sustancias presentes en el líquido que en ella se almacena, reteniéndolas incluso miles de años después de que el receptáculo haya sido vaciado.

Los investigadores de la Universidad de Pensilvania analizaron los restos encontrados en el fondo de varias vasijas enormes que habían localizado semienterradas entre los restos arqueológicos del poblado neolítico de Hajji Firuz Tepe, situado en el noroeste de Irán. En ellas descubrieron dos sustancias que nada tenían que ver con el material utilizado en la elaboración de los recipientes de barro, por lo que debían pertenecer al líquido que una vez contuvieron. Una de esas sustancias recibe el nombre de ácido tartárico y es un compuesto químico característico de una fruta. ¿Adivinan cuál? ¡Exactamente! El ácido tartárico es una sustancia que aparece típicamente en la uva y cuya presencia reveló a los investigadores que aquellas enormes vasijas contenían el fruto de la vid.

Sin embargo, la existencia del ácido tartárico no implica que el alimento que se estaba almacenando en aquellas tinajas fuese el vino, pues perfectamente allí podría estar haciéndose acopio de grandes cantidades de uvas que, apelotonadas unas contra otras y espachurradas, liberaran parte del mosto poseedor de tan reveladora sustancia. No obstante, con anterioridad se ha mencionado la presencia en aquellos antiguos recipientes de un segundo compuesto; se trataba de la resina del árbol Pistacia terebinthus, muy abundante en toda el área mediterránea, Turquía y el noroeste de Irán. La resina de los árboles ha sido utilizada con mucha frecuencia por múltiples civilizaciones antiguas para sellar la vasijas y conservar los líquidos que estas contenían. Así que todo parece indicar que la presencia del ácido tartárico en los recipientes encontrados en el sitio arqueológico de Hajji Firuz Tepe, que datan del año 5000 a.C., se debe a una acción deliberada para fermentar el mosto de la uva, o lo que viene a ser lo mismo: elaborar el vino.

Rama del árbol Pistacia terebinthus cuya resina era utilizada para sellar recipientes y preservar su contenido de la acción del oxígeno.

Los microorganismos productores de etanol han desempeñado un papel muy relevante en el desarrollo de algunas de las más antiguas sociedades humanas permitiéndoles abastecerse de alimentos que, como el vino, el pan o la cerveza, podían mantenerse libres de patógenos y conservarse durante largos periodos de tiempo. Pero la alcohólica no es la única fermentación que desde la antigüedad hemos aprovechado en nuestro propio beneficio; existe otra fermentación que modifica los alimentos, no desarrollada por hongos, sino por bacterias, que nos ha permitido obtener nuevos productos de los que alimentarnos, y que, además, ha sido clave para que muchos adultos conservemos a lo Peter Pan una característica que debíamos haber perdido durante nuestra niñez.

¡Estas bacterias son la leche!

La tristeza se apoderó de Asham; ya no albergaba duda alguna de que aquel niño era el fruto de un engaño, el resultado palpable y doloroso del adulterio cometido por su mujer. Y lo peor de todo era que debía cuidar de aquel hijo bastardo como si fuera suyo para no desatar la ira del poderoso dios que mezquina y traicioneramente lo había engendrado en el cuerpo de su esposa.

A los ojos de todos, Kavir era un semidiós; con tan solo trece años, su altura y sus músculos rivalizaban con los de cualquier joven guerrero que le doblara la edad. Pero más allá de su privilegiada fisonomía, el origen celestial de Kavir se manifestaba claramente en su invulnerabilidad al veneno presente en el blanco brebaje con el que las cabras alimentaban a sus crías, y que como letal ponzoña podía arrodillar hasta al más valeroso y vigoroso de los guerreros de la tribu.

Todos sabían que la leche extraída de las ubres del animal debía almacenarse en los zurrones hechos con su propio pellejo y exponerse al sol durante al menos diez lunas. De esa forma, el veneno que contaminaba la leche desaparecía y la blanca sustancia se transformaba en un producto ácido pero adecuado para la alimentación de los habitantes del poblado. Solo entonces hombres, mujeres y jóvenes podían beber el agrio líquido semitransparente y masticar los delicados y níveos grumos que habían surgido de entre aquella matriz tóxica.

Pero Kavir era diferente, era un ser especial; el hijo de un dios se mostraba inmune al tósigo oculto en la leche y, ante el asombro de todos y la vergüenza del que durante años creyó ser su padre, podía beber largos tragos del blanco líquido recién exprimido de las tetas del animal sin pagarlo con horribles dolores intestinales ni acuosas y sonoras diarreas.

Con el tiempo, Kavir »el poderoso» se convirtió en el jefe de la tribu y todos sus descendientes fueron bendecidos con la misma dádiva divina que les permitía nutrirse directamente de la leche fabricada por las hembras recién paridas de los animales que habían aprendido a domesticar. En poco tiempo aquella estirpe divina capaz de alimentarse del fruto prohibido, antaño reservado a los lactantes, se extendió por media Europa, y muchos de los que cada mañana mojamos las galletas en un tazón de café con leche somos los descendientes del hijo bastardo de Asham, de aquel semidiós llamado Kavir.

Tengo de reconocer que, a diferencia de las películas que ciertas cadenas de televisión tienen por costumbre emitir no casualmente a la hora de mi siesta, la historia anterior no está basada en hechos reales, ni tampoco se trata de una antigua leyenda que haya pasado de boca en boca, generación tras generación. En realidad, el escueto relato de Asham y su hijo Kavir es una historia inventada, un enorme bulo que mi mente racional ha construido con el objetivo de intentar recrear a la manera cinematográfica un incidente que aconteció hace algo menos de diez mil años, y en el que finalmente los genes y la cultura terminaron por encontrarse para permitir que algunos individuos recuperasen una habilidad que había quedado profundamente enterrada junto a los primeros pasos que dieron en su niñez. Y es que bajo lo que parece una historia a medio camino entre la mitología griega y los culebrones venezolanos, lo que realmente se oculta es un interesante suceso evolutivo del que han sido partícipes las bacterias y que ha alcanzado de lleno a muchos individuos de nuestra especie. Estamos hablando del curioso episodio de la persistencia de la lactasa.⁴

La leche constituye el alimento ideal para las crías de todos los mamíferos, pues no en vano posee la amplia variedad de aminoácidos que estas demandan, aporta importantes ácidos grasos y energéticos hidratos de carbono, y además constituye una imprescindible fuente de calcio y vitaminas para las primeras etapas del desarrollo. Pero lo que durante el breve periodo de la lactancia se muestra como un importantísimo alimento, tras el destete se transforma en una sustancia difícilmente digerible cuyo consumo provoca diarreas y flatulentas descomposiciones. ¿Cómo puede ser que un alimento poseedor de tan valiosos nutrientes y que constituye el único sustento durante los primeros estadios de la existencia de un mamífero pueda, con el paso de los años, operar tan maligna transformación?

Lo cierto es que la metamorfosis de la que venimos hablando no se produce en el alimento, que mantiene intactas su composición y propiedades, sino que el cambio se origina en el interior del organismo del individuo durante su desarrollo y se manifiesta externamente en una profunda intolerancia hacia el albo y nutritivo fluido biológico. Paradójicamente, con la finalidad de entender la transformación que se produce en el cuerpo de un niño cuando deja atrás su etapa de lactante, no nos queda más remedio que dirigir nuestra mirada hacia la propia leche, concretamente a uno de sus principales y más famosos componentes: la lactosa.

La lactosa es un compuesto químico que pertenece a la gran familia de los hidratos de carbono, compleja estirpe de nutrientes que habitualmente viene siendo utilizada por nuestras células para obtener energía. De hecho, la propia lactosa constituye un combustible muy apetecible para nuestro organismo pues está formada por la unión de glucosa y galactosa, dos moléculas que son algo así como diésel plus para las células. Sin embargo, para poder extraer de la lactosa presente en la leche tan energéticas y codiciadas sustancias, el organismo debe poseer la capacidad para romper el enlace que liga a la glucosa con la galactosa, y de esa forma ganarse la posibilidad de utilizarlas de forma individual para exprimirles toda su energía. Pero del mismo modo en que para abrir una rica lata de mejillones y acceder a los tiernos moluscos que esta contiene necesitamos un abrelatas, la única forma de dividir la molécula de lactosa en sus dos constituyentes básicos es tener una sustancia que actúe de abridor, o mejor aún, de tijera, y esa molécula es la lactasa.

La lactasa es una proteína que fabrican las células que tapizan el interior del intestino delgado de los mamíferos cuando expresan un gen presente en su ADN. El gen de la lactasa está activo y se expresa continuamente en las crías durante todo el tiempo que dura la lactancia, suministrando importantes cantidades de esta especial tijera biológica que permite a los lactantes digerir sin problema la leche suministrada por sus amorosas y entregadas madres. Pero una vez que este periodo concreto de la vida de un individuo se ha cerrado definitivamente, la fabricación de la lactasa se detiene y con ella se pierde toda capacidad para digerir la lactosa.

Lactosa (forma α)

Estructura química de la lactosa, formada por la unión de una galactosa (izquierda) y una glucosa (derecha).

Una vez que el individuo ha superado la fase de la lactancia, la leche se convierte en una sustancia dañina, pues en ausencia de lactasa, romper la lactosa se convierte en un reto tan imposible como abrir un coco utilizando tan solo nuestras manos. Con la diferencia de que el único daño que puede provocarnos el fruto del cocotero es un golpe fortuito al rebotar cuando, vencida nuestra paciencia por su impenetrable coraza, lo arrojamos contra el suelo; pero los problemas que nos va a generar la lactosa que no ha sido asimilada por el organismo van a ser mucho más serios que un simple chichón.

La lactosa que no ha sido escindida en glucosa y galactosa abandonará el intestino delgado huérfano de lactasa y llegará intacta al intestino grueso. Una vez allí, en el último rincón del tubo digestivo, algunos de los millones de microorganismos que conforman nuestra flora intestinal utilizarán la lactosa como alimento, produciendo como daño colateral unos molestos gases e intensas diarreas en el individuo adulto que ha osado ingerir la leche.

Llegados a este punto es muy probable que una duda comience a rondar nuestra mente, una incómoda duda que podríamos expresar en forma de pregunta, tal que así: ¿qué extraño motivo puede justificar la decisión «tomada» por nuestro organismo para detener la síntesis de la lactasa?

Desde luego, en el contexto actual, con los prados repletos de vacas y cabras pastando y las estanterías de la sección de lácteos de cualquier supermercado atestadas de tetrabriks, parece un error biológico renunciar a la posibilidad de utilizar un alimento tan nutritivo y de tan fácil acceso como la leche. Pero tan solo debemos rebobinar 10.000 años en la película que cuenta nuestra historia para observar como los corrales, los apriscos, los rediles y los establos desaparecen de repente sin dejar rastro.

La domesticación de animales y el pastoreo surgieron recientemente entre algunas sociedades humanas, por lo que el consumo de leche fuera de la lactancia, que tan ordinario nos parece hoy en día, ha constituido en realidad un suceso extremadamente extravagante en el mundo de los humanos y único dentro del universo de los mamíferos. En aquel remoto escenario donde la leche tan solo era un alimento que estaba disponible para las crías, el error habría sido mantener activa la síntesis de una sustancia como la lactasa más allá del periodo de lactancia. Invertir recursos y energía en fabricar una proteína que no va a tener ninguna utilidad para el organismo resulta tan inútil como comprarse un Ferrari y arrancarlo todas las mañanas cuando no se sabe ni se puede conducir. Por este motivo, una vez que la cría de un mamífero se ha desarrollado y las mamas de su madre han dejado de secretar la leche que hasta entonces constituía su único alimento, el gen que codifica la lactasa se deja de expresar permitiendo que el organismo utilice la energía y los recursos en fabricar otras moléculas y en realizar otros procesos que le sean más necesarios y rentables.

¡Ay!, pero con cierta frecuencia nuestro organismo comete errores y genes que debían estar desactivados se muestran extrañamente funcionales. De este modo, una vez superada la etapa de la lactancia, el gen que codifica la lactasa debe apagarse de la misma manera que yo apago la luz de la mesilla de noche cuando me voy a dormir, pero en algunos individuos, como en el caso de Kavir nuestro dios inventado, una mutación en la región que regula dicho gen provoca que este se exprese continuamente, y como consecuencia de ello, la fabricación de lactasa continúa mucho más allá de sus primeros años de vida.

Durante muchísimo tiempo, la aparición de una mutación en la región que regula al gen de la lactasa debió de manifestarse como un hándicap para la supervivencia de su poseedor, pues su organismo se veía obligado a gastar sus recursos y desperdiciar su energía en fabricar una sustancia que, en ausencia de leche con la que alimentarse, carecía de toda utilidad. Pero si hay algo que la biología nos ha enseñado es que las características que en un contexto determinado se muestran negativas, pueden transformarse en otro contexto diferente y manifestarse como algo favorable que dote a su poseedor de una ventaja frente al resto de sus congéneres provocando, además, que esa característica —más concretamente los genes responsables de la característica— se propague a toda velocidad por una población. Y eso es precisamente lo que sucedió hace aproximadamente unos 10.000 años debido a un suceso extraordinario cuyo responsable fue el propio ser humano: la domesticación de los animales.

La agricultura y la ganadería no obedecen a ningún instinto que esté codificado en nuestros genes; todo lo contario, se trata de técnicas y conocimientos que se enseñan y se aprenden, que pasan de generación en generación, de padres y madres a sus hijos e hijas. Por tanto, no estamos hablando de un nuevo contexto originado por obra y gracia de la biología o de la geología, sino de un ambiente especial creado por nuestra cultura. Siendo más precisos: el fenómeno de la persistencia de la lactasa es el inesperado resultado de la interacción de la cultura humana con nuestro patrimonio genético.

Hace 10.000 años, algunas sociedades humanas dejaron de comportarse como cazadoras-recolectoras para empezar a cultivar sus propias plantas y a abastecerse de los productos que les suministraban las bestias que habían aprendido a domesticar. Dentro de ese nuevo escenario creado por el hombre, un alimento que antes se limitaba a sostener a los bebés empezó a cobrar un nuevo e insospechado protagonismo en la alimentación de los adultos. No obstante, cometeríamos un grave error si asumiésemos que las sociedades humanas ancestrales que domesticaban animales introdujeron instantáneamente la leche en su alimentación, más que nada porque la inmensa mayoría de aquellos individuos tenían desactivado el gen de la lactasa y eran intolerantes a la lactosa. De modo que el proceso debió ser algo más lento, y necesitó de la participación de unos microscópicos aliados: ¡las bacterias!

Colonias de Streptococcus thermophilus que, como otras especies de bacterias lácticas como Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus y Propionibacterium, lleva a cabo la fermentación láctica al transformar la lactosa en ácido láctico.

Imaginemos una de aquellas tribus que habían aprendido a domesticar a las cabras y a extraer el blanco líquido de sus ubres, por ejemplo, el clan ficticio al que pertenecía Asham. Si estos individuos se atreviesen a catar la leche fabricada por el ganado, lo único que conseguirían sería un tremendo dolor de estómago y una sonora descomposición. Debemos tener en cuenta que durante muchísimos años en un mundo sin leche, más allá de la que las madres suministraban a sus retoños, la selección natural habría estado favoreciendo a todos aquellos individuos en los que el gen de la lactasa se apagara austeramente una vez superada la lactancia, por lo que introducir directamente este alimento en una población intolerante lo único que provocaría es que no volvieran a catarla. Vamos, que después de la indigestión y los vómitos que me provocó el atracón de higos que me di el pasado verano, lo último que se me pasa por la cabeza es volver a probarlos. Pero por suerte, en la leche —hablamos de la leche no pasteurizada— podemos encontrar una enorme variedad de bacterias, algunas de las cuales adoran alimentarse de la lactasa, y al hacerlo van a transformar la leche en un producto más fácilmente digerible para los humanos.

Las bacterias ácido lácticas (BAL),⁵ si se les da suficiente tiempo y un poquito de calor, tienen la capacidad de transformar la lactosa en una sustancia química de sabor acre llamada ácido láctico, que a diferencia de su precursor es fácilmente digerible por el aparato digestivo humano. La fermentación láctica llevada a cabo por las bacterias acidifica la leche transformándola en una mezcla de suero y coágulos blanquecinos de desagradable sabor, pero como compensación elimina gran parte de la lactosa y, además, destruye esporas y bacterias dañinas permitiendo que el producto se conserve durante más tiempo. La leche extraída de las ubres de una cabra y almacenada durante días se transforma por la acción de las bacterias lácticas en un producto más fácilmente digerible, incluso para aquellos individuos que en su niñez desactivaron el gen de la lactasa.

La domesticación de los animales y la intervención de las bacterias lácticas se asociaron para permitir que una sustancia como la leche del ganado, que jamás habría sido aprovechable para unos individuos incapaces de digerir la lactosa, empezara a ser considerada como un alimento al ingerirse en forma de productos fermentados similares al actual yogur o al queso. En este nuevo contexto, los individuos «anormales», como el joven Kavir, en quienes el gen de la lactasa no se había desactivado durante su niñez, se encontraron con una enorme ventaja pues no solo eran capaces de nutrirse con los productos fermentados de la leche que producía el ganado, sino directamente del propio fluido que la naturaleza había vetado a sus compañeros. Y la ventaja de poder beber la leche del ganado durante la vida adulta que Kavir y otros mutantes como él habían conseguido debió ser tremendamente importante a tenor del poco tiempo que su característica necesitó para expandirse por gran parte del planeta.

En la actualidad, los descendientes de Kavir, dotados de la capacidad para desayunar un buen tazón de leche con cereales, se han extendido por el norte y el sur de Europa, el norte y el centro de África y ciertos lugares del subcontinente indio, no casualmente las zonas del planeta en las que históricamente el pastoreo ha constituido una importante forma de vida. De esta forma, casi el 100 % de los daneses adultos pueden beber leche, valor que disminuye hasta un 60 % en el caso de los españoles, y a un raquítico 10 % de los japoneses en cuya cultura la leche ha carecido tradicionalmente de cualquier relevancia.

Venimos hablando insistentemente del enorme beneficio que para determinadas sociedades ancestrales, concretamente aquellas dedicadas a la ganadería, supuso la capacidad para digerir la lactosa y poder alimentarse de la leche, pero ¿cuáles son exactamente las ventajas que el consumo del blanco fluido aportaba a un individuo y que hicieron que esa peculiar característica se extendiera como un reguero de pólvora entre muchas poblaciones humanas?

En referencia a este aspecto son varias las hipótesis que se manejan, pero durante mucho tiempo los científicos han apostado por la denominada hipótesis de la asimilación del calcio.

Todos sabemos que la leche contiene importantes cantidades de calcio, un elemento químico que necesitamos para desarrollar y mantener nuestro esqueleto. Pero la presencia de este mineral en la leche no tendría que dar ventaja alguna a aquellos individuos capaces de tolerar la lactosa, pues durante mucho tiempo los humanos obtuvieron cantidades adecuadas de este elemento consumiendo otros alimentos que nada tenían que ver con el albo fluido. Sin embargo, de igual forma que de nada sirve encargar un arroz tres delicias al restaurante chino de la esquina si el repartidor nunca encuentra tu portal, el consumo de calcio, aunque sea en ingentes cantidades, no sirve absolutamente para nada si no hay una sustancia que lo transporte hasta los huesos. Esa sustancia encargada de llevar hasta los huesos el calcio que hemos ingerido con los alimentos es una vitamina, el colecalciferol, que probablemente nos resulte más conocida como vitamina D. De este modo, para fijar el calcio en nuestros huesos no nos vale tan solo con hacer acopio del mineral; además necesitamos a la vitamina D para que transporte y fije el calcio en nuestro esqueleto. ¡Ya! ¿Y cómo conseguimos la vitamina D?

Existen dos mecanismos que nos permiten obtener tan importante vitamina, y una de las estrategias no puede ser más cómoda pues simplemente consiste en salir un rato del chiringuito y tirarnos en la playa a tomar el sol, pues la interacción de la radiación ultravioleta emitida por la estrella con el colesterol que ha fabricado nuestro organismo da como resultado la vitamina D.

La otra alternativa consiste en extraer la vitamina D de los alimentos, y resulta que la leche contiene cantidades apreciables de esta sustancia. Así, los partidarios de la hipótesis de la asimilación del calcio opinan que el consumo de leche supuso una enorme ventaja para aquellos individuos que habitaban en latitudes elevadas de nuestro planeta, donde el nivel de insolación es muy bajo y, por tanto, la cantidad de vitamina D que pueden sintetizar de forma natural es minúscula. En estos lugares y para aquellos individuos capaces de digerir la lactasa, la leche no solo aportaría el material en forma de calcio, sino también al obrero, disfrazado de vitamina D, que se encargaría de fijarlo en los huesos.

Tengo que reconocer que no soy capaz de encontrar ninguna pega al planteamiento anterior si de lo que se trata es de explicar la elevada prevalencia de individuos tolerantes a la lactosa que podemos encontrar en Inglaterra, Holanda o Dinamarca; pero me cuesta creer que esta hipótesis resulte válida para justificar la gran cantidad de españoles, africanos o hindúes que son capaces de beber tranquilamente un buen vaso de leche. Y es que resulta poco creíble que con el solecito que tenemos en España necesitemos recurrir a la leche del ganado como fuente de la que extraer unos niveles adecuados de vitamina D. En realidad parece que en los lugares de mayor insolación las causas que han provocado que la persistencia de la lactasa se propagase a gran velocidad por toda una población nada tienen que ver ni con el calcio ni con la vitamina D, sino con otros factores igual de relevantes como son el elevado valor nutricional de la leche, a la que además se puede recurrir con relativa facilidad durante épocas de hambruna, y a su enorme contenido en agua que convierte a la leche en un recurso vital durante los periodos de sequía o cuando los pozos que abastecen a las poblaciones se encuentran contaminados.

La persistencia de la lactasa conforma un magnífico ejemplo de la interacción entre la cultura, los genes y las bacterias, que se han aliado para que algunos individuos adultos de nuestra especie seamos capaces de utilizar un alimento que durante miles de años nos estuvo vetado por nuestra naturaleza. Desde luego, esta habilidad nunca habría surgido en sociedades no ganaderas, como así ha sido en zonas del sudeste asiático y del sur de África, pero tampoco si los humanos no hubiéramos procesado los alimentos. Así que podemos decir que la transformación de la leche en productos fermentados por las bacterias contribuyó a nuestra actual tolerancia a un alimento tan natural y nutritivo como es la leche.

Aditivos bacterianos

Hace un par de días volví a ver a Yolanda, la amiga de mi mujer que tras aquella desastrosa cena, que más parecía el enfrentamiento entre el gobierno y la oposición durante el debate sobre el estado de la nación, nunca volvió a dar señales de vida. La vi en la sección de los lácteos del supermercado y mientras intercambiábamos un saludo tan frío como los yogures que introducía en el carrito, de esos griegos azucarados que me pirran, no pude evitar sentir cierta lástima. Me imagino que el sentimiento sería mutuo, solo que en su caso la compasión iría dirigida hacia mi esposa: una pobre mujer que se veía obligada a pasar sus días sometida a la terquedad de un nocivo y radical proquímico corrompido por vete a saber qué oscuros intereses de poderosas multinacionales. Yo también era víctima de mis propios prejuicios y me la imaginaba recorriendo con aire desconfiado los pasillos del centro comercial escudriñando las etiquetas de cada producto del supermercado en busca de sustancias dañinas escondidas en el interior de las latas de conserva o en los envases de sopa precocinada. Y es que con la enfermiza obsesión que aquella infausta noche manifestó sobre lo que despectivamente vino a llamar «asquerosos alimentos procesados repletos de aditivos», no tengo nada claro con qué productos llegaría esa buena mujer a su casa; porque imagino que su novio, por muy moderno y libanés que fuera, también necesitaría algo que llevarse a la boca. De lo que sí estoy seguro es de lo difícil que le iba a resultar aquella tarea, pues entre conservantes, colorantes, espesantes o acidulantes, encontrar un alimento que no llevase ningún aditivo era una faena casi milagrosa.

En realidad, localizar un comestible que no lleve algún aditivo no es nada fácil ni en el supermercado ni fuera de él, puesto que los humanos llevamos siglos añadiendo sustancias a nuestros alimentos con el objetivo de conservarlos y mantener sus propiedades. La sal, el vinagre, el aceite o el adobo son sustancias que de forma tradicional se han añadido a alimentos como el pescado, la carne o las hortalizas con la finalidad de mantener alejados a los microorganismos, a la humedad y al oxígeno del aire, evitando así que la comida se echase a perder rápidamente. En la actualidad seguimos utilizando todas esas sustancias como conservantes, pero el desarrollo de la ciencia y la adquisición de nuevos conocimientos nos ha posibilitado encontrar otros elementos que, añadidos a la comida, nos permitan conservarla en buenas condiciones durante más tiempo, la estabilicen, modifiquen su color, corrijan su acidez o potencien su sabor.

El problema es que algunas personas se agarran con fuerza a la artificial dicotomía entre natural y químico dando por hecho que la sal o el aceite son sustancias menos químicas que los antioxidantes E300 y E392 o que el conservante E260, sin darse cuenta de que bajo esa nomenclatura se esconden sustancias que son tan naturales, y tan químicas, como la vitamina C, el extracto de romero (Rosmarinus officinalis) o el vinagre. Y si anteriormente hemos visto que los microorganismos están involucrados en la elaboración de alimentos y bebidas tan tradicionales como el yogur, el pan, el vino o la cerveza, ahora conoceremos su relevante papel en la síntesis de algunos de los aditivos más utilizados en la alimentación.

Camuflado en la etiqueta de muchos alimentos bajo el seudónimo de acidulante E330 descubrimos a uno de los aditivos que con mayor frecuencia se utiliza dentro de la industria alimentaria, y que no es otra cosa que el célebre ácido cítrico que nos hace contraer los ojos cuando comemos una naranja y, sobre todo, un limón. De hecho, durante mucho tiempo la única estrategia para obtener este aditivo consistía en extraerlo de los cítricos, pero teniendo en cuenta que estos poseen menos de un 10 % de esta sustancia en su composición, el rendimiento que se lograba mediante esta táctica no era el ni el más adecuado ni tampoco el más rentable. En la actualidad, casi la totalidad de la producción mundial del ácido cítrico se obtiene gracias a la acción de un microorganismo, un hongo filamentoso llamado Aspergillus niger.

El Aspergillus niger es un hongo que podemos observar con facilidad creciendo sobre las verduras echadas a perder.

El Aspergillus niger es un hongo tremendamente común que podemos encontrar ampliamente difundido en la naturaleza: en el suelo, sobre la vegetación, en la comida, e incluso no constituiría nada excepcional encontrar algunas de sus esporas adheridas a nuestra ropa; y seguro que todos lo hemos observado más de una vez en forma de manchas negras y dispersas que pudren las cebollas cuando han estado almacenadas durante demasiado tiempo. Pero a pesar de su lóbrego aspecto, no se trata de un microorganismo demasiado peligroso, aunque es verdad que en ciertas y extrañas circunstancias es capaz de sintetizar un tipo de sustancias tremendamente tóxicas que se agrupan bajo el nombre genérico de aflatoxinas. Estas sustancias pueden llegar a ser muy peligrosas para los humanos, fundamentalmente para aquellos que están infectados con el virus de la hepatitis B, pues suelen desencadenar importantes daños hepáticos. Pero la realidad es que A. niger es un hongo que no solo suele mostrarse tan inofensivo como un gatito, sino que además nos va a ser muy útil para fabricar cantidades industriales de dos importantes aditivos: el ácido cítrico (acidulante E330) y el ácido glucónico (estabilizante E574).

Durante mucho tiempo, los limones constituyeron la única materia prima de la que extraer el ácido cítrico, y su principal productor y proveedor era la floreciente industria cítrica italiana. Pero la Primera Guerra Mundial puso freno a las exportaciones de limones que maduraban bajo el intenso sol de la costa mediterránea, y obligó a buscar una alternativa para la producción de ácido cítrico. Acuciados por la necesidad de encontrar una nueva fuente que suministrara las enormes cantidades de este ácido que eran demandadas por la industria alimentaria, los americanos se pusieron manos a la obra. Y ya sabemos que si los yanquis se empeñan en algo lo terminan consiguiendo, si no que se lo pregunten a Neil Armstrong, que ingenuamente se reía cuando le dijeron que iban a mandarlo a la Luna; y así fue, pues a principios del siglo XX, el científico norteamericano James Currie descubrió que un hongo muy común, el Aspergillus niger, era capaz de sintetizar grandes cantidades de ácido cítrico.

Para ello el hongo es alimentado con un jarabe elaborado a base de maíz o melaza de caña de azúcar, y agradece tan buenas y dulces atenciones sintetizando para nosotros una cuantía importante de ácido cítrico, con un rendimiento mucho mayor del que podían darnos los limones italianos, que han quedado relegados, y no es poco, a materia prima con la que elaborar el riquísimo limoncello.

En la actualidad, el aditivo E330, nuestro ácido cítrico, se utiliza como conservante y antioxidante de alimentos y bebidas, para potenciar el sabor en los zumos y las mermeladas, o para evitar que el azúcar cristalice desagradablemente en los caramelos. Pero su importancia es tal que ha trascendido del ámbito alimenticio y hoy en día se utiliza como aditivo para conservar la sangre antes de ser transfundida, e incluso forma parte de los productos de limpieza, de esos que solo aconsejan desinteresadamente los fabricantes de lavadoras y lavavajillas para arrancar el maligno cáncer que, en forma de incrustaciones de cal, amenaza la delicada salud de nuestros electrodomésticos. No obstante, todas estas funciones no servirían de nada si, tal como asumía de forma general para todos los aditivos la examiga de mi mujer, esta sustancia resultase peligrosa para nuestra salud. Pero en realidad el ácido cítrico es una molécula inocua que nuestras propias células sintetizan cada día cuando metabolizan la glucosa de los alimentos, y que además, al ser ingerida en forma de aditivo presente en zumos, caramelos o mermeladas, se degrada completamente para, de paso, suministrarnos energía.

Sin duda, A. niger debería ser el ogro malvado de los quimiofóbicos, el organismo maldito sobre el que los talibanes de lo «natural» focalizasen toda su rabia, pues sin duda se trata de un hongo especializado en fabricar aditivos, que además de producir enormes cantidades de ácido cítrico también provee a la industria alimentaria de un importante estabilizante que responde a la etiqueta de E574, y que se denomina ácido glucónico.

El ácido glucónico es tan inocuo para los humanos como el agua mineral o el propio ácido cítrico y aparece en forma de sales estabilizando muchísimos alimentos. Por ejemplo, seguro que has comido esas ricas y «naturales» aceitunas negras; pues bien, a la mayoría de ellas se les ha añadido gluconato de hierro con el objetivo de que mantengan el lustroso y brillante color oscuro. Y si no te gustan las aceitunas, que no sabes lo que te pierdes, lo que no me podrás negar es que alguna vez has bebido algún refresco, vino o cerveza en una botella de vidrio. Pues tengo que comunicarte que esas botellas se limpian antes de cada llenado con el ácido glucónico que ha fabricado A. niger.

Izquierda. Estructura química del ácido cítrico. Derecha. Estructura química del ácido glucónico. Compuestos tan«químicos» como «naturales».

Aspergillus niger es como uno de esos artistas del Renacimiento que, si le cuadra, en un ratito te pinta un cuadro, escribe un libro de cuatrocientas páginas o diseña una máquina con quince poleas; así, nuestro microscópico Da Vinci no solo es capaz de producir, con muy buenos rendimientos, los aditivos E330 y E574; por si fuera poco, algunos científicos creen que entre sus múltiples habilidades se encuentra la capacidad para tratar una dolencia cuya prevalencia no hace más que aumentar: la enfermedad celíaca.

La celiaquía pertenece al cada vez más frecuente grupo de las enfermedades autoinmunes en el que también se integran la esclerosis múltiple o el lupus que tanto gustaba de diagnosticar el televisivo Dr. House. Se trata de patologías caracterizadas por una respuesta inmune inadecuada y exagerada hacia sustancias o elementos del propio organismo que nada tienen que ver con los patógenos a los que tendrían que destruir nuestras defensas. En el caso de la enfermedad celíaca, el blanco de las iras de nuestro sistema inmune es un conjunto de inofensivas proteínas habituales en los productos elaborados a base de harina de trigo, cebada o centeno y que vienen a constituir el tristemente famoso gluten.

Las proteínas que constituyen el gluten presentan en su estructura un elevado porcentaje del aminoácido prolina, cuya presencia va a dificultar enormemente la acción de las enzimas digestivas. En general, cualquier proteína que hayamos ingerido con los alimentos será fragmentada en sus aminoácidos constituyentes por la acción de unas enzimas llamadas proteasas, durante el largo proceso de la digestión. Sin embargo, el gluten, a diferencia de otras proteínas, es resistente a las tijeras químicas que deberían fragmentarlo en aminoácidos, y casi inalterado se deposita sobre las células del intestino delgado.

Las células que tapizan el interior del intestino delgado se conocen como microvellosidades intestinales y su función es absorber los diferentes nutrientes que han sido extraídos de los alimentos durante la digestión. A través de las microvellosidades, los nutrientes llegan a la sangre, y esta los reparte por todas y cada una de las células del organismo para que sean utilizados a modo de ladrillo para crecer y reparase o como combustible para obtener energía. Pero la presencia del gluten adherido a las microvellosidades intestinales desata en algunos individuos una inesperada respuesta inmune, provocando, como efecto colateral, que las defensas dañen a las células que recubren el intestino delgado. Las microvellosidades deterioradas por la acción de su propio sistema inmune tienen dificultades para desempeñar la función que les ha sido encomendada y no son capaces de absorber adecuadamente los nutrientes. Esa es la explicación por la que esta alteración intestinal se manifiesta en el enfermo en forma de desnutrición, déficit de vitaminas, gases, diarrea, dolor abdominal, náuseas y pérdida de apetito.

Microvellosidades intestinales encargadas de absorber los nutrientes obtenidos tras la digestión de los alimentos.

Hoy en día, la única solución para los enfermos celíacos es eliminar drásticamente todos aquellos productos que puedan contener gluten. Sin embargo, investigadores holandeses de la Universidad de Leiden⁶ creen haber encontrado entre los productos fabricados por el Aspergillus niger una sustancia que permitiría a los enfermos relajar tan estricta dieta antigluten, y de ese modo llevar una vida más normal. Resulta que el hongo productor de ácido cítrico también es capaz de sintetizar una proteína, la prolil endoproteasa, que corta sin ningún problema los enlaces que unen a los aminoácidos de prolina que tanto abundan en el gluten. Estos científicos creen que si se suministra a un enfermo un alimento que contenga gluten junto a estas proteínas fabricadas por el hongo, la degradación que sufriría el gluten por la acción de la prolil endoproteasa lo haría pasar desapercibido ante el sistema inmune del individuo y no habría respuesta alérgica alguna.

Los investigadores de la Universidad de Leiden probaron su hipótesis en un artilugio que simulaba el aparato digestivo humano, y efectivamente observaron que la enzima sintetizada por A. niger degradaba el gluten sin ningún problema. No obstante, un estudio piloto desarrollado en el año 2013⁷ con un total de dieciséis enfermos no mostró ninguna diferencia en la respuesta inmune de aquellos que fueron tratados con esta sustancia y aquellos otros a los que se les suministró un simple placebo. Por lo que, en principio, la utilidad de la prolil endoproteasa fabricada por A. niger parece prometedora en el tratamiento de la celiaquía, pero los primeros resultados no han mostrado los beneficios esperados. No obstante, los científicos ya están enfrascados en nuevos estudios con muestras de mayor tamaño para tratar de demostrar si realmente esta sustancia puede o no resultar útil a los celíacos.

Es muy probable que todos los argumentos que se han expuesto con anterioridad no lograsen modificar ni un ápice la postura de Yolanda y de otros muchos quimiofóbicos que continuarán viendo en la química al enemigo de lo natural, cuando, lo queramos o no, todo en este universo no deja de ser química. Sin embargo, mantengo la esperanza de que tras la lectura de estas líneas al menos seamos conscientes de que los humanos hemos modificado los alimentos desde hace mucho, muchísimo tiempo, y que esa estrategia, lejos de abocar a nuestra especie a una segura desaparición, nos ha permitido mejorar nuestra calidad de vida. El vino, la cerveza, el pan, los yogures, o los ácidos acético, cítrico y glucónico son productos químicos elaborados o modificados por la natural acción de los microorganismos, que no entienden de disputas humanas.

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LA GUERRA DE LOS MUNDOS

Definitivamente nos encontramos en un mundo en guerra, y que conste que no lo digo por los cientos de conflictos armados que, a pesar de aparecer y desaparecer como el Guadiana de las portadas de los periódicos, continúan segando la vida de millones de personas. No, en este caso el conflicto al que hago referencia es mucho más trivial y se circunscribe a mi entorno más cercano. Así, cada mañana, cuando los infructuosos susurros y las estériles carantoñas con los que trato de despertar a mis dos pequeños hijos dejan paso a un buen par de voces a pleno pulmón, soy consciente de que la batalla diaria no ha hecho más que comenzar. Y es que las criaturas, carne de mi carne, que hacía tan solo unos minutos parecían dos marmotas anestesiadas bajo el edredón, se transforman de golpe en un par de hienas histéricas que pelean hasta por el orden en el que deben subir al coche.

Los gritos, los lamentos y los llantos de mis hijos se combinan con el estridente sonido del claxon que, insistentemente y sin piedad, hacen sonar impacientes conductores atrapados en el atasco de todas las mañanas o enredados en la perpetua discusión de quién tiene la preferencia en una rotonda, para hacer que mi camino hacia el cole se asemeje a la travesía que diariamente seguía Caronte a través de la laguna Estigia. Pero lejos de amainar, el combate continúa en el trabajo, porque ahora se trata de hacer entender a un centenar de adolescentes con las hormonas desbocadas que la reproducción de los equinodermos o la división de los polinomios son cosas importantes que deben ocupar un espacio entre sus millones de preocupaciones; y desde luego estos jóvenes rebeldes no lo van a aceptar sin presentar una ardua batalla.

Después de ocho horas llegas a casa rendido por la refriega y con la única idea de descansar, y cometes el error, el ¡reincidente error!, de poner el telediario; y en ese momento la bilis que tu cuerpo parecía haber reabsorbido se libera como la lava de un volcán en erupción. Que si el gobierno, que si la oposición, que si la patronal, que si los sindicatos… guerra de guerrillas por todos los lados, treinta minutos de insultos, descalificaciones y acusaciones que te hacen sentir un pelele situado en medio de un campo de tiro entre dos bandos irreconciliables.

Y la noche, qué puedo decir de la noche, si hasta en las guerras más cruentas los combatientes parecen tomarse un respiro al caer el sol. Bueno, pues como haya partido de fútbol esa noche, el combate definitivo, la batalla sin piedad, el holocausto caníbal, se gesta durante esos noventa minutos. Y da igual el equipo del que seas aficionado, porque aunque se esté jugando un Albacete-Ponferradina, ten por seguro que en algún momento, y es que los caminos del fútbol son insondables, la discusión derivará en que si Messi por aquí, que si Ronaldo por allá… para terminar el día cabreado con tus amigos.

Tan solo la cama, el reposo del guerrero, es capaz de atenuarme los nervios y evitar que la atmósfera bélica que llevo respirando todo el día me arrastre a la calle, bate de béisbol en mano, a aflojar mi furia contra los cajeros de la ORA como un Michael Douglas cualquiera. Pero lo cierto es que allí, bajo el contacto con la suave sábana y el acogedor calorcito maternal de una manta, empiezo a relajar mis músculos y con ellos mis pensamientos… deseando transformarme en aquel famoso personaje de Jonathan Swift. Soñando con hacerme chiquitito, minúsculo, microscópico… y vivir tranquilamente aislado de tanta pelea, pasando mis días alejado de todo enfrentamiento.

Pero ¡qué idiota! Pretendo escapar de Málaga para meterme en Malagón. Si en el mundo de los gigantes los conflictos están a la orden del día, en el universo de los microorganismos la batalla es constante y no tiene fin: hongos contra bacterias, protozoos contra hongos, virus contra bacterias… todos contra todos. Si existe un lugar en el que no hay un solo segundo de paz, en el que combatir es la única forma de sobrevivir, ese es el mundo habitado por los microbios. Así que me conformaré con seguir siendo un humano privilegiado que se queja de pequeñas estupideces, y a, como tantos otros, beneficiarme del perpetuo conflicto en el que están sumidos los organismos microscópicos. Ya se sabe que a río revuelto…; y, en este mundo hecho a nuestra imagen y semejanza, los pescadores siempre somos los humanos.

El famoso microbiólogo escocés Alexander Fleming también era conocedor de la batalla en la que, de forma permanente, se encuentran inmersos los organismos microscópicos, así como de la existencia de múltiples sustancias con poder bactericida que son utilizadas por todos los bandos en esta cruenta guerra. No en vano el propio Fleming había descubierto una sustancia, la lisozima, presente en la saliva, las lágrimas o en la yema del huevo, que era capaz de eliminar a una gran variedad de bacterias. En realidad, a principios del siglo XX la capacidad que un microorganismo poseía para inhibir el crecimiento de otro era vox pópuli entre los bacteriólogos; de modo que cuando Fleming observó que la presencia de un desagradable moho en una de las placas de cultivo había impedido el desarrollo de las colonias de bacterias que en ella se habían cultivado,¹ parece ser que no se sorprendió demasiado. Sin embargo, sí hubo dos aspectos relacionados con el nuevo inquilino que había crecido en la placa, el Penicillium notatum, que llamaron profundamente su atención.

La lisozima que había descubierto años atrás —cuentan las malas lenguas que al observar cómo los esputos procedentes de un estornudo habían dificultado el crecimiento de las bacterias en su medio de cultivo— ejercía su acción bactericida sobre una gran variedad de especies microbianas, pero desgraciadamente se mostraba ineficaz frente a los géneros que causaban las más importantes enfermedades en humanos. De igual modo, la presencia en el medio de cultivo de la sustancia producida por el hongo Penicillium notatum, que el descubridor bautizó con el nombre de penicilina, inhibía el desarrollo de algunas bacterias a la vez que permitía la proliferación de otras; pero, a diferencia de la lisozima, entre los géneros bacterianos a los que esta nueva sustancia afectaba de forma negativa se encontraban algunos de los patógenos más peligrosos y dañinos para el hombre.

El segundo aspecto que llamó poderosamente la atención del bacteriólogo escocés fue la curiosa forma de proceder de la penicilina, pues la sustancia fabricada por el hongo se comportaba de forma muy diferente a los compuestos antibacterianos que por entonces se conocían.

En la imagen de la izquierda podemos observar un cultivo de diferentes especies de bacterias en un medio en el que está presente la penicilina sintetizada por el hongo Penicillium notatum. Entre los géneros bacterianos que han sufrido una mayor inhibición por la acción de la penicilina se encuentran algunos de los más patógenos, como los estafilococos, los estreptococos o el Bacillus anthracis. En la imagen de la derecha se muestra un cultivo bacteriano realizado en presencia de lisozima, en el que la mayoría de los microorganismos que ven afectado su desarrollo pertenecen a especies inofensivas para los humanos, como el ubicuo e inocuo Bacillus subtilis. Imagen extraída de Fleming, 1945.

Fleming observó que cuando inoculaba bacterias patógenas, como estafilococos y estreptococos, en una muestra de sangre humana, y posteriormente trataba de eliminarlas del rojo fluido con fenol o con otros bactericidas clásicos que ya habían mostrado sobradamente su eficacia cuando eran aplicados directamente sobre los cultivos de bacterias en el laboratorio, el efecto que se producía era radicalmente opuesto al deseado. Así, al añadir estas sustancias químicas a la muestra de sangre humana, las células que se destruían no eran, como cabría esperar, las de los microorganismos; todo lo contrario, eran los glóbulos blancos encargados de combatir a los patógenos los que desaparecían. Y en ausencia de las células defensivas, las bacterias proliferaban como Pedro por su casa, incluso en presencia de las sustancias bactericidas que en teoría tendrían que haberlas eliminado. Sin embargo, la penicilina se comportaba de una forma muy diferente, ya que incluso en muy pequeñas cantidades actuaba de forma selectiva contra las bacterias y las destruía sin dañar a los glóbulos blancos de la sangre.

Actualmente sabemos que la penicilina se une a un componente que aparece de forma exclusiva en la pared bacteriana que rodea y protege a estos microorganismos, y la agujerea provocando la destrucción del patógeno. Fleming no conocía el mecanismo de acción de la sustancia que acababa de descubrir, y que le valió el Premio Nobel de Medicina en 1945, pero la revelación de la capacidad que poseía la penicilina para eliminar a peligrosos patógenos y su habilidad para respetar a las células defensivas del enfermo le hizo pensar, acertadamente, que se encontraba ante una de las sustancias más importantes y útiles para el ser humano.

Alexander Fleming descubrió la penicilina en 1928, pero las enormes dificultades con las que se encontró a la hora de concentrar y purificar esta sustancia hicieron que se limitase a utilizarla como una simple herramienta diagnóstica en el laboratorio, que permitía diferenciar una especie bacteriana de otra según su desarrollo o su inhibición en un medio de cultivo al que se le había añadido la penicilina.

La Segunda Guerra Mundial espoleó a los científicos en la búsqueda de nuevas sustancias para combatir las infecciones, y dos investigadores, el alemán Ernst Chain y el australiano Howard Florey, retomaron las investigaciones de Fleming sobre el hongo Penicillium notatum para, en 1940, utilizando unas sencillas técnicas químicas, purificar la penicilina. No obstante, las cantidades que de este antibiótico se obtenían eran casi ridículas, pues se necesitaban nada menos que 100 litros de líquido de cultivo para conseguir la cantidad de penicilina necesaria con la que tratar a una sola persona. Pero ahí estaban los americanos que, aun centrados en el Proyecto Manhattan, tuvieron tiempo y dispusieron de recursos para dedicar una pequeña parte de su atención a la búsqueda de nuevos bactericidas capaces de curar las heridas infectadas que, con mucha frecuencia, terminaban con la vida de los soldados en el campo de batalla. Y probablemente esa fue la primera vez que los mutantes fueron utilizados dentro del contexto de una guerra; y no estamos hablando de Magneto, Lobezno ni de ninguno de los X-Men, ¡pedazo de friqui!, sino de cepas de Penicillium notatum que, mediante la energética acción de los rayos X, los investigadores norteamericanos transformaron en hongos mutantes capaces de producir ingentes cantidades de penicilina.

De esta forma, cuando las tropas aliadas desembarcaron en las playas de Normandía, junto con ellas también lo hizo el producto sintetizado por los mutantes de Penicillium notatum, cuyo objetivo no era combatir al ejército nazi, sino a una multitud de bacterias patógenas deseosas de infectar a los soldados a través de sus heridas de guerra.

El hongo Penicillium notatum permitió a Fleming obtener el primer antibiótico con el que combatir a las bacterias patógenas.

La penicilina fue la primera sustancia sintetizada por un microorganismo que nuestra especie aprendió a utilizar con el objetivo de matar o inhibir el crecimiento de otros microorganismos. Este tipo de sustancias químicas tan habituales hoy en día en nuestros hospitales y farmacias, y cuyo reinado se inició con la penicilina, se denominan de forma genérica antibióticos. En la actualidad conocemos más de 8.000 antibióticos distintos, pero solo un centenar se utilizan de forma habitual para combatir a las bacterias patógenas, gracias a que a su elevado poder antibacteriano unen una baja toxicidad para los humanos.

Los antibióticos son sintetizados por hongos y bacterias, y conforman el arsenal de armas químicas que estos necesitan para sobrevivir en el permanente conflicto en el que se encuentran inmersos. Curiosamente, aunque el primero de estos compuestos químicos fue aislado por Fleming en un hongo, lo cierto es que la mayoría de los antibióticos que hoy en día utilizamos son fabricados por las bacterias. Y si de bacterias productoras de antibióticos queremos hablar, hay un grupo entre estos microorganismos que destaca sobremanera: el género Streptomyces.

Streptomyces venezuelae es una bacteria que vive en el suelo y de la que se aisló un antibiótico llamado cloranfenicol, que actualmente se sintetiza de forma química.

Las bacterias del género Streptomyces están omnipresentes en el suelo y a pesar de que su microscópico tamaño nos impide observarlas con facilidad, lo cierto es que su presencia se nos manifiesta claramente a través de otros sentidos. Así, el característico sabor terroso de la remolacha o el agradable olor a tierra mojada se encargan de revelarnos la presencia de tan ubicuo microorganismo. Cierto es que lo que percibimos cuando degustamos una rica ensalada de remolacha o inspiramos profundamente el aire tras una tormenta de verano no es la bacteria, sino unas sustancias que esta ha sintetizado llamadas, y no creo que en este caso podamos echarle la culpa al santoral, geosmina y 2-metilisoborneol (MIB).

Las bacterias del género Streptomyces, y más concretamente la especie Streptomyces coelicolor, constituyen un grupo de microorganismos filamentosos que se desarrollan tranquilamente en los suelos húmedos, pero cuando las condiciones cambian y el suelo comienza a secarse, implementan dos procesos para garantizar su supervivencia. Por un lado, desarrollan unas finas estructuras aéreas que liberan las esporas que asegurarán su reproducción, y por otro, segregan una serie de sustancias al medio en el que se encuentran dichas esporas. La geosmina y el MIB son dos de las múltiples sustancias expulsadas por la bacteria que, cuando la lluvia golpea y empapa el suelo, abandonan el húmedo sustrato hasta alcanzar nuestras fosas nasales, generando en el cerebro un placentero olor a tierra mojada.

Nuestra aptitud para oler la geosmina es simplemente extraordinaria, pues somos capaces de percibir cantidades extremadamente minúsculas de esta sustancia, lo que nos puede llevar a pensar que esta especie de superpoder no es casual y que, quizás, tenga una explicación evolutiva. Se ha especulado con que nuestros ancestros se podrían haber visto beneficiados de la capacidad para detectar pequeñas dosis de esta sustancia en el aire procedente de la tierra húmeda, de forma que siguiendo el rastro oloroso de la geosmina —como el oso Yogui seguía el rastro del delicioso aroma a emparedados que escapaba de las cestas de los distraídos campistas que visitaban el parque de Yellowstone— podrían localizar con facilidad zonas donde se emplazasen valiosas reservas de agua. La verdad es que podríamos poner muchos «peros» a esta hipótesis, aunque también hay una evidencia relacionada con los camellos (Camelus bactrianus) que parece apoyarla.

Los camellos son famosos por su capacidad para detectar una fuente de agua situada incluso a más de 80 kilómetros de distancia, básicamente porque su sensibilidad para percibir las sustancias que han sido liberadas por Streptomyces coelicolor y arrastradas por el viento es prodigiosa. Siguiendo el rastro de la geosmina, los camellos encuentran la ruta que los conduce hasta el agua, y una vez allí, mientras se están abasteciendo del imprescindible fluido, las esporas de la bacteria se adhieren a las pezuñas, las patas, el hocico…, a diferentes partes del cuerpo del animal. Así, cuando los enormes mamíferos de dos jorobas vuelvan a retomar su camino recompensarán a la bacteria que los ha guiado hasta el oasis dispersando involuntariamente sus esporas por el terreno.

Puede ser que el olor a tierra húmeda de la geosmina resulte muy agradable para humanos y camellos, pero para una pequeña mosca la sustancia fabricada por Streptomyces coelicolor debe ser algo así como una desagradable bomba fétida arrojada en un ascensor.

Drosophila melanogaster, la celebérrima mosca de la fruta, huye despavorida cuando detecta la menor presencia de geosmina en el medio. La minúscula D. melanogaster se alimenta lamiendo las levaduras que habitan en la superficie de las frutas maduras, pero algunos de los microorganismos que allí se encuentran son capaces de producir peligrosas sustancias tóxicas con actividad insecticida. La levadura Penicillium expansum es uno de esos microbios que tiene la mala costumbre de sintetizar sustancias venenosas para los insectos, pero por suerte para la pequeña mosca, el hongo, al igual que la bacteria Streptomyces coelicolor, produce geosmina que pone sobre aviso a la diminuta y alada Blancanieves, que de este modo evita alimentarse del fruto envenenado.

Las bacterias del género Streptomyces no se limitan a fabricar geosmina y 2-metilisoborneol; su capacidad para sintetizar sustancias químicas va mucho más allá, y menos mal, porque muchos de los antibióticos que han permitido salvar millones de vidas humanas son el resultado de la gigantesca industria armamentística que desarrollan estos microorganismos. Así, bajo los complejos nombres de estreptomicina, eritromicina, tetraciclina, nistatina o cloranfenicol, que parecen los reyes godos del mundo microscópico, se ocultan sustancias con una importante capacidad para destruir bacterias y hongos patógenos, y que en forma de pastillas, polvos o ungüentos han permitido alargar y mejorar la calidad de vida del Homo sapiens. ¡Ah!, se me olvidaba, y no solo de nuestra especie.

La hembra de la avispa excavadora² (Philanthus coronatus) es una excelente cazadora de abejas, presas que no captura para ella, sino para alimentar a sus futuros retoños. Cuando la mamá avispa localiza una abeja, no duda en utilizar su poderoso aguijón para inocular una sustancia que deja paralizado al desgraciado insecto. Posteriormente arrastra a su presa viva, pero inmovilizada, hasta una pequeña celda subterránea que previamente se ha encargado de construir. Dentro de esta macabra despensa acumulará los cuerpos inertes de varias abejas, que servirán de alimento a las futuras larvas de la avispa. Cuando los vástagos de la hábil cazadora hayan saciado su hambre con el cuerpo del insecto se afanarán en construir unos capullos en cuyo interior resguardarse hasta la llegada del verano.

Pero hay un pequeño problema con las condiciones ambientales de este agujero que ejerce de incubadora para las futuras avispas y de morgue para las abejas sin futuro: hace mucho calor y la humedad es elevada. Vamos, el ambiente propicio para el desarrollo de bacterias y de hongos que podrían alimentarse de los huevos o de los capullos en los que están encerradas las larvas, y dar al traste con toda la descendencia y las ilusiones de la laboriosa mamá avispa. Pero como todas las madres de este mundo, la progenitora de las pequeñas avispas ya lo tiene todo previsto, y en sus antenas posee unas estructuras repletas de bacterias del género Streptomyces, que, como afanoso pintor, va a distribuir por las paredes, el techo y el suelo de la madriguera, así como por la superficie de los huevos que previamente ha depositado. Las bacterias repartidas por todo el agujero sintetizarán varios tipos de sustancias antibióticas que protegerán a la puesta de la avispa de la dañina acción de otras bacterias y hongos. Pero la cosa va todavía más allá, puesto que una vez que las crías han abandonado el huevo y alcanzado un tamaño adecuado, van a utilizar las bacterias que su mami les dejó como herencia incorporándolas al capullo que están creando para, con los antibióticos que estas fabrican, protegerlo de la acción de los microorganismos hasta la llegada del verano.

Los humanos hemos aprovechado los antibióticos que hongos y bacterias utilizan como armas en su perenne enfrentamiento para combatir a los microorganismos patógenos productores de enfermedades. Durante décadas, estos fármacos han salvado millones de vidas, pero en la actualidad empiezan a mostrarse ineficaces frente a cada vez más especies de microorganismos. El uso indiscriminado de estos fármacos ha provocado que cada vez sea más frecuente encontrarnos con bacterias invulnerables a los antibióticos, terribles microorganismos que dan más miedo que las promesas de un político en campaña electoral: las superbacterias patógenas.

Superbacterias

¿Qué sería de nuestra monótona vida sin esos pequeños placeres cotidianos?: la inapelable y torrencial primera meada de la mañana, esa caña fresquita con su buen pincho de morro sumergido en espesa salsa en la que mojar media barra de pan nada más salir de la clase de spinning, la siesta a pierna suelta en el sofá mientras los sufridos ciclistas se revientan las suyas subiendo el Tourmalet y, sobre todo, la inefable sensación de recordarle a un amigo aquella infausta vez en que metió la pata hasta el fondo.

De este modo, reafirmándome en mi hedonista naturaleza humana e intentando darme un gustazo a costa de un congénere, iba a comenzar a hablar sobre la resistencia que las bacterias han desarrollado frente a los antibióticos acordándome de las ingenuas palabras del doctor norteamericano William H. Stewart. Pero ¡mi gozo en un pozo!, pues ahora resulta que la frase «Es tiempo de cerrar el libro de las enfermedades infecciosas y declarar que la guerra ha sido ganada» parece que jamás fue pronunciada por el buen doctor, y se trata de una leyenda urbana creada por la imaginación de algún periodista ávido de un titular sensacionalista. La equivocada percepción de que los antibióticos constituían la panacea que libraría para siempre a los hombres de los patógenos ha acompañado, cual estigma, a la memoria del Dr. Stewart durante varias décadas, cuando lo cierto es que su nombre debería ser recordado por la enconada lucha que mantuvo con los hospitales de su país por eliminar la discriminación racial en la atención sanitaria y por hacer llegar los servicios médicos a los más necesitados.

No obstante, aunque dichas palabras jamás saliesen de la boca del Dr. Stewart, la realidad es que por aquel entonces, hablamos de finales de los años sesenta del siglo pasado, la percepción general de buena parte de los investigadores podría verse fielmente reflejada en aquella errónea aseveración. El apogeo que había alcanzado el desarrollo de los antibióticos hizo pensar que las enfermedades infecciosas, que durante milenios habían acuciado a los seres humanos, tenían ya puesta fecha de caducidad. Si echamos la vista hacia atrás tan solo una veintena de años, pensar que en un país desarrollado una minúscula bacteria terminaría con la vida de más de 20.000 personas cada año habría parecido el argumento de una novela de ciencia ficción tan fantasiosa que nadie se la habría creído. Pero la realidad es que en pleno siglo XXI, el Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM) termina anualmente con la vida de toda esa gente solo en Estados Unidos de América. ¿Qué ha sucedido durante estos cuatro lustros para provocar que nuestras peores pesadillas se hayan transformado en una alarmante realidad? Pues algo tan sencillo como que los antibióticos que hasta entonces habíamos desarrollado están dejando de funcionar, y que la industria farmacéutica está creando con cuentagotas nuevos antibióticos para sustituir a los que se muestran ineficaces.

Desde luego que hemos sido una panda de homínidos ingenuos si en algún momento pensamos que las mismas sustancias que los microorganismos llevan milenios usando en su particular y eterno conflicto nos iban a mantener permanentemente a salvo de su perniciosa acción. En realidad, bacterias y hongos llevan utilizando esas sustancias que llamamos antibióticos desde tiempos inmemoriales, entablando una lucha armamentística en la que unos microbios terminan por adaptarse a las armas utilizadas por otros. Los humanos hemos metido baza en el conflicto microscópico, sacando enorme provecho de ello en forma de millones de vidas salvadas; pero los microorganismos han respondido de la forma en que siempre lo han hecho: adaptándose.

La adaptación de las bacterias a los antibióticos es lo que conocemos como resistencia, y se trata de la nueva capacidad que un microbio ha adquirido y que le permite sobrevivir en presencia de un compuesto químico que en otras condiciones lo habría destruido.

Voy a tratar de acercarme a este concepto recurriendo a una analogía entre los mecanismos de resistencia que implementan las bacterias y un sencillo videojuego con el que acostumbraba a perder horas de sueño durante mi niñez; de esos que, tras cargar durante veinte minutos de insoportables ruidos en el Spectrum, se parecía a lo que te vendían la carátula del juego y tu desbocada imaginación lo mismo que una lombriz a un león. Recuerdo que mi juego preferido era el de un pequeño tanque que tenía que atravesar las líneas enemigas mientras la aviación lo bombardeaba sin piedad. Puedo imaginarme aquel tanque, que se desplazaba a lentos y desesperantes saltos de imagen por la pantalla del ordenador, rodeado de proyectiles, como a una minúscula bacteria que despistada se encuentra acorralada por las moléculas del antibiótico que tratan de destruirla. El impacto de una de las bombas arrojadas desde el cielo sobre el carro de combate que diestramente manejaba con el joystick significaba el game over en la partida, del mismo modo que el encuentro entre las moléculas del bactericida y el microorganismo marca el fin de la existencia de este último.

Pero los diseñadores del juego, a sabiendas de que eran muchas bombas para tan poco tanque, habían situado estratégicamente durante el recorrido varios cofres que escondían la grata sorpresa de la inmunidad. Cuando el blindado conseguía acceder a uno de los cofres, una enorme barrera protectora se desplegaba a su alrededor y las bombas rebotaban; o el tanque se volvía semitransparente, como un fantasma, y la munición lo atravesaba sin dañarlo; o, incluso algunas veces, las menos, los proyectiles se destruían al entrar en contacto con el nuevo blindaje recién adquirido por el pesado vehículo.

Pues, sorprendentemente, las bacterias pueden conseguir los mismos superpoderes que el minúsculo tanque de aquel añejo juego de ordenador, solo que los microbios, en vez de volverse inmunes a los cañonazos en una guerra virtual, se transforman en mutantes invulnerables a los antibióticos en una guerra biológica y muy real. Así, hay microorganismos que elaboran una proteína que recubre su superficie impidiendo la entrada del antibiótico; otros que modifican los receptores que el fármaco reconoce para atacar a la bacteria y esta se presenta invisible ante él; e incluso existen algunos microorganismos que directamente liberan sustancias para interceptar y destruir al propio bactericida.

Tal como podemos imaginarnos, las bacterias no tienen que recoger ningún cofre durante su camino para adquirir la capacidad de volverse resistentes a los antibióticos; esa capacidad reside en sus genes.

En los genes del microorganismo se encuentran codificadas las instrucciones para fabricar proteínas que aíslen y protejan a la bacteria, la hagan pasar desapercibida ante el antibiótico, o directamente destruyan el fármaco. Pero ¿cómo pueden las bacterias hacerse con tan importante material genético? Existen dos posibilidades que pueden permitir a una bacteria conseguir los genes que la vuelvan invulnerable frente a un antibiótico: mutar o recibirlos de una compañera.

La posibilidad de que una bacteria adquiera los genes de resistencia a un antibiótico por una mutación aleatoria es mucho más peregrina que la probabilidad de acertar los cinco números y las dos estrellas del sorteo del Euromillón con una sola apuesta. Pero ¡ojo!, no debemos olvidar que las bacterias se dividen a toda velocidad; en aproximadamente 15 horas una sola bacteria puede engendrar una descendencia de más de ¡5 millones de microorganismos!, así que son muchos boletos a jugar y a alguno de los microbios le tocará la lotería en forma de una mutación genética que le permita resistir al antibiótico. No obstante, los científicos creen que el camino más habitual por el que los microbios adquieren los genes de resistencia a los antibióticos es a través de otros microbios.

Las bacterias tienen la costumbre de intercambiarse genes del mismo modo que mis hijos cambian con sus compañeros en el patio del colegio los cromos de la Liga que tienen repetidos. Otras bacterias, sin embargo, actúan como carroñeras sin escrúpulos incorporando a su genoma los genes que otro microorganismo muerto ya no va a necesitar; e incluso algunas reciben a través del virus que las infecta los genes que previamente han sido arrancados por este extraño ser a una víctima anterior. Pero conocer los diferentes mecanismos por los que una bacteria consigue hacerse con los genes de resistencia a un antibiótico nos arrastra hacia un interrogante mucho más inquietante: ¿cuál es la fuente original de esos genes?

El principal proveedor de los genes que confieren resistencia a los antibióticos son las propias bacterias que de forma natural fabrican esas sustancias, pues la única forma de ser inmunes a su propio veneno es poseer el antídoto que las mantenga a salvo. Así, sabemos que nuestras amigas del género Streptomyces, que tantos bactericidas nos han regalado, son también las responsables de suministrar, involuntariamente, a las bacterias patógenas los genes que las vuelven invulnerables. Pero, por desgracia, estos microorganismos que habitan en el suelo no son los únicos que nos han traicionado: algunas de nuestras propias bacterias intestinales —¡¿Tú también, hijo mío?!— han adquirido resistencia al exponerse constantemente a los antibióticos y cedido esa capacidad a los microorganismos patógenos. El consumo generalizado de antibióticos por los humanos, su empleo de forma exagerada para tratar al ganado y su creciente utilización para evitar las enfermedades en el pescado criado en cautividad traen como consecuencia un mayor número de bacterias que generan resistencia al fármaco y que, como hermanas solidarias, pasan esa habilidad grabada en sus genes a microbios patógenos que nos pueden hacer mucha pero que mucha pupa.

El uso exagerado e indiscriminado de antibióticos constituye un grave problema de salud pública pues provoca la aparición de resistencias en las bacterias, pero además, por si esto fuera poco, la utilización de este tipo de fármacos también va a beneficiar a todos aquellos microbios que han adquirido esta peligrosa capacidad.

La resistencia a los antibióticos es un superpoder que, como es obvio, solo se manifiesta relevante en presencia de antibióticos en el medio, pero que en ese especial contexto va a marcar para el microorganismo la diferencia entre sobrevivir o desaparecer. Cuando los humanos empezamos a utilizar estas sustancias, generamos unas condiciones en que la mayoría de las bacterias van a ser eliminadas, pero aquellas poseedoras de la habilidad para resistir la acción de los antibióticos van a sobrevivir, y lo que es peor: van a tener una descendencia capaz de resistir al antibiótico. Por lo tanto, estos fármacos actúan a modo de intensa y direccional fuerza evolutiva que suprime a los microorganismos más sensibles mientras selecciona a los más resistentes, de tal modo que llegará un momento en que todas las bacterias susceptibles a la acción del fármaco habrán desaparecido siendo poco a poco sustituidas por una horda de bacterias resistentes e inmunes a la acción del otrora poderoso veneno. Llegado ese funesto momento, el antibiótico habrá perdido toda su utilidad.

Los antibióticos clásicos nos han sido tremendamente útiles, salvando millones de vidas y haciéndonos durante un tiempo inmunes a la acción de muchísimos patógenos; pero su tendencia, biológicamente inevitable, a favorecer a los microorganismos resistentes ha sido la responsable de que en la actualidad nos encontremos frente a un gravísimo problema.

No se necesitaron ni cinco años de implementación masiva de la penicilina en los hospitales para encontrar múltiples cepas bacterianas que ya se habían vuelto inmunes a la acción del fármaco. Por suerte se desarrollaron nuevos antibióticos, como la estreptomicina, la eritromicina o las tetraciclinas, pero la selección natural fue ejerciendo poco a poco su inapelable acción provocando que actualmente existan multitud de bacterias que también son resistentes a estos antibióticos. Incluso el descubrimiento de la potentísima meticilina, que allá por los años sesenta era capaz de eliminar a las bacterias más resistentes y recalcitrantes, supuso una brevísima bocanada de aire en la lucha contra los patógenos, pues tan solo un año después de su creación ya se localizaron cepas del peligroso Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM) en varios hospitales europeos.

El arte de la guerra… contra las bacterias

Desde el hallazgo de la penicilina hasta la década de 1990, la estrategia de descubrir nuevos antibióticos que supliesen a los más antiguos, para los que muchas bacterias ya habían desarrollado resistencia, nos había resultado adecuada. Pero ya hace tiempo que esta táctica empezó a hacer agua, justo desde el mismo instante en que se ha ralentizado drásticamente la elaboración de nuevos antibióticos con los que combatir a las superbacterias resistentes que, con el uso continuado y sin control de nuestros fármacos, hemos ido creando. En realidad, la guerra contra las bacterias es una carrera de fondo que mediante la estrategia de sustituir unos antibióticos por otros estamos condenados a perder. Ya, y ¿ahora qué, nos rendimos? ¿Hemos perdido definitivamente todas las batallas?

Pues va a ser que no; del mismo modo que los microorganismos tienen la habilidad para adaptarse y superar los escollos que en forma de antibióticos hemos ido poniendo en su camino, los humanos poseemos un espíritu de lucha sin igual, a lo que además unimos una imaginación y una resiliencia que no tiene parangón con el resto de los organismos que habitan este planeta. Así, en la actualidad los científicos tienen abiertas varias vías que nos van a permitir mantener nuestra eterna lucha contra los patógenos.

Una de las posibilidades con las que actualmente se está trabajando es buscar nuevos antibióticos en lugares donde antes no habíamos mirado, lo que no deja de ser un acto tan desesperado como tratar de localizar a un personaje de los programas del corazón en la Biblioteca Municipal. Sin embargo, los milagros a veces ocurren, y al igual que una famosa modelo puede reconocer, ante el escepticismo generalizado, haber leído el último libro de García Márquez, los científicos han localizado bacterias habitando en el fondo de los mares o en la íntima oscuridad de la vagina humana que parecen presentar una potente actividad antibiótica. Otros científicos, por el contrario, anclados perennemente en la melancolía, no renuncian a los antibióticos clásicos que tan buenos momentos nos han dado, y tratan de introducir químicamente en ellos pequeñas modificaciones que les permitan reutilizarlos frente a cepas de bacterias resistentes. No obstante, ya sea buscando nuevas fuentes de antibióticos o transformando los fármacos antiguos, lo cierto es que ambas estrategias insisten en el error que ya hemos cometido tiempo atrás, pues al beneficiar a las bacterias resistentes, más pronto que tarde, todas ellas se volverán inmunes al fármaco.

Está claro que el fármaco ideal que nos permita destruir a las bacterias patógenas tiene que cumplir con un requisito imprescindible si realmente quiere sernos útil durante un largo plazo: ¡por favor!, ¡no alimenten a los microbios resistentes!

Son muchos los equipos de investigación que han aceptado el reto de encontrar el Santo Grial antimicrobiano que nos haga decantar el combate a nuestro favor. Y entre las diferentes líneas de investigación hay una que, a lo Mahatma Gandhi, ha optado por el diálogo antes que por la lucha armada. De este modo en un estudio conjunto en el que han participado investigadores de la Universidad de Illinois, de la Universidad Nacional de Taiwán y de la Universidad de California³ se ha descubierto un compuesto químico que en breve podría combatir al todopoderoso Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM). Estos científicos han averiguado que una sustancia denominada estafiloxantina no es solo la responsable de colorear a esta peligrosa bacteria con su característico matiz oro, sino también de proporcionar al SARM toda su virulencia. Sin esta sustancia, los dorados y feroces microorganismos se transforman en descoloridos corderitos que nuestro sistema inmune puede eliminar sin ningún problema. Ahora ¿qué o quién se disfrazará de Dalila para cortar el suministro de estafiloxantina a la bacteria y eliminar así todo su poder patogénico?

Los investigadores han observado que una de las enzimas que es imprescindible para la fabricación de la estafiloxantina en los Staphylococcus aureus es, curiosamente, muy similar a otra enzima que utilizan nuestras células para sintetizar el famosísimo colesterol. De modo que los científicos especulan con la idea de que si un compuesto químico es capaz de inhibir la acción de la enzima implicada en la síntesis de colesterol, ¿por qué no podría hacer lo mismo con la fabricación de la estafiloxantina en las bacterias? Y resulta que como uno de los grandes problemas que acosan actualmente a nuestra especie son los elevados niveles de colesterol, en el cajón de las medicinas disponemos de varios fármacos que, utilizados para rebajar los niveles de esta sustancia en la sangre, también podríamos probar con el objetivo de amansar a las peligrosas bacterias áureas.

El Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM) se ha convertido en una grave amenaza para nuestra salud.

Otra interesante estrategia que se está barajando como alternativa al uso de los antibióticos clásicos para combatir a las bacterias patógenas consiste en atacar a las relaciones que se establecen dentro de las comunidades bacterianas.

Los microorganismos, al igual que el resto de seres vivos, mantienen íntimas relaciones con los individuos que forman parte de su comunidad, de modo que si somos capaces de alterar la feliz convivencia entre los patógenos podremos terminar fácilmente con ellos. Los científicos han puesto en práctica esta estratagema a lo divide y vencerás de dos formas muy diferentes: dificultando la comunicación entre los vecinos y cortándoles el suministro de agua y gas.

En el capítulo dedicado a la domesticación de microorganismos conocimos a Vibrio fischeri, la bacteria fluorescente enamorada de un calamar, que constituye un buen ejemplo de la comunicación que mantienen las comunidades bacterianas. Estos microorganismos eran capaces de emitir luz, pero no lo hacían hasta que su número era lo suficientemente elevado, es decir, hasta que alcanzaban un quórum mínimo. La comunicación entre ellos, lo que denominamos quorum sensing, es lo que permite a los microbios saber si han alcanzado o no un número suficiente de individuos. Obrando de la misma manera que V. fischeri, muchas bacterias patógenas solo liberarán sus toxinas al medio cuando estén seguras de que el tamaño de su comunidad es el adecuado para asegurarse altas probabilidades de que la infección en la que se implican sea exitosa. Esta circunstancia ha provocado que los investigadores se hallen inmersos en la búsqueda de sustancias que aíslen a las bacterias de sus congéneres, de tal forma que la comunicación entre los individuos sea imposible. La falta de comunicación entre las bacterias de una comunidad provoca que, como una familia en la que padres e hijos no se hablan, esta se desestructure y como consecuencia de ello no puedan ejercer su patógena acción.

La otra alternativa que los científicos están poniendo en práctica con el objetivo de estropear la buena convivencia vecinal entre las bacterias, y de esta forma acabar con ellas, consiste en dinamitar todos los esfuerzos que la comuna hace por reclutar los recursos que les son esenciales para sobrevivir. Con frecuencia vemos a las bacterias como organismos individuales que se buscan la vida para subsistir, pero esta percepción no puede estar más alejada de la realidad, pues lo cierto es que estos microorganismos cooperan como lo harían los miembros de una tribu prehistórica en la búsqueda de alimentos. Solo que en vez de salir a cazar un mamut lanza en ristre, las pequeñas bacterias tratan de hacerse con algunas sustancias que pertenecen al organismo al que están parasitando.

Una de las sustancias que precisan las bacterias para poder vivir son los mismos átomos de hierro que nosotros ingerimos con los alimentos. Pero el problema es que nuestras células también necesitan ese metal para sintetizar la hemoglobina. De modo que cuando este mineral hace su presencia en el campo de batalla, se entabla una guerra entre nuestro organismo y los patógenos que nos infectan por acceder a él. Para atrapar el hierro, las bacterias liberan una sustancia llamada sideróforo que tiene gran avidez por el metal y que es capaz de arrebatárselo a nuestras sorprendidas células. El robo es perpetrado por la acción conjunta de la comunidad bacteriana, pues aunque cada microbio se encarga de fabricar y liberar su sideróforo, el que posteriormente recogerán cargado con el preciado metal habrá sido sintetizado por cualquier otro individuo de su comunidad.

En una interesante experiencia⁴ llevada a cabo por investigadores del Instituto de Biología Vegetal de la Universidad de Zúrich se inocularon bacterias patógenas de la especie Pseudomonas aeruginosa en gusanos de la polilla de la cera (Galleria mellonella). Los gusanos infectados fueron divididos en dos grupos; al primero de ellos se le suministró un metal similar al hierro llamado galio, mientras que a los gusanos del segundo grupo no se les dio nada en especial. Lo que los científicos observaron es que los individuos del primer grupo se recuperaron completamente, mientras que los del segundo perecían como consecuencia de la letal acción del patógeno. Obviamente, la explicación residía en el galio que fue suministrado a los gusanos del primer grupo y que por su similitud con el hierro se había unido a los sideróforos fabricados por las bacterias. De esta forma, los microorganismos habían recibido el metal equivocado y como consecuencia de ello no habían podido sobrevivir, permitiendo, por el contrario, que los gusanos a los que infectaban se recuperasen.

La táctica de eliminar la virulencia de un patógeno, la estrategia de impedir la comunicación entre las bacterias y la maniobra para evitar que los microbios accedan a un recurso que les es imprescindible para sobrevivir constituyen novedosos enfoques en la lucha contra los microorganismos dañinos que persiguen un mismo objetivo: atacar el bien común. De forma tradicional, el método que hemos implementado con el objetivo de destruir a las bacterias patógenas ha consistido en el empleo de más y más antibióticos; pero esta estrategia iba dirigida a la destrucción del individuo, de tal forma que aquellos microbios que adquirían la resistencia al fármaco se veían beneficiados al ver como sus competidores eran eliminados. Con el paso del tiempo y el uso continuado del antibiótico solo quedaban bacterias resistentes que se mofaban de la inutilidad del antibiótico. Sin embargo, el arte de la nueva guerra se basa en atacar a la comuna, al grupo social y no al individuo, y de esa forma evita la aparición de resistencias entre el bando enemigo pues no favorece a ningún microorganismo en particular; en realidad perjudica a todos los microbios patógenos por igual y solo nos beneficia a nosotros.

Bacterias versus gusanos

Recuerdo claramente aquellos días de mi niñez cuando mi tío me llevaba a pescar. Antes de salir hacia el puerto hacíamos acopio de varios tipos diferentes de cebos: quisquillas, gusanos marinos, lapas e incluso pequeñas sardinas, para siempre, invariablemente, utilizar la misma carnada. Así que ante mi sorpresa regresábamos a casa con una multitud de peces y varias bolsitas de cebo sin utilizar. Cada vez que íbamos de pesca yo le preguntaba a mi tío ¿por qué compramos tanta variedad de cebos si luego siempre utilizamos la misma carnaza?, y él, invariablemente, me respondía: Nene, si algo funciona, no lo toques.

En la cultura de la mediocridad en la que actualmente nos encontramos empantanados, esta regla ha perdido parte de su sentido original y se ha metamorfoseado en otra: si algo funciona, exprímelo, sácale todo su jugo, arráncale hasta la última gota y, sobre todo, no dejes de hacerlo hasta que la gente termine aborreciéndolo. Oye, que es posible que la gallina de los huevos de oro jamás se agote porque parece que el personal tiene unas tragaderas inmensas, un estómago a prueba de bombas capaz de asimilar toneladas y toneladas de basura. ¡Coño!, si es que ya vamos por la temporada decimoquinta o decimosexta de aquel experimento sociológico que ya no se cree ni la Milá; al reflexivo y profundo estudio antropológico que analiza las costumbres amatorias de un tal Grey le han seguido otros dos exitosos ejemplares de similar trascendencia para el espíritu humano; durante los últimos tres años no hay día en que los aprendices de cocineros que compiten por ser los nuevos Ferrán Adriá no se cuelen en mi casa simultáneamente por varios canales cada vez que enciendo el televisor...

Aunque me duela en el alma, no me queda más remedio que claudicar ante la evidencia y reconocer que, como el mal cine, la literatura de mercadillo o la televisión, la ciencia también se ha dejado seducir por esta nueva máxima que nos exhorta a aprovechar algo que funciona hasta sus últimos estertores. Y es que por si no hubiéramos explotado ya lo suficiente a las bacterias del género Streptomyces, extrayéndoles durante décadas multitud de antibióticos distintos, van los investigadores japoneses de la Universidad Kitasato y no tienen reparo en volver a esclavizar en sus laboratorios a este microorganismo para ordeñarlo en busca de sustancias desconocidas que nos puedan resultar útiles en la perpetua guerra que mantenemos con los patógenos.

Pues sorprendentemente, el productivo microbio Streptomyces, acostumbrado a regalarnos útiles sustancias, ha vuelto a dar la campanada en forma de un nuevo compuesto llamado ivermectina. Y el premio ha sido de los gordos pues sus descubridores, el científico japonés Satoshi Omura y el parasitólogo irlandés William Campbell, han sido galardonados en el año 2015 con el Premio Nobel de Medicina. La ivermectina es una sustancia que surge de la combinación de otros dos compuestos químicos sintetizados por la bacteria Streptomyces avermitilis, y que, a diferencia de otros fármacos fabricados por este fecundo género de microorganismos, no se utiliza para combatir a los hongos o a otras bacterias; los enemigos a los que destruye son mucho, muchísimo más grandes, del tamaño de ácaros, piojos, garrapatas e, incluso, gusanos.

Streptomyces avermitilis es una bacteria que ha permitido la obtención de las avermectinas y de su derivado la ivermectina con la que tratar la oncocercosis.

La ivermectina descubierta por Campbell y Omura es tremendamente útil para combatir el acoso al que nos someten a nosotros y a nuestras mascotas insectos y arácnidos parásitos, pero lo cierto es que existen decenas de sustancias que, como el nuevo producto elaborado por nuestra bacteria preferida, también nos permiten eliminar tan molestos gorrones. De modo que la trascendencia que ha adquirido esta sustancia nada tiene que ver con los piojos que cada vuelta al cole martirizan a nuestros niños, ni con las fastidiosas y desagradables garrapatas que molestan a mi perro. La importancia de esta nueva sustancia de origen bacteriano radica en la capacidad que ostenta en exclusiva para combatir una enfermedad que deja ciegas a más de ¡40.000 personas cada año!

La oncocercosis⁵ es una enfermedad provocada por unos gusanos fofos y blancuzcos (Onchocerca volvulus), de esos que dan arcadas con solo mirarlos, que pueden llegar a alcanzar una longitud cercana al medio metro y que, para mayor grima, necesitan parasitar a los humanos si quieren completar su ciclo vital. En realidad, para poder desarrollarse completamente, este bichejo precisa de la participación de dos organismos muy diferentes; uno es el hombre y el otro una pequeña y desagradable mosca más negra que la antracita (Simulium damnosum) que, de gustos muy refinados, solo deposita sus huevos en aquellas zonas de los ríos con corrientes de agua bien oxigenadas.

Cuando una mosca, infectada, preñada y acuciada por la necesidad de encontrar nutrientes con los que desarrollar sus huevos, sorbe ansiosa la sangre de un individuo, lo más normal es que algunas de las larvas de Onchocerca volvulus aprovechen la coyuntura para abandonar la boca del díptero y alcanzar el cuerpo del humano. Cómodamente instaladas en su nueva residencia invertirán al menos un año en alcanzar la madurez, posteriormente se reproducirán y con suerte, buena para el bicho y pésima para su hospedador, engendrarán miles de nuevas larvas que los humanos hemos bautizado con el nombre de microfilarias.

Normalmente, los adultos de Onchocerca volvulus se van a enquistar formando unos nódulos indoloros que deforman la piel de su hospedador, pero en realidad van a ser sus vástagos, las microfilarias, los culpables de inducir los efectos negativos y de provocar las terribles secuelas que deja esta enfermedad. Las microfilarias alumbradas dentro de un humano por una gusanita adulta, ¡más de 1.000 al día durante al menos 10 años!, necesitan pasar unas tranquilas vacaciones en el interior del cuerpo de la oscura mosca de los ríos antes de regresar, convertidas en hermosas microfilarias infectivas deseosas de encontrar a su media naranja, al hospedador humano. De modo que si transcurrido un cierto tiempo, las jóvenes larvas distribuidas por la piel y los ojos de un individuo infectado no consiguen subirse a ninguna mosca que les permita continuar con su desarrollo, la muerte será el único destino que les estará reservado. Y justo en este punto, con la muerte de las microfilarias, es cuando el problema para el pobre humano que hace de nicho portátil de los frustrados parásitos se hace patente. Los restos en proceso de degradación de las crías inmaduras de Onchocerca volvulus liberan unas bacterias que hasta entonces habitaban en su interior parasitando al parásito, provocando que el sistema inmunológico del hospedador responda violentamente contra ellas. La acción defensiva del organismo contra los cadáveres de las larvas produce una feroz respuesta inflamatoria que, como efecto colateral, provoca en la piel dermatitis e intensa picazón dándole un extraño aspecto que se conoce como «piel de elefante». Pero si las larvas se habían acomodado en los ojos del individuo, la inflamación que acontece tras la muerte de las microfilarias, simple y drásticamente, va a dejarlo… ciego.

Individuos ciegos de una tribu africana debido a la acción parasitaria de Onchocerca volvulus que son guiados por sus compañeros. Estimaciones realizadas en el año 2008 indicaban que en el África subsahariana había más de un millón de personas con deficiencia visual debido a la oncocercosis, de las cuales más de 260.000 se encontraban completamente ciegas. © IGDA.

Durante mucho tiempo, los esfuerzos para combatir esta enfermedad se han centrado en el vector que transmite el parásito, es decir, en batallar contra la mosca negra, utilizando compuestos químicos que eliminaban las larvas del díptero en la corriente de los ríos donde estas se desarrollan. Pero esta estrategia se ha mostrado económicamente inviable a largo plazo, además de que, obviamente, no les sirve de nada a los millones de personas que ya están infectadas por Onchocerca volvulus. Pero la insistencia de los científicos por seguir la moda imperante en otros ámbitos de la sociedad de repetir hasta la saciedad un formato que ha funcionado dio como resultado la aparición en escena de una sustancia muy eficaz para combatir la oncocercosis. La ivermectina obtenida de la bacteria Streptomyces avermitilis elimina con eficacia las microfilarias a la vez que se muestra prácticamente inocua para el enfermo, factor tremendamente relevante pues los otros fármacos que eran utilizados para tratar esta afección eran muy peligrosos debido a su elevada toxicidad.

En la actualidad, gracias a que la empresa farmacéutica Merck donó el fármaco para que pudiera ser utilizado por cualquier persona el tiempo que lo necesitase y a los diferentes programas de control de la enfermedad que se han venido desarrollando, la oncocercosis ha sido prácticamente erradicada en Centroamérica y en Sudamérica, donde la enfermedad había llegado procedente de África a través del tráfico de esclavos. En el continente africano, donde la prevalencia de la enfermedad es mucho mayor, el uso de la ivermectina ha supuesto un alivio para muchos individuos que han visto como las patologías oculares y los problemas de piel asociados al parásito han ido disminuyendo. No obstante, aunque el descubrimiento de la sustancia sintetizada por las bacterias del género Streptomyces ha supuesto un cambio radical en el tratamiento de la enfermedad, lo cierto es que en estos países todavía queda mucho por hacer pues la oncocercosis continúa afectando a muchos, a demasiados, individuos.

Tal como hemos visto en la líneas anteriores, todos nosotros nos encontramos inmersos en un combate constante e interminable contra los patógenos, en un conflicto en el que son los propios microorganismos quienes, la mayoría de las veces, nos aportan las armas y las estrategias para combatirlos. Sin duda, nuestra especie está en guerra con otras especies, en una eterna Guerra de los mundos.

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LA NUEVA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL

Nunca nadie me dijo que eran las pequeñas cosas, aquellas que parecen más irrelevantes, las que se encargan de recordarte sin piedad el hecho de que nadie es inmune al paso del tiempo. La primera cana frente al espejo, el primer «este señor va detrás de mí» en la cola de la carnicería, la primera lágrima de nostalgia al ver la vigesimoquinta reposición de Verano azul… pero sobre todo la primera vez que mi hijo de siete años me tuvo que explicar cómo descargar un programa en la tablet. Y es que este último suceso trajo a mi memoria aquellos años de juventud en los que diariamente mi abuela me pedía que programase el vídeo Beta de la familia para grabar el último capítulo de su culebrón preferido. Pobre abuelita, después de explicarle veinte veces el funcionamiento de aquel artilugio a la mujer le seguía pareciendo una máquina infernal diseñada por extraterrestres. Y lo malo es que treinta años después empiezo a entender el desasosiego que se apoderaba de la buena mujer cuando entre sus manos sostenía aquel jeroglífico repleto de botones de formas y colores diversos que prometía controlar el aparato.

Observando hoy a mis hijos y echando la vista tan solo veinte años atrás me doy cuenta de que vivimos tiempos verdaderamente sorprendentes, soy consciente de que nos encontramos inmersos en una época revolucionaria; pero al fin y al cabo, ¿el devenir del hombre no es siempre un camino pavimentado a base de revoluciones? La agricultura, la escritura, la máquina de vapor o las nuevas tecnologías de la comunicación alguna vez fueron innovaciones fruto del imperecedero e inconformista espíritu del hombre sobre las que ahora arraigan cómodamente las sociedades humanas. Nuestra especie ha añadido un ingrediente determinante a la clásica ecuación evolutiva, que no es otro que el factor cultural. Y la evolución cultural no se produce poco a poco, milenio a milenio, siendo imperceptible por decenas de generaciones, sino que se origina bruscamente obligándonos a una rápida y dura adaptación a los continuos cambios. Ayer vivimos una revolución, hoy estamos inmersos en otra y, sin duda, el mañana nos sorprenderá con nuevas innovaciones fruto de la creatividad y la audacia del hombre.

Asombrados por los logros de la informática y admirados por la magia de internet, muchos pensarán, sin equivocarse, que el explosivo desarrollo de las tecnologías de la información y de la comunicación define la época en la que actualmente nos hallamos inmersos. Sin embargo, también hoy estamos sumergidos en otra revolución, quizás menos mediática pero igual de importante: la transformación de la industria por obra y gracia de los microorganismos.

Si durante gran parte de los siglos XVIII y XIX nuestra especie vivió una época de profundas transformaciones gracias al carbón y a la máquina de vapor, en nuestros días el uso de los microorganismos como especial mano de obra es el causante de una nueva y sorprendente revolución en el mundo de la industria. El empleo de los microorganismos en diferentes síntesis industriales está provocando una importante disminución en los costes de producción, el incremento del rendimiento en la obtención de productos y, desplazando a muchos compuestos químicos que antes se mostraban imprescindibles, la minimización en las emisiones al medio de sustancias contaminantes.

Actualmente los microorganismos, especialmente las bacterias, son imprescindibles para la síntesis industrial de vitamina B₁₂ y vitamina C, necesarios para fabricar una amplia gama de importantes fármacos como los corticoides y sustancias con las que combatir el cáncer, indispensables para diseñar productos que, a modo de plancha biológica, eliminen las arrugas y cualquier vestigio de expresión humana en los rostros más vips, y tremendamente útiles para crear tejidos sustitutivos de la piel humana con los que fabricar órganos y estructuras como por ejemplo… ¡una oreja!

Qué cara pondría la abuela si supiera que hoy en día puedo poner a grabar cualquier programa de la televisión desde mi teléfono móvil, que no solo era verdad que el hombre pisó la Luna, sino que además un satélite a 4.500 millones de kilómetros nos ha mandado las primeras imágenes de la superficie de Plutón, o que unos científicos han fabricado una oreja humana utilizando, y esto probablemente la dejaría definitivamente patidifusa, las mismas bacterias que ella trataba de eliminar todas las mañanas fregando afanosamente el rellano de la escalera. Y es que si resulta difícil de concebir que se pueda fabricar una oreja, más complicado aún es asumir que son las bacterias quienes desempeñan una tarea que parecía exclusivamente destinada a un creador todopoderoso.

No obstante, lo cierto es que ni la oreja ni ningún otro órgano humano va a ser modelado bajo el cincel de microorganismo alguno, sino que en realidad son los propios científicos los escultores que en sus laboratorios diseñan y elaboran estas estructuras sobre una sustancia que, eso sí, producen las bacterias: la celulosa.¹

Gluconacetobacter xylinum es un microorganismo capaz de sintetizar grandes cantidades de celulosa bacteriana.

Si a modo del clásico test de asociación de palabras que ideó Jung abordásemos a un transeúnte preguntándole qué imagen le evoca la palabra celulosa, casi con toda seguridad contestaría, si previamente no nos manda a paseo, que un árbol. Una respuesta totalmente coherente si tenemos en cuenta que las plantas son con mucha diferencia los organismos que mayor cantidad de esta sustancia producen. Sin embargo, no son los únicos seres vivos con la habilidad para fabricar tan abundante molécula: algunos hongos, ciertos animales y, por supuesto, muchas bacterias, también son capaces de sintetizar la celulosa. De hecho, la celulosa que fabrican las bacterias, aun siendo químicamente idéntica, presenta importantes diferencias con la celulosa vegetal; y son estas propiedades distintivas de la celulosa bacteriana las que la postulan como fantástica materia prima para múltiples y diferentes fines industriales.

Entre las bondades con las que ha sido bendecida la celulosa que fabrican las bacterias podemos destacar el hecho de que está libre de componentes como la hemicelulosa o la pectina que con frecuencia disminuyen la pureza de la celulosa vegetal. Además presenta una mayor capacidad para absorber el agua, es extremadamente flexible y resistente a la presión, muy permeable y no provoca reacciones alérgicas. ¡Ya!, pero alejándonos por unos instantes del enfoque puramente antropocentrista cabría preguntarnos ¿para qué le sirven todas estas maravillosas propiedades de la celulosa a una bacteria? Bueno, pues conociendo el modo de vida de la bacteria Gluconacetobacter xylinum, la mayor productora de celulosa bacteriana, podremos hacernos una idea de la importancia que posee esta sustancia para ciertos microorganismos.

Gluconacetobacter xylinum es una bacteria tan frecuente en nuestro entorno como desagradable en sus costumbres, pues la vamos a localizar viviendo alegremente entre las hediondas emanaciones que desprenden verduras y frutas en descomposición. Como seguramente todos hayamos observado alguna vez cuando despistadamente olvidamos en el fondo de la despensa una bolsa de tomates o de cebollas, junto a la masa informe de hortalizas y una delatora pestilencia encontraremos un desagradable charco con el líquido que una vez estuvo contenido en el interior del vegetal. Pues allí, en medio de las pútridas aguas que rodean a la materia vegetal en descomposición se desarrolla G. xylinum, y su supervivencia en tan «idílico» lugar no sería posible sin la celulosa bacteriana que previamente se ha encargado de sintetizar.

La bacteria utiliza la glucosa que extrae de los vegetales putrefactos para fabricar una fina película de celulosa que expulsa al exterior. Esta lámina actúa a modo de tabla de surfear, permitiendo a G. xylinum desarrollarse entre dos mundos: en la frontera entre el líquido y el aire, extrayendo los nutrientes del primero y obteniendo el oxígeno del segundo. Además, la celulosa que ha elaborado la bacteria va a actuar como si de una crema de doble acción, solar e hidratante, se tratara, protegiendo al microorganismo de la peligrosa radiación ultravioleta y absorbiendo con eficacia la humedad del medio, impidiendo de este modo que la bacteria se deseque.

Las magníficas propiedades que posee la celulosa bacteriana no han pasado desapercibidas a los científicos, y en la actualidad son muchas las aplicaciones que ya se han encontrado a tan fenomenal molécula. De hecho parece que por fin hay buenas noticias para los bosques: la resistencia, flexibilidad y durabilidad de esta clase de celulosa la están erigiendo como eficaz sustituta de la celulosa vegetal en la industria papelera. Además, su elevada capacidad sónica ha hecho de este compuesto el mejor material para fabricar membranas de alta sensibilidad en micrófonos y audífonos, capaces de resistir estoicamente horas y horas del reguetón más insufrible. La celulosa bacteriana también está siendo ampliamente utilizada en la industria alimentaria como fuente de fibra y como agente espesante y emulsionante, pero actualmente es en el ámbito de la medicina donde esta sustancia está cobrando una relevancia muy especial.

La gran resistencia mecánica de la celulosa bacteriana, a la que hay que unir su elevada permeabilidad a líquidos y gases, y su carácter hipoalergénico, están haciendo de ella la principal materia prima utilizada para elaborar tejidos humanos. Así, la celulosa bacteriana, sintetizada fundamentalmente por G. xylinum, ya está siendo empleada para fabricar uñas artificiales, como sustituto de piel humana en individuos que han sufrido importantes quemaduras o ulceraciones, como biomaterial para reconstruir vasos sanguíneos y confeccionar piezas dentales, e incluso para desarrollar implantes auriculares que sustituyan al cartílago de la oreja de una persona. Y parece que las aplicaciones de la celulosa bacteriana en el novedoso campo de la elaboración de repuestos humanos no han hecho más que empezar.

* * *

La producción industrial de celulosa empleando bacterias constituye un fantástico paradigma de la nueva revolución industrial microbiana que estamos viviendo, pero el papel que desempeñan los microorganismos en esta nueva transformación del devenir humano va mucho más allá de su limitado comportamiento como simples productores de materia prima. Es cierto que las bacterias pueden aportarnos recursos del mismo modo que lo hacen vacas, ovejas y cabras, pero a diferencia de todos estos organismos, ellas también son capaces de desempeñar funciones de mayor complejidad, tareas que parecían reservadas de forma exclusiva a los obreros especialistas más preparados y cualificados dentro de una fábrica.

Las bacterias: obreros cualificados

Entre todos los actos que se desarrollaron durante la ceremonia de clausura de los Juegos Paralímpicos de Londres 2012 hubo uno que, sin duda, eclipsó a todos los demás. La aparición en escena de la blanca y gigantesca figura de una mujer embarazada sin brazos y con las piernas extremadamente cortas sobrecogió durante unos mágicos instantes a todos los sorprendidos espectadores. Pero muy pocos de entre ellos sabían que tras este hermoso homenaje al indomable espíritu humano, para el que no existen límites ni barreras, realmente se esconde una persona de carne y hueso.

Aquella enorme diosa de la fertilidad que desfiló orgullosamente entre cientos de atletas era una gigantesca réplica de la estatua que el escultor británico Marc Quinn dedicó a la también artista Alison Lapper, y que durante tres años estuvo expuesta en pleno Trafalgar Square.

Estatua dedicada a Alison Lapper en Trafalgar Square, creada por el escultor Marc Quinn. © Tim Graham – Age Fotostock.

Alison Lapper nació en el condado de Staffordshire (Inglaterra) en los años sesenta con una enfermedad llamada focomelia, que se caracteriza por la presencia de tan radicales malformaciones que las extremidades quedan reducidas a muñones. Las importantes alteraciones que presentaba el cuerpo de Alison fueron extrañamente frecuentes entre algunos niños que nacieron en Europa, Australia, Japón, Latinoamérica y Canadá durante los años cincuenta y sesenta del siglo pasado, y tienen su origen en un fármaco que las por entonces futuras mamás tomaron durante las primeras semanas de su embarazo. El fármaco en cuestión ha pasado a formar parte de la historia más negra de la medicina contemporánea, por lo que probablemente su nombre no nos sea del todo desconocido: ¡exactamente!, estamos hablando de la talidomida.²

Los efectos sedantes de la molécula alfa-phthalimido-glutarimida, más conocida como talidomida, fueron descubiertos por la farmacéutica alemana Chemie Grünental a mediados de los años cincuenta. Esta propiedad, junto a la virtud de no producir dependencia, la convertían en el fármaco estrella capaz de sustituir a los clásicos barbitúricos que se venían utilizando para tratar el insomnio y la ansiedad. Poco tiempo después se constató que a estas fabulosas propiedades se unían otras que no lo eran menos, pues el novedoso fármaco también eliminaba las náuseas y los vómitos que con frecuencia martirizan a las embarazadas durante los primeros estadios de la gestación. La talidomida fue recetada a miles de embarazadas por los médicos de decenas de países, entre ellos también el nuestro, durante al menos un lustro, con el objetivo de mitigar los desagradables síntomas asociados a los desarreglos hormonales que se producen durante el embarazo. Hubo de transcurrir poco tiempo para que se empezara a sospechar que muchos de los abortos y de las malformaciones que afectaban a las extremidades de algunos neonatos tenían una siniestra relación con la talidomida.

Allá por el año 1959, el pediatra alemán Widukind Lenz³ y su colega el español Claus Knapp se sorprendieron por el elevado número de recién nacidos que llegaban a la Clínica Universitaria de Hamburgo, en la que ambos ejercían, con terribles e incapacitantes malformaciones; cifra que se vio incrementada exageradamente cuando decidieron ampliar el radio de búsqueda de tan extraño suceso a otras ciudades alemanas.

Tras analizar concienzudamente los hábitos de la madres que habían parido niños con deformidades, poniendo un énfasis especial en los alimentos y los fármacos ingeridos por estas durante el embarazo, los doctores encontraron un responsable que hacía de único nexo entre todos los casos: un fármaco de acción sedante que además eliminaba las náuseas y los vómitos llamado Contergan©, y cuyo principio activo era… ¡la talidomida!

La certeza de que la talidomida era la responsable de muchos de los episodios de focomelia que se venían observando hizo que poco tiempo después el Dr. Lenz publicase un artículo vinculando directamente el consumo del fármaco con la aparición de deformidades en los neonatos. En ese mismo año, hablamos de 1962, el informe de Lenz tuvo como adecuada respuesta la retirada de todos aquellos medicamentos que contuvieran talidomida como principio activo.

En la actualidad, la talidomida ha abandonado el título de sustancia maldita y recuperado parte del privilegiado lugar que ocupó en la farmacopea mundial de mediados del siglo XX; pero no como el fármaco sedante o antiemético que fue antaño, sino como útil sustancia química para combatir casos agudos de lepra o como remedio que dificulta a ciertos tumores su abastecimiento del oxígeno y de los nutrientes con los que proliferar a costa de la vida del enfermo.

Es cierto que la triste historia de la talidomida ha dejado miles de damnificados por el camino, pero también, como tantas veces ha sucedido con otros muchos desastres, nos ha proporcionado importantes enseñanzas. Este desgraciado episodio reveló por primera vez que la placenta humana no es una barrera infranqueable que a modo de coraza protege al feto de cualquier agresión procedente del exterior, tal como por entonces se suponía, y que por tanto existen sustancias que las embarazadas no deben consumir durante la gestación. Pero aquel evento también nos reveló algo que hasta entonces solo se aprendía en las aulas de la Facultad de Química, y es que muchas sustancias, como en las peores películas de terror de serie B, poseen un gemelo malvado que aparece cuando uno menos se lo espera para pegarnos un buen susto.

En realidad, los que en un texto divulgativo mencionamos como gemelos de una molécula, en el argot que utilizan los químicos se denominan isómeros, y más concretamente en el caso que nos atañe, isómeros ópticos o enantiómeros.

Izquierda. Enantiómeros de la molécula gliceraldehído. Derecha. Postes de dirección simulando dos enantiómeros.

Los enantiómeros son dos moléculas constituidas por los mismos elementos químicos pero que difieren en la orientación espacial de algunos de los átomos que las constituyen. Así, si echáramos un vistazo rápido a ambos enantiómeros podríamos cometer el error de creer que se trata del mismo compuesto, pues en realidad está constituido por el mismo tipo y número de átomos, pero si nos fijamos detenidamente en su estructura nos daremos cuenta de que la orientación en el espacio de algunos de estos átomos aparece invertida.

Es cierto que en principio esta idea de la orientación espacial, más aún para los que nos cuesta dios y ayuda aparcar correctamente nuestro coche, puede resultar ciertamente abstracta. Por lo que para comprender mejor este concepto vamos a hacer un sencillo ejercicio de sustitución, transformando las dos moléculas enantioméricas en dos postes indicadores de dirección, de esos que con frecuencia nos encontramos en un cruce de caminos de una carretera de montaña.

Nuestros dos postes van a estar formados por un largo palo dispuesto verticalmente y clavado en el suelo, sobre el que horizontalmente se sitúan dos señales en forma de flecha que indican sentidos opuestos. Imaginemos que en cada una de las flechas hemos escrito el nombre de dos ciudades: la ciudad A y la ciudad B. Bueno, si con estos elementos queremos construir dos postes que simulen a dos isómeros ópticos, lo único que deberemos hacer es intercambiar los sentidos en los que apuntan cada una de las flechas, de modo que si en la primera de nuestras señales la flecha que indica la ciudad A se dirige hacia el oeste, quedando la ciudad B al este, en su gemelo enantiomérico la flecha que nos guía hacia la ciudad A apuntará hacia el este y la que nos dirige a la ciudad B estará orientada hacia el oeste.

En realidad hay un método mucho más sencillo que buscar la orientación de los átomos para encontrar el enantiómero de una sustancia: situarla delante de un espejo. Y es que los isómeros ópticos son imágenes especulares que, como mi yo real y mi yo dentro del espejo, no se pueden superponer.

Los enantiómeros, a pesar de no ser superponibles, tienen propiedades fisicoquímicas prácticamente idénticas, y este parecido hace que sea muy difícil diferenciar a un gemelo del otro. Sin embargo, de igual modo que una madre es capaz de identificar sin duda alguna a cada uno de sus gemelos por alguna particularidad que al resto les pasa totalmente desapercibida, los dos enantiómeros presentan una peculiaridad que nos va a permitir distinguirlos. Resulta que si a uno de los enantiómeros se lo ilumina con un haz de luz polarizada y lo desvía hacia la derecha, podemos estar seguros de que el otro desviará la luz el mismo número de grados que su isómero gemelo pero lo hará hacia la izquierda.

Los fármacos elaborados por la farmacéutica alemana Grünental con los que fueron tratadas miles de embarazadas contenían los dos enantiómeros de la talidomida, básicamente porque en la síntesis industrial de dicha sustancia se obtiene una mezcla al 50 % de ambos gemelos. El problema es que estos enantiómeros no solo se diferencian en el lado hacia el que desvían la luz, sino también en los efectos que tienen cuando se encuentran en el interior del cuerpo de un ser humano. El enantiómero de talidomida que desvía la luz hacia la derecha es el poseedor de las propiedades sedantes y de la capacidad para minimizar las náuseas en las embarazadas; pero su gemelo malvado no solo carga hacia la izquierda, sino que además es el responsable de inducir espantosas malformaciones en el embrión en desarrollo.

Durante la síntesis industrial de una sustancia se suele obtener una mezcla al 50 % de los dos enantiómeros y, tal como a sangre se encargó de enseñarnos la talidomida, cada uno puede presentar características y desempeñar funciones muy diferentes. De modo que si pudiésemos dirigir el proceso hacia la obtención de uno solo de los isómeros, podríamos evitar importantes problemas de salud pública y además mejorar el rendimiento durante la producción del fármaco.

Bien es cierto que en el caso concreto de la talidomida nada habría cambiado separando al gemelo malo y administrando a las embarazadas el fármaco conteniendo únicamente el enantiómero con actividad sedante, pues los científicos han observado que en el interior de nuestro cuerpo este último también se puede transformar en el hermano mutágeno. Sin embargo, este hecho concreto no disminuye la relevancia que para la industria farmacéutica presenta la posibilidad de dirigir una síntesis química hacia la obtención de uno, del más útil, de los dos gemelos de una molécula. Y por suerte para nosotros, y en particular para los lucrativos intereses de las multinacionales farmacéuticas, existen unos minúsculos seres vivos que no solo son capaces de diferenciar entre los dos enantiómeros como solo una madre haría con sus gemelos, sino que también son capaces de desequilibrar una síntesis química, que estaba destinada a la obtención de una mezcla de proporciones idénticas de ambas sustancias gemelas, hacia la producción del 100 % del enantiómero que nos interesa.

Un buen ejemplo del relevante papel que desempeñan las bacterias dentro de la nueva revolución industrial lo constituye la producción a gran escala de la vitamina C. De hecho, para la fabricación industrial de uno de los dos enantiómeros del ácido ascórbico, el que conocemos con el nombre de vitamina C, la industria ha necesitado contratar los servicios como obreros especializados de dos géneros bacterianos: Erwinia y Corynebacterium.

La vitamina C es una sustancia muy importante para los seres vivos pues resulta imprescindible para sintetizar una proteína, el colágeno, que recubre los vasos sanguíneos e interviene en la correcta cicatrización de las heridas. Además esta vitamina actúa como antioxidante, ralentizando el envejecimiento celular y facilitando la dificultosa absorción del hierro que ingerimos junto a los alimentos.

Tan relevantes son las funciones que desempeña esta sustancia que casi todos los organismos son capaces de fabricarla por sí mismos utilizando a la glucosa como barata y abundante materia prima. Pero aunque todos los reptiles y las aves, así como la inmensa mayoría de los mamíferos, se autoabastecen con la vitamina C que fabrican sus propias células, los humanos, al igual que otros primates, no somos capaces de producir esta imprescindible molécula, y no nos queda otra solución que conseguirla a través de la alimentación.

La culpa de ello la tiene una mutación acontecida hace unos 60 millones de años en los genes de nuestros antepasados, que provoca que la ruta que en el interior de nuestras células debe seguir la glucosa para transformarse en vitamina C se quede atascada en uno de sus pasos intermedios, impidiéndonos fabricar tan vital sustancia. La mutación podría haber provocado la desaparición de nuestros ancestros si no fuera por la abundancia que de este compuesto químico hay en la naturaleza, fundamentalmente en las frutas y verduras. Sin embargo, durante los siglos de los grandes descubrimientos y las largas travesías oceánicas se gestó el microentorno perfecto para que esta mutación mostrase toda la malignidad que bajo la disponibilidad de vitamina C se había mantenido oculta.

Durante los viajes transoceánicos que se llevaron a cabo en los siglos XV al XVII, miles de marineros perecieron a bordo de los navíos aquejados por una extraña dolencia. El mal comenzaba en forma de minúsculos moratones dispersos por todo el cuerpo, seguía con un sangrado persistente de las encías y la incesante pérdida de piezas dentales, continuaba con anemia y heridas que no llegaban nunca a cicatrizar, y finalizaba con la muerte del individuo.

La enfermedad que durante los largos viajes en barco llegaba a terminar con la vida de hasta el 80 % de sus tripulantes se conocía como escorbuto, y tan solo era la manifestación de aquella ancestral mutación que apareció en nuestros antepasados hace millones de años y que había permanecido oculta bajo el aporte exógeno de vitamina C.

La incapacidad para fabricar la vitamina C no es ningún problema para una persona que ingiere de forma habitual frutas y verduras frescas portadoras de esta sustancia, pero se convierte en un grave problema para aquellos que embarcados durante meses de largas travesías no ingieren estos alimentos. Tras años de especular con el origen de aquel horrible padecimiento, el médico escocés James Lind encontró una sencilla solución para tan terrible enfermedad: consumir frutas, especialmente cítricos, durante los largos viajes en barco. A la sustancia presente en las frutas y las verduras que evitaba la aparición del escorbuto se la denominó ácido ascórbico, aunque todos la conocemos como vitamina C.

En realidad, el ácido ascórbico, al igual que la talidomida, presenta dos enantiómeros y, como era de esperar, tan solo uno de los gemelos es capaz de realizar las funciones biológicas que hacen de este compuesto algo imprescindible para los seres vivos. Del mismo modo que en la historia de la talidomida el enantiómero útil era el que desviaba la luz polarizada hacia la derecha, en el caso del ácido ascórbico también será el isómero que inclina la luz hacia ese lado, el ácido-L-ascórbico, quien se comporte como una vitamina necesaria para todos los seres humanos.

Enantiómeros del ácido ascórbico. La molécula de la izquierda es la única de las dos que actúa como vitamina C. Las líneas discontinuas en la molécula de la izquierda indican que el átomo se dirige hacia atrás; mientras que las líneas negras en la molécula de la derecha indican que el átomo se dirige hacia delante.

¿Qué pensaría el propio Lind si supiese que hoy en día aquella terrible enfermedad que aterrorizaba a los más expertos y aguerridos marinos se puede evitar ingiriendo una pequeña pastilla efervescente que contiene la dosis diaria que necesitamos consumir de vitamina C? Y es que en la actualidad somos capaces de fabricar industrialmente ingentes cantidades del enantiómero correcto de ácido ascórbico, no solo para utilizarlo como vitamina C que añadir a los complejos multivitamínicos que tan rentables son para la industria farmacéutica, sino también para utilizarlo como antioxidante en la elaboración de alimentos. El impacto económico que tiene la síntesis industrial de ácido ascórbico es tal que se estima que la producción anual de esta sustancia supera las ochenta mil toneladas. Pero ¿cómo se fabrica industrialmente la vitamina C?⁴

En principio hay que tener en cuenta que una producción meramente química nos conduciría a la obtención de una mezcla a partes iguales de la pareja de enantiómeros del ácido ascórbico, pero como solo uno de los dos gemelos es poseedor de las propiedades que lo convierten en la vitamina C, esta estrategia sería económicamente un desastre. Sin embargo, las bacterias, por su capacidad para dirigir una síntesis hacia la obtención de uno de los gemelos químicos, nos van a echar una valiosa mano a la hora de obtener elevados rendimientos en la producción industrial de vitamina C.

Una de las técnicas más utilizadas para la producción industrial de ácido-L-ascórbico se conoce como síntesis de Reichstein en honor del químico polaco y Premio Nobel de Fisiología Tadeusz Reichstein que allá por los años treinta del siglo pasado ideó el proceso para la fabricación de vitamina C en grandes cantidades. La síntesis de Reichstein consta de varias etapas puramente químicas, pero una de ellas, la que determinará la obtención del enantiómero deseado en detrimento del inútil, es tarea exclusiva de un obrero muy especial: la bacteria Gluconobacter oxydans.

Durante mucho tiempo, la técnica desarrollada por Reichstein ha sido la más empleada para la síntesis industrial del ácido-L-ascórbico; sin embargo, su relativamente bajo rendimiento, que se sitúa en torno al 50 %, y la necesidad de eliminar los residuos que se generan durante las etapas químicas del proceso, ha provocado que una técnica basada casi exclusivamente en la utilización de bacterias como obreros especializados haya empezado a desplazarla.

Este nuevo sistema combina la acción de dos bacterias: Erwinia herbicola y Corynebacterium simplex para transformar la glucosa en vitamina C. La acción consecutiva de las dos bacterias no da directamente como resultado final la vitamina C, pero sí un precursor que tras un sencillo tratamiento químico se transformará en la importante vitamina. Este mecanismo, apoyándose en el trabajo desarrollado por las bacterias, ha reducido a solo una las etapas químicas necesarias para transformar la glucosa en ácido-L-ascórbico, pero lo realmente importante es que su rendimiento es mucho mayor que el del proceso clásico de Reichstein, y que además minimiza la producción de contaminantes químicos.

En la actualidad, con el objetivo de simplificar el proceso, se está intentando diseñar un mutante que combine la acción de ambas bacterias en un solo microorganismo transgénico, pero por desgracia todavía los rendimientos obtenidos con este organismo recombinante no son los más adecuados.

Los nuevos magos de la química

Gluconobacter oxydans, Erwinia herbicola y Corynebacterium simplex tan solo conforman un ejemplo concreto de las singulares habilidades que muestran muchas bacterias dentro del campo de las complejas síntesis químicas, y que las convierte en imprescindible mano de obra para la industria farmacéutica. Pero las destrezas que poseen los microorganismos no se limitan al talento para diferenciar entre dos enantiómeros y dirigir el proceso hacia la obtención del más útil; algunos microbios también son poseedores de una prodigiosa y divina capacidad: ¡transformar el agua en vino!

Bueno, he de reconocer que quizás fruto de la emoción haya exagerado un poquito con la anterior afirmación, y no me queda más remedio que admitir, para tranquilidad de la industria vitivinícola de este país, que no hay ser en este mundo capaz de transformar el agua del grifo en un Ribera del Duero. En realidad, la idea que trataba de transmitir con tan bíblica aseveración es que existen muchos microorganismos que, como mago que transforma un simple pañuelo en una paloma, poseen la habilidad para convertir una sustancia sin ningún tipo de utilidad en una molécula tremendamente provechosa para los humanos. Y aunque es cierto que la mayoría de las veces estas transmutaciones se pueden obrar mediante procesos puramente químicos, también es verdad que las mágicas conversiones llevadas a cabo por las bacterias son mucho más limpias, sencillas y rentables. En la actualidad son múltiples las transformaciones que a nivel industrial se llevan a cabo utilizando a los microorganismos como mano de obra especializada, y a las que, para diferenciarlas de los procesos puramente químicos, denominamos bioconversiones.

Sin duda, entre las bioconversiones que hoy en día se desarrollan en el emergente firmamento de la industria farmacéutica destaca, como luminosa estrella, la síntesis de una enorme variedad de antiinflamatorios de la familia de los corticoides. Sin embargo, existe otra transformación, mucho menos mediática, que también es llevada a cabo por las bacterias y que no me resisto a comentar pues constituye la etapa imprescindible para fabricar un famoso y útil fármaco antineoplásico.

Para conocer el origen de esta sustancia, que actualmente constituye uno de los principales fármacos para tratar el cáncer, debemos transportarnos imaginariamente hasta el año 53 a.C. a una región situada en el extremo norte de la Galia durante su conquista por el Imperio romano.

Aunque más de uno lo habrá pensado, no se trata de la aldea de irreductibles galos donde felizmente viven sus aventuras Astérix y Obélix, sino de la tribu de los eburones comandada de forma bicéfala por sus dos reyes Catuvolco y Ambíorix. A diferencia de los personajes del cómic creados por Goscinny y Uderzo, los eburones no eran poseedores de la receta de la poción mágica con la que derrotar a los soldados de Julio César, y tras varias escaramuzas con las legiones romanas terminaron, como tantos otros pueblos, sometidos al implacable yugo de Roma.

Ante la inminente derrota y demasiado orgulloso para dejarse aplastar por las tropas extranjeras, el anciano rey Catuvolco decidió tomar una infusión elaboraba a base de la corteza arrancada del tronco de un árbol milenario: el tejo. La poción era muy diferente a la que el druida Panorámix preparaba en la enorme marmita, pues en este caso el brebaje no dotaba de una fuerza sobrehumana, sino que terminaba con la vida de todo aquel que la ingería. El rey de los eburones era conocedor de la enorme toxicidad que presenta casi cualquier parte del tejo, con excepción del rojo y carnoso fruto que brota de las hembras de este legendario y hermoso árbol, y por ello preparó una infusión a base de su corteza para morir, doblado por terribles retortijones, como hombre libre antes que vivir de rodillas bajo el poder del Imperio romano.

Aunque probablemente ignorante de la funesta historia de Catuvolco, la sabiduría popular ha sido conocedora desde siempre de la enorme toxicidad que presenta el tejo, pero no fue hasta hace apenas cuarenta años cuando científicos pertenecientes al Instituto de Investigación Triangle de Carolina del Norte descubrieron el potente veneno que se esconde en el interior del sobrio vegetal: el taxol.

A estos investigadores se les ocurrió añadir el taxol extraído de la corteza del tejo del Pacífico (Taxus brevifolia) a un cultivo de células cancerosas humanas que mantenían artificialmente en el laboratorio para ver qué sucedía, algo así como al primer chaval, futuro científico, que aburrido en la peña de su pueblo tuvo la gracia de mezclar el vino con un refresco de cola. Y lo que aconteció con el cultivo celular fue exactamente lo mismo que muchos siglos antes sucedió con el viejo Catuvolco: todas las células cancerosas murieron. De esta forma, el taxol producido por el tejo del Pacífico se postuló de golpe como uno de los compuestos químicos más útiles para tratar diversos tipos de cánceres en los humanos.

Rama del tejo del Pacífico (Taxus brevifolia) del cual se obtiene un potente quimioterápico: el taxol.

Probablemente haya algo en la anterior historia que nos resulte contradictorio, y es que empezamos hablando del taxol como un veneno capaz de terminar fácilmente con la existencia de una persona, y a continuación lo presentamos como un fármaco casi milagroso que sirve para combatir nada menos que el cáncer y salvar la vida de un enfermo. La verdad es que esta dualidad que presenta el taxol es característica de otras muchas sustancias que utilizamos como quimioterápicos para luchar contra el cáncer: se trata de compuestos químicos extremadamente tóxicos que destruyen células y matan organismos, pero que suministrados en dosis adecuadas también salvan vidas, pues son capaces de eliminar células cancerosas dañando lo mínimo posible al resto de las células sanas que posee el individuo.

La cuestión es ¿cómo puede el taxol diferenciar una célula cancerosa, a la que se supone que debe eliminar, de otra sana a la que tendría que respetar? Pues en este caso la respuesta es bien sencilla: aunque su elevado rendimiento detectando y destruyendo células cancerosas nos puede hacer pensar que es una molécula experta capaz de localizarlas con precisión, no debemos dejarnos engañar pues la realidad es que ni el taxol ni ningún otro fármaco quimioterápico pueden distinguir una célula enferma de otra sana. Como esta afirmación puede resultarnos ciertamente confusa, vamos a tratar de explicar cómo actúan los fármacos antineoplásicos utilizando para ello la analogía del recolector de níscalos suicida.

Imaginemos que una tarde lluviosa de otoño y animado por la nueva moda de recolectar setas que, amenazando con desplazar a las epidemias de running y de pádel, se ha extendido por su vecindario, el señor Amalio decide salir a coger níscalos. Pero el buen hombre tiene una pequeña limitación que de ninguna manera va a provocar que renuncie a su nueva afición: ¡no ha visto un níscalo en su vida! Eso sí, cree recordar que durante las clases de naturales en el cole le explicaron que los níscalos constituyen el cuerpo fructífero de unos hongos que están asociados a las raíces de los pinos y que, por tanto, si quiere encontrar tan delicioso manjar deberá buscarlo entre las acículas en el suelo de los pinares. Una vez concluida tan arriesgada actividad, lo más probable es que el señor Amalio haya recogido en su cesta muchos níscalos, pero también otras setas venenosas que, como estos hongos, crecen bajo las copas de los pinos. Bueno, pues el taxol y la inmensa mayoría de los fármacos que se utilizan para combatir el cáncer se comportan del mismo modo que nuestro buscador de setas suicida.

El taxol no posee la habilidad para diferenciar una célula sana de otra enferma, del mismo modo que el difunto señor Amalio no distinguía entre setas comestibles y venenosas, pero sí es capaz de reconocer un patrón que siguen absolutamente todas las células cancerosas. Así, si el setero suicida buscaba los níscalos junto a las raíces de los pinos pues sabía que estos hongos, que era incapaz de reconocer, solo crecen en ese concreto entorno, el taxol destruye a todas aquellas células que posean una característica también muy concreta: la costumbre de dividirse a enorme velocidad. El problema es que de igual modo que nuestro setero aficionado recogió junto a los níscalos muchas otras setas que también crecían bajo la sombra de los pinos, el taxol destruye junto a las células cancerosas otras sanas que, como ellas, también tienen la tendencia de dividirse con gran celeridad.

Es cierto que todas las células cancerosas se dividen descontroladamente, de ahí la típica aparición de masas tumorales en crecimiento en las enfermedades neoplásicas, pero no lo es menos que cualquier individuo posee células sanas y totalmente normales que también se multiplican aceleradamente. Las células que forman el pelo, las que constituyen el tracto digestivo o las que generan los espermatozoides se dividen muy rápidamente, tanto que los quimioterápicos no las distinguen de las células cancerosas y las destruyen junto a estas. La pérdida de pelo, la aparición de llagas y la esterilidad son algunas de las consecuencias de la incapacidad del taxol para reconocer a célula alguna, y que demuestran que esta sustancia se limita a destruir a ciegas a todas aquellas células que se dividan con celeridad, estén o no enfermas.

Aunque el taxol se comporte, a modo del buscador de setas que indiscriminadamente recoge todos los hongos que se encuentra en el pinar, destruyendo todas las células que están en proceso de división, la realidad es que forma parte del más importante y útil contingente de quimioterápicos de los que disponemos en la actualidad para tratar cánceres agresivos de pecho, ovario y pulmón; y el verdadero e importante problema que tenemos con esta sustancia es su disponibilidad.

Podría parecer que al tratarse de un producto natural que se extrae de un árbol, las cantidades que podríamos obtener serían ilimitadas. Nada más lejos de la realidad; de la corteza de un tejo del Pacífico de más de 100 años de edad tan solo se obtiene ¡un gramo de taxol!, con el inconveniente de que su extracción implica irremediablemente la muerte del árbol.

Para solucionar el problema de disponibilidad con el taxol, los químicos se pusieron manos a la obra copiando la estructura de esta molécula e intentando sintetizarla de forma artificial en los laboratorios. Pero una molécula gigante como el taxol, con 112 átomos, no es para nada sencilla de fabricar, y aunque es cierto que actualmente existen rutas que permiten su síntesis partiendo de cero, también es verdad que los procesos que utilizan otras moléculas como punto de partida para crear artificialmente el taxol son mucho más sencillos y rentables. Estas semisíntesis emplean otras sustancias naturales como base sobre la que trabajar, de modo que mediante diversas modificaciones finalmente se transforman en el taxol. Viene a ser algo así como utilizar los retales que pertenecían a viejas prendas de vestir para confeccionar un nuevo vestido.

Entre todas las semisíntesis que la industria farmacéutica ha desarrollado con el objetivo de obtener tan importante fármaco quimioterápico sin necesidad de destruir el tejo que de forma natural lo contiene, destaca la que utiliza como estructura de partida a un compuesto llamado verbenona.

La verbenona es una sustancia aromática abundante de forma natural en el aceite de romero (Rosmarinus officinalis) pero cuya obtención es tan difícil y costosa como la del propio taxol. Así que parece que nos encontramos en un bucle sin fin, pues si para obtener químicamente el taxol necesitamos recurrir al retal de la verbenona, pero esta a su vez es una sustancia muy difícil de extraer, ¿qué solución nos aporta? Bueno, pues en realidad ha llegado el momento en el que por fin hacen aparición nuestros microscópicos protagonistas, y van a ser ellos quienes de nuevo se van a encargar de darnos la solución a este problema.

Los científicos utilizan diferentes géneros y especies bacterianas para transformar de forma sencilla y barata una sustancia llamada α-pineno en la verbenona que nos permitirá a su vez sintetizar el importante taxol. El abundante α-pineno, que se obtiene con facilidad de la resina de la mayoría de las coníferas y del propio Rosmarinus officinalis, es transformado en verbenona por la acción de diversas bacterias, como Escherichia coli o Pseudomonas putida, e incluso mediante la acción de hongos tan comunes como el Aspergillus niger.

De esta forma, los microorganismos actúan como magos de la química, siendo capaces de transformar sustancias abundantes y no demasiado útiles, como el α-pineno, en otras mucho más escasas y provechosas, como la verbenona o el taxol, que nos permiten combatir el cáncer sin tener que destruir los antiquísimos y difícilmente recuperables bosques de tejos. Pero si queremos conocer un microorganismo que en la actualidad se pueda considerar el David Copperfield de la industria de los quimioterápicos, debemos adquirir las entradas para ver la increíble función que representa la bacteria Sorangium cellulosum.

Bacterias pertenecientes a la especie Sorangium cellulosum capaces de sintetizar unas sustancias llamadas epotilonas que presentan una enorme actividad antifúngica y se postulan como prometedores quimioterápicos.

En 1987, unos científicos del Centro de Investigación de Biotecnología Gesellschaft estaban enfrascados en la búsqueda de nuevas sustancias con las que combatir y eliminar a los hongos. Las bacterias y los hongos son en el mundo microscópico lo que madridistas y culés en el ámbito del fútbol, motivo por el cual los científicos buscaban armas contra los hongos en el bando de sus acérrimos enemigos. Entre las bacterias con las que estaban trabajando se encontraba un microorganismo que habita en los suelos y que destaca por poseer un gigantesco material genético; se trataba de Sorangium cellulosum. Los investigadores alemanes cultivaron esta bacteria en un medio que contenía celulosa como alimento, y el microorganismo no tardó en agradecérselo transformando el abundante polisacárido en unas extrañas sustancias llamadas epotilonas.⁵

Tal como esperaban sus descubridores, las epotilonas se comportaban como potentes antifúngicos que protegen a la bacteria de la acción de los hongos, pero pocos años después de este descubrimiento investigadores norteamericanos encontraron una nueva y mejor utilidad para estas sustancias que fabrica S. cellulosum a partir de la celulosa. En la actualidad, las epotilonas, y sustancias derivadas de ellas, están empezando a ser utilizadas para tratar neoplasias resistentes a otros quimioterápicos, en especial cánceres de ovario y pecho resistentes al taxol.

Probablemente todos nosotros estemos, por desgracia, acostumbrados a oír hablar de la resistencia que frente a los antibióticos han desarrollado muchas bacterias. El mal uso que durante años hemos estado haciendo de estos fármacos y la propia naturaleza de los microorganismos son los responsables de que nos encontremos en una situación bastante complicada, que nos está obligando a buscar desesperadamente nuevos fármacos que colaboren en nuestra eterna batalla contra los patógenos. Pero también es probable que pocos de entre nosotros sepamos que, al igual que las bacterias, nuestras propias células pueden rebelarse y volverse resistentes frente a ciertos fármacos, y que, por tanto, estos dejen de sernos útiles. Pues bien, eso es exactamente lo que sucede con algunas supercélulas cancerosas que se vuelven inmunes a la kriptonita que tiempo atrás las habría aniquilado sin ningún problema; y desgraciadamente el taxol es uno de los quimioterápicos que más resistencias produce entre las dañinas células mutadas.

Para que el taxol desempeñe su función y destruya a la célula cancerosa es imprescindible que penetre y actúe en el interior del mutante, pero con el tiempo algunas células han desarrollado una sencilla estrategia que impide al taxol llevar a cabo su importante tarea de exterminación. Ciertas células cancerosas son capaces de fabricar una proteína que, dispuesta sobre su membrana plasmática, forma una especie de poro que comunica el interior de la célula con el exterior. Se trata de un poro regulable que se abre y se cierra, de modo que la célula se deshace del quimioterápico bombeándolo al exterior a través de él, mientras continúa tranquilamente con su vida a la vez que consume la del enfermo.

Las epotilonas que inicialmente fueron sintetizadas utilizando S. cellulosum están siendo modificadas químicamente con el objetivo de tratar enfermedades neoplásicas en las que han aparecido resistencias a otros quimioterápicos; y aunque todavía se encuentran en la fase de estudio clínico, su menor susceptibilidad a los mecanismos de resistencia que suelen desarrollar las células cancerosas nos hace ser tremendamente optimistas de cara al tratamiento futuro de cánceres que se muestran invulnerables ante otros fármacos.

Esteticistas microscópicas

La nueva revolución industrial que están impulsando los microorganismos no queda restringida a la ya de por sí muy importante fabricación de tejidos humanos, síntesis de vitaminas, elaboración de quimioterápicos, preparación de corticoides y producción de otras muchas sustancias de interés farmacológico, sino que además las increíbles habilidades que presentan las bacterias han llegado a abrirles de par en par el glamuroso y exclusivo mundo de la lucrativa industria de la moda y la belleza. No se trata de que nos vayamos a encontrar a los microbios marcando pómulos y desfilando con el culo apretado por la pasarela Cibeles ataviados con extraños vestidos diseñados por extravagantes modistos; pero sí que es muy probable que muchos de los personajes que por allí se dejen ver hayan modificado sus rostros y facciones por obra y gracia de una peligrosa bacteria: Clostridium botulinum.

Clostridium botulinum es un microorganismo que odia profundamente el oxígeno del aire, por lo que vive escondido en el suelo encapsulado en forma de esporas que le protegen de tan venenoso gas, mientras espera su oportunidad para desarrollarse en un medio que le sea más benigno. Con frecuencia las esporas que cobijan a la bacteria terminan contaminando a ciertos alimentos con los que elaboramos las conservas, y si estas no han sido adecuadamente esterilizadas, el ermitaño microorganismo no dudará en abandonar su estado de letargo y empezar a desarrollarse en el nuevo entorno. Cómodamente instalada en su flamante y recién adquirido hogar, la bacteria se alimentará y se multiplicará mientras, como consecuencia de su metabolismo, libera al medio una terrible sustancia: la toxina botulínica.

Esta toxina fue descubierta a finales del siglo XIX gracias a un curioso y fatal episodio de intoxicación que sufrieron los integrantes de la orquesta encargada de honrar la memoria de un importante difunto durante las exequias que en su honor se estaban desarrollando en una pequeña y provinciana ciudad del norte de Bélgica. Una vez concluidos los rezos y los cantos fúnebres, los músicos fueron amable e inocentemente convidados por la familia del fallecido a degustar un rico jamón que había sido conservado durante cuatro meses en salmuera, y que como no podía ser de otra forma ocultaba las letales toxinas de C. botulinum. En pocas horas, algunos de los músicos pasaron de invitados en un funeral ajeno a convertirse en protagonistas del suyo propio donando involuntariamente su cuerpo a la ciencia, pues el microbiólogo belga Emil Pierre van Ermengem aisló por primera vez las esporas de la letal bacteria tanto en los órganos de los fallecidos como acompañando al sabroso jamón de cerdo que previamente habían degustado.

La toxina botulínica es uno de los venenos más potentes que ha conocido la humanidad, y es responsable de la muerte de cientos de personas, muchas de ellas niños, todos los años. Su letalidad ha alcanzado tales cotas de fama que se especula con que algunos países, desde la Alemania nazi hasta el Irak de la dictadura de Saddam Hussein, poseían importantes reservas de esta sustancia para ser utilizada como poderosa arma biológica. Sin embargo, en la actualidad este compuesto químico —que sin duda nos resultará más familiar bajo el seudónimo de botox— se asocia en mayor medida con los tratamientos estéticos que con su potencial utilidad como arma bacteriológica. Pero en realidad su forma de actuar, ya sea como esteticista o como soldado, es exactamente la misma, tan solo cambia el contexto y, por supuesto, la dosis en que se utiliza.

La toxina botulínica se encuadra dentro de las denominadas genéricamente como neurotoxinas debido a que su acción se lleva a cabo directamente sobre el sistema nervioso. Esta sustancia impide que los músculos reciban las órdenes del sistema nervioso, provocando una parálisis muscular que, cuando afecta a los músculos implicados en la respiración, desencadena la muerte del individuo.

Debemos tener en cuenta que los músculos son tan solo unos «mandados» que obedecen sin rechistar las órdenes que les envían el encéfalo o la médula espinal. Así, todos nuestros músculos se comportan como los soldados de un ejército disciplinado que cumplen ciegamente las instrucciones de su superior. Para que una mano coja un vaso de la encimera, una pierna golpee un balón, o los músculos intercostales y el diafragma ejerzan su imprescindible colaboración en el proceso de la respiración, es necesario que nuestro sistema nervioso envíe la señal adecuada. Y esta orden llega a través de los nervios que conectan diferentes partes del sistema nervioso con los músculos.

Cuando quiero que mis hijos ordenen los juguetes que han dejado repartidos por el cuarto suelo hacerles llegar la información dando las cuatro voces de rigor para que a la tercera o cuarta vez, si es que hay suerte, me hagan caso y recojan su habitación. Pues nuestro sistema nervioso utiliza una táctica similar a la del padre desesperado, pero mucho más efectiva, con el objetivo de que los músculos se contraigan y obedezcan sus órdenes ciegamente; solo que en vez de desgañitarse a base de bramidos que se lleva el viento, la neurona simplemente libera sobre ellos una sustancia que los activa llamada acetilcolina.

La toxina botulínica va a actuar a modo de eficaz tapón para los oídos, impidiendo que las neuronas que conectan con el músculo liberen la acetilcolina y, por tanto, dejando incomunicado al músculo y provocando su parálisis. La toxina botulínica bloquea la comunicación entre el sistema nervioso que elabora las órdenes y el músculo que debe ejecutarlas, de manera que esta falta de comunicación se manifiesta en forma de parálisis, que cuando, por ejemplo en una intoxicación alimenticia, afecta a los músculos implicados en la respiración, se muestra mortal de necesidad.

En los años setenta del siglo pasado, el oftalmólogo norteamericano Alan Scott tuvo la genial idea de utilizar una pequeña dosis de la peligrosa toxina fabricada por C. botulinum para tratar el problema de estrabismo que presentaba uno de sus pacientes. La falta de comunicación entre los músculos oculares y el sistema nervioso encargado de controlarlos provocó en ellos una relajación, similar a la que observo en mis hijos cuando hacen como que no me oyen, que mejoró la distraída mirada del paciente, pero es que además generó una tremenda distensión en la dermis superficial que hacía desaparecer como por arte de magia las patas de gallo de los enfermos.

De esta forma, como si de una microscópica Cenicienta se tratara, la temida bacteria C. botulinum nacida en los oscuros arrabales de las profundidades del suelo se ha levantado contra su naturaleza para alcanzar el éxito y ser reclamada por los individuos más vip y poderosos de la especie humana. La toxina botulínica producida por C. botulinum constituye la mejor y más valorada herramienta que utilizan los cirujanos plásticos para eliminar las arrugas de los rostros envejecidos por el implacable paso del tiempo. Sin embargo, los usos de esta sustancia han trascendido del campo de la estética, y hoy en día la toxina botulínica se utiliza para mitigar ciertos tics nerviosos y dolorosas tortícolis, tratar la excesiva sudoración y la hipersalivación patológica e, incluso, para combatir las terribles migrañas.

Después de conocer que hay bacterias que son capaces de producir celulosa en grandes cantidades con la que podemos elaborar desde papel, audífonos o uñas sintéticas hasta diseñar tejidos humanos que sustituyan eficazmente a la piel dañada de un enfermo. Después de saber que existen microorganismos que a modo de trabajadores hiperespecializados poseen la destreza para diferenciar entre dos enantiómeros y el talento para dirigir un proceso de síntesis hacia la obtención del más útil de los dos compuestos. Después de percatarnos de la existencia de unos microbios que, a modo de ilusionistas, tienen la habilidad para transformar sustancias que nos son inútiles en importantes compuestos químicos que pueden salvar vidas. Después de ser testigos del gigantesco impacto que una bacteria y su toxina están teniendo en el mundo de la estética y de la medicina. Después de todo lo visto, ¿alguno se atreve a negar que vivimos tiempos novedosos y sorprendentes?, ¿alguien osa dudar que nos encontramos inmersos en una nueva Revolución Industrial, en la Revolución Industrial de los microorganismos?

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NUESTRAS ALIADAS LAS BACTERIAS

Cada mañana, cuando al volante del viejo y oxidado Renault 11 recorro los veinte kilómetros que separan mi casa del instituto donde adormilados esperan mis alumnos, no puedo evitar sentir una mezcla de entusiasmo y felicidad. Y aunque en verdad me gusta, y mucho, mi trabajo, estas sensaciones que me abordan a 80 kilómetros por hora nada tienen que ver con mi profesión. Del mismo modo que los trayectos diarios de ida y vuelta desesperan a todo conductor que se ve atrapado en la densa tela de araña temporal tejida entre mi vehículo y la línea continua de la carretera, a mí me regalan la oportunidad de disfrutar, ¡y de qué modo!, de un paisaje y de una vida salvaje espectacular. En tan solo dos decenas de kilómetros, la llanura cerealista se ve salpicada, aquí y allá, por centenarias encinas. Minúsculos pueblos que, con sus casas de piedra y calles sin asfaltar, a duras penas se hacen hueco entre el bosquecillo de chopos y alisos que permanentemente acompañan al río. Sobrios robles melojos, duros como el carácter de los pobladores de estas tierras castellanas, responden a las extemporáneas heladas de la zona ocultando sus brotes hasta bien iniciado el verano. La enorme y esquiva sombra del águila imperial resbalando sobre el asfalto, las carreras infinitas de las asustadizas avutardas, la acechante espera suspendida sobre viejos cables telefónicos de rechonchos ratoneros y pequeños cernícalos… A la placentera certidumbre que suministra el familiar encuentro con los parroquianos habituales se une la sana inquietud de descubrir a otros esquivos habitantes de estas hermosas tierras. ¿Aparecerá de nuevo el corzo?, ¿habrá regresado ya el milano negro?, ¿se dejará ver algún jabalí?

Tal como sucede con mis cada vez menos frecuentes copilotos, más atentos a los bandazos que doy con el coche cuando miro hacia el cielo tratando de identificar una rapaz que a las maravillas naturales que se les presentan durante el trayecto, me imagino que algunos lectores pensarán que soy un poco ñoño y ridículo. Pero en realidad las emociones que un paisaje natural, el armónico canto de un ave o el ácido olor a tormenta ejercen sobre mi espíritu no son más que el nítido reflejo en el que se reconoce nuestra propia condición, y que revela claramente la indisoluble vinculación que todos los humanos tenemos con el medio natural al que pertenecemos y del que formamos parte.

Pero más allá de esta perspectiva emocional y subjetiva que algunos sin duda rechazarán, lo cierto es que también somos organismos materialmente dependientes de otros organismos. De una forma más pragmática, la realidad es que el desarrollo de nuestra especie se sustenta sobre el aprovechamiento y la alianza con otros seres vivos. Lo que hace que cualquiera de ellos, desde el minúsculo ratón hasta la gigantesca secuoya, trascienda a su propia relevancia individual y cobre una inusitada importancia en la historia de ese homínido que hace 200.000 años se irguió entre los pastos de la sabana africana para dominar y someter al mundo. De este modo, si somos reacios a aceptar las conexiones espirituales que nos vinculan con la naturaleza, al menos tendremos la excusa de nuestra inevitable dependencia material de ella para proteger la cada vez menos heterogénea diversidad de organismos que pueblan este pequeño planeta rocoso. Las alianzas que hemos establecido, y a buen seguro seguiremos sellando, con los seres vivos de este planeta nos han permitido desarrollarnos como especie y mejorar nuestra calidad de vida. Y no debemos desdeñar a ningún organismo por extraño e inútil que nos pueda parecer, pues algunas de estas alianzas han sido, cuando menos, sorprendentes y totalmente inesperadas.

A priori, ¿qué beneficios podríamos obtener del pacto con un extraño bicho que tiene el aspecto de una vieja cacerola, cinco pares de ojos repartidos por todo el cuerpo y la sangre tan azul como el cielo dibujado por un parvulito? Pues que se lo pregunten a las poderosas empresas farmacéuticas que necesitan contratar los servicios del cangrejo de herradura americano (Limulus polyphemus) como insustituible técnico de laboratorio para que certifique la seguridad en humanos de muchos de sus productos.

Cangrejo de herradura americano (Limulus polyphemus) del que se extrae la sangre portadora de los amebocitos con la que realizar el LAL.

Limulus polyphemus es un artrópodo marino que habita en los fondos arenosos que recorren toda la costa este de Norteamérica hasta el golfo de México. Este curioso animal, que por su aspecto podría protagonizar con éxito una serie de ciencia ficción sobre alienígenas invasores, posee cinco pares de patas, una larga cola y un elevado número de ojos repletos de fotorreceptores para, paradójicamente, ver menos que tres en un burro. No obstante, su aspecto externo es irrelevante pues, como ya se han encargado de hacernos saber las películas de Disney, la belleza está en el interior. Así, en las entrañas de nuestra bestia encontramos un especial fluido vital que al contacto con el oxígeno del aire adquiere el mismo color azul que la tradición y los cuentos de hadas venían otorgando a los linajes reales, pero que en este caso tan solo se debe a la presencia de una proteína llamada hemocianina. Esta sustancia se encarga de transportar el oxígeno a cada uno de los tejidos del animal, desempeñando un papel similar al que la hemoglobina cumple en los vertebrados.

La principal diferencia entre la hemocianina y la hemoglobina responsable del color rojo de nuestra sangre, es que la primera contiene un átomo de cobre en su estructura mientras que en la segunda este metal ha sido sustituido por el hierro. Cuando nuestra hemoglobina fija el oxígeno del aire, el átomo de hierro que contiene se oxida adquiriendo el típico color rojo sangre. Exactamente lo mismo le sucede a la hemocianina en el instante en que entra en contacto con el oxígeno, solo que cuando a su átomo de cobre le sobreviene la oxidación se manifiesta coloreando la sangre de un bonito azul piscina. Pero más allá de su sorprendente color, lo que realmente nos interesa de la sangre del L. polyphemus son las células que en ella se sumergen.

Los amebocitos son las únicas células que podremos localizar en la sangre de un cangrejo de herradura, y ante la falta de compañeras que se repartan las tareas, deben ser ellas quienes ejerzan a la vez funciones transportadoras y defensivas. Y si el espectacular color azul de la sangre del animal se debe a la faceta transportadora de los amebocitos portadores de la hemocianina, es su vertiente protectora la que resulta de enorme utilidad para los humanos.

A mediados del siglo pasado, unos investigadores descubrieron que al exponer la azulada sangre de L. polyphemus frente a ciertos tipos bacterias, y como resultado de la acción defensiva de los amebocitos presentes en ella, esta respondía coagulándose y adquiriendo el aspecto de una gelatina. Desde entonces, los científicos se han dedicado a extraer litros y litros de sangre de L. polyphemus para aislar amebocitos que les permitan localizar la presencia de peligrosas toxinas bacterianas que tienen la fea costumbre de contaminar lotes de vacunas y otros productos farmacéuticos que posteriormente se utilizarán en humanos.

La técnica de análisis que aprovecha la sangre de L. polyphemus se conoce como LAL¹ (lisado de amebocito de Limulus) y permite detectar la presencia en el medio de un tipo concreto, pero muy frecuente, de sustancias químicas llamadas genéricamente endotoxinas. Estas sustancias se localizan de forma exclusiva en la pared celular de las bacterias Gram negativas, que suelen ser las sospechosas habituales de contaminar las muestras en los laboratorios.

El LAL comienza con la captura y extracción del suero sanguíneo de los cangrejos de herradura, que tras la recolección de una parte de su sangre serán liberados de nuevo en su hábitat. Posteriormente se mezclan unas gotitas del fármaco que se quiere analizar con una pequeña cantidad del aislado de amebocitos; y si, debido a la interacción de las proteínas presentes en la membrana del amebocito del cangrejo con las endotoxinas bacterianas, el medio adquiere la consistencia de la gelatina, el test ha resultado positivo y la muestra estaba contaminada. Actualmente, la USP (United States Pharmacopeia), que se encarga de establecer la calidad de los medicamentos en Estados Unidos, obliga a utilizar la técnica del LAL para detectar la presencia de tóxicos en la mayoría de los fármacos, fundamentalmente vacunas, que deben ser utilizados en humanos por vía parenteral.

El rotundo éxito y la bien ganada fama como detector de bacterias que ha alcanzando la azulada sangre del L. polyphemus en los laboratorios de control de medio mundo, le han hecho merecedor de un premio que está reservado a unos pocos y elegidos organismos: un billete en primera clase con destino a la Estación Espacial Internacional (ISS). Allí, la sangre del cangrejo de herradura americano forma parte de un nuevo detector² que con solo unas gotas de saliva de un astronauta puede determinar si la infección que le aqueja es o no de origen bacteriano, y si está justificado el uso de antibióticos para su tratamiento en tan especial lugar del espacio.

El extraño Limulus polyphemus ha resultado ser uno de los más sorprendentes aliados que los humanos hemos encontrado entre los organismos que coexisten junto a nosotros. Pero si de lo que se trata es de buscar entre todos los seres vivos de este planeta un bando aliado en el que abunden organismos que nos presten sus servicios ese es, sin duda, el reino de las bacterias.

Puede resultar sorprendente, más que nada por la mala fama que parece perseguir a estos organismos microscópicos, que las bacterias puedan ser nuestras mejores aliadas. Pero la realidad es que el vínculo que hemos establecido con estos antiguos y minúsculos seres vivos nos ha sido tremendamente beneficioso, pues solo con su valiosa ayuda hemos sido capaces de enfrentarnos a perseverantes plagas que destruyen nuestros cultivos, combatir a algunas de las enfermedades infecciosas más letales para el hombre, e, incluso, nuestros pequeños socios se han disfrazado de Grissom para, a lo CSI, proporcionarnos las herramientas que nos ayuden a identificar un cuerpo y a desenmascarar a su asesino.

Insecticidas a base de bacterias

De igual forma que John Wayne y Clint Eastwood son dos clásicos de las películas del oeste cuya omisión devaluaría una antología dedicada al mundo del Western, la ausencia de Bacillus thuringiensis en una revisión que tiene por objetivo analizar las bacterias aliadas del hombre sería del todo imperdonable. Fundamentalmente porque Bacillus thuringiensis, conocida cariñosamente entre los agricultores como Bt, no es solo la primera bacteria que se utilizó como insecticida, sino que además es el plaguicida de origen biológico más empleado en la actualidad.

Con las primeras luces del siglo XX, un lustro antes de que naciera el propio John Wayne, B. thuringiensis³ fue descubierto para la ciencia por un investigador japonés. Ishiwata Shigetane se encontraba estudiando una enfermedad que afectaba a los gusanos de seda y que amenazaba con diezmar a la población de productores de tan delicada y lucrativa materia prima. Shigetane localizó en el interior de los gusanos enfermos un tipo de bacteria por entonces desconocida, poseedora de la habilidad para fabricar letales toxinas que destruían sin piedad los tejidos internos del animal condenándole a una muerte segura. En la actualidad sabemos que Bt es capaz de fabricar decenas de sustancias tóxicas como las que exterminaban a los gusanos de seda y que afectan de forma selectiva a otros muchos tipos de insectos. Esta variedad de toxinas con actividad insecticida está constituida por unas sustancias en forma de pequeños cristales que se agrupan bajo el nombre genérico de δ-endotoxinas o proteínas Cry.

El mecanismo de destrucción que utilizan estas toxinas está bastante extendido dentro del mundo de los patógenos, y viene a ser algo similar a pinchar un globo con un alfiler. Así, cuando las δ-endotoxinas ingeridas por las larvas alcanzan el intestino del insecto, se unen a la membrana de las células que lo forman y simplemente las agujerean. Los poros provocados por la toxina bacteriana inducen la destrucción de las células intestinales y con ello sellan el funesto destino del insecto.

Lo más interesante de las toxinas creadas por Bt es que su peligroso mecanismo de acción es tremendamente efectivo con las células de insectos y gusanos, pero se muestra totalmente inofensivo con los vertebrados. Esta característica es la principal diferencia que presentan los insecticidas elaborados a base de toxinas de Bt respecto a los plaguicidas de origen químico, pues estos últimos no suelen diferenciar entre las plagas que deben eliminar y el resto de seres vivos a los que deberían respetar. El uso de las δ-endotoxinas de Bt permite eliminar las plagas sin contaminar el agua o el suelo y sin afectar al resto de organismos. Además, frente a la gran cantidad de resistencias que aparecen en los insectos cuando son tratados durante largos e intermitentes periodos con sustancias procedentes de la síntesis química, la gran variedad de proteínas Cry que se pueden utilizar como plaguicidas disminuye radicalmente la probabilidad de aparición de dichas resistencias.

Bacterias pertenecientes a la especie Bacillus thuringiensis (Bt) utilizadas como insecticida por su capacidad para sintetizar δ-endotoxinas.

Los insecticidas elaborados a base de esporas y δ-endotoxinas de B. thuringiensis presentan muchas ventajas frente a los plaguicidas clásicos de origen químico, pero no están exentos de ciertos, y relevantes, inconvenientes. El más importante hace referencia a la baja estabilidad de la propia toxina, que es degradada con rapidez cuando sobre ella incide la radiación ultravioleta procedente del sol. A esta importante contrariedad se une la posibilidad de ser arrastrada por el agua de lluvia, y la dificultad que estas sustancias tienen para alcanzar las partes internas del vegetal donde actúan las larvas de algunos insectos. La verdad es que es una pena que la propia planta no pueda fabricar las toxinas de B. thuringiensis para protegerse ella misma de las plagas que la acosan. Cierto, la naturaleza no ha dotado a los vegetales de la capacidad para sintetizar tan útiles sustancias que la defiendan del implacable ataque de insectos y gusanos; esa tarea se la ha dejado a los científicos.

Las δ-endotoxinas son proteínas y, por lo tanto, la bacteria posee en su material genético los genes que, a modo de receta, codifican la información para poder sintetizarlas. Las plantas, al carecer de estos genes, no saben cómo fabricar las toxinas bacterianas que tan valiosas les serían para defenderse de las plagas, pero entienden perfectamente el idioma en el que estas están escritas. ¡Ay!, si estos vegetales pudiesen echar un rápido vistazo a la chuleta con las instrucciones… Bueno, pues los científicos se van a encargar de soplar a las plantas todas las respuestas escritas en el examen de la bacteria para que ellas mismas elaboren sus propias δ-endotoxinas. Solo que la única forma de hacerlo es insertando en el genoma de las células de la planta los genes de B. thuringiensis que contienen la información para producir las toxinas, y eso no va ser fácil.

La estrategia más habitual para introducir los genes que permiten fabricar las δ-endotoxinas de B. thuringiensis en un vegetal consiste en utilizar un plásmido. En capítulos anteriores hemos conocido que un plásmido es simplemente un pequeño fragmento de ADN circular que las bacterias intercambian mediante un proceso llamado conjugación, y que les permite adquirir genes «especiales». Esta técnica la hemos utilizado para introducir el gen humano que codifica la insulina o la hormona de crecimiento en las bacterias, transformando un grupo salvaje de microorganismos en un rebaño doméstico que nos abastece de tan importantes sustancias. Pero introducir plásmidos en las plantas no nos va a resultar tan sencillo como hacerlo en las bacterias, por el simple y obvio motivo de que las plantas no son bacterias.

Las bacterias están acostumbradas a intercambiar plásmidos entre ellas, por lo que es relativamente sencillo conseguir que acepten, sin demasiado reparo, los plásmidos modificados que queremos introducirles. Pero las células de una planta no poseen plásmidos, estas estructuras son extrañas y desconocidas para ellas, por lo que jamás van a internalizarlas motu proprio, y menos aún van a unir los genes presentes en este extraño elemento a su propio y valioso material genético. Pero por suerte siempre hay un roto para un descosido, y resulta que existe una bacteria muy dañina para algunas plantas llamada Agrobacterium tumefaciens que hace a las células del vegetal precisamente lo que nosotros necesitamos: introducirles plásmidos.

Agrobacterium tumefaciens es una bacteria que, como tantas otras, vive arrastrada en el suelo, pero que, lejos de resignarse al tan miserable destino que le ha sido asignado, tiene el propósito de alcanzar algún día las alturas. En busca de una oportunidad para prosperar, el microorganismo no pierde la ocasión de penetrar en una planta a través del mínimo rasguño que esta presente, y allí, alejada de la superficie, establece su nuevo hogar. Para asegurarse un buen cobijo y la abundancia de nutrientes, A. tumefaciens introduce en las células del vegetal un gigantesco plásmido que los científicos han bautizado como plásmido Ti.⁴ Formando parte de la estructura de este fragmento circular de ADN bacteriano encontramos una pequeña región denominada DNA T, que a su vez contiene una pareja de genes imprescindibles para la supervivencia del microorganismo.

Una vez en el interior de la célula, la región DNA T con los dos genes que posee va a abandonar su sitio en el plásmido Ti para unirse al ADN de la célula vegetal que ha sido infectada. De tal forma, en el material genético de la planta no solo aparecerán sus propios genes, sino que escondidos entre ellos lo harán dos que pertenecen a la bacteria. Uno de estos genes bacterianos va a inducir la formación de grandes tumores en la planta, cuya deforme malignidad dará abrigo a las bacterias, mientras que el otro promoverá la síntesis de unas sustancias que para el propio vegetal carecen de utilidad pero que su nuevo huésped utilizará ávidamente como alimento.

Los científicos, con el objetivo de crear plantas resistentes a los insectos, se han aliado con dos especies de bacterias muy diferentes: primero localizando los genes de B. thuringiensis que contienen la información para fabricar las δ-endotoxinas de acción insecticida y, posteriormente, introduciéndolos en el plásmido Ti que A. tumefaciens utiliza para infectar a las plantas. En realidad, los genes que codifican a las δ-endotoxinas se han ubicado en el fragmento DNA T sustituyendo a los dos genes infecciosos de A. tumefaciens. De esta forma, cuando las células del vegetal expresen la información contenida en el DNA T que se ha unido a su propio genoma, no desarrollarán tumores ni fabricarán nutrientes para la bacteria, sino que sintetizarán minúsculos cristales de δ-endotoxinas que la protegerán de los insectos.

Esta compleja técnica fue la utilizada en el año 1987 para conseguir que una planta de tabaco elaborara su propio insecticida a base de δ-endotoxinas de Bt. Pero en la actualidad los genes de Bt los podemos encontrar en muchas, muchísimas, plantas: desde el maíz, pasando por el algodón o el tomate, hasta incluso en las patatas. No obstante, no todas ellas pueden recibir los genes de Bt utilizando los plásmidos Ti de A. tumefaciens; en algunos casos hay que recurrir a técnicas muy diferentes para que la planta acepte los genes de la bacteria.

Una de estas técnicas, que no me resisto al menos a bosquejar, sería sin duda la preferida por John Wayne, Clint Eastwood y cualquier pistolero del Western americano, pues consiste en tirotear a las pobres células vegetales con unas microscópicas partículas de oro en cuya superficie se ha fijado el material genético que queremos unir al ADN de la planta. Y no debéis preocuparos por el vegetal porque, aunque de un modo un poco brusco, lo único que estamos haciendo es «vacunándolo» frente a los insectos.

¡Ah!, y no se lo digáis a nadie, pero cuando mediante el uso de plásmidos o directamente a tiros introducimos los genes de B. thuringiensis en el genoma de una planta, lo que estamos haciendo es crear ¡un organismo transgénico!

Los insecticidas elaborados a base de toxinas de B. thuringiensis y el diseño de plantas transgénicas poseedoras de algunos de los genes de esta bacteria constituyen un muy buen y eficaz ejemplo de la alianza establecida entre humanos y microorganismos, pues su implementación en nuestros campos permite aumentar el rendimiento de los cultivos sin necesidad de recurrir a los peligrosos plaguicidas químicos. Sin embargo, B. thuringiensis no es la única bacteria con la que los humanos hemos establecido fructíferas negociaciones que nos permiten proteger nuestros campos y nuestras casas del insidioso y peligroso acoso de los insectos. Existe una bacteria cuya curiosa aversión por los machos de cualquier especie nos puede ser profundamente útil, no solo para combatir las plagas que reducen el rendimiento de nuestros cultivos, sino también para disminuir la prevalencia de una importante enfermedad infecciosa que afecta a más de ¡300 millones de personas cada año!

Las bacterias que no amaban a los varones

Menuda sorpresa me llevé cuando tras varias semanas de leer y releer cada párrafo en el que Homero combinaba magistralmente las batallas terrenales que dirimían griegos y troyanos con las disputas celestiales que, a modo de debates televisivos, mantenían los dioses del Olimpo, resulta que la historia se da por terminada incluso antes de que tengan lugar los funerales por el añorado Héctor. Este literario coitus interruptus que me provocó la intensa relación que durante unos días había establecido con la Ilíada, me dejó completamente confundido y desolado. Pero ¿dónde diablos está la historia del famoso caballo?, ¿por qué no dice nada de la muerte de Aquiles?, ¿ni tan siquiera nos va a contar cómo termina la guerra? Con un cabreo monumental le pregunté a mi compañero de literatura qué narices había pasado con el desenlace de la guerra de Troya. Pero si hasta los guionistas de la peli de Brad Pitt habían tenido el cuajo de darle un final a semejante bodrio. Pues, con la misma paciencia que siempre muestra con sus alumnos más rebeldes, mi colega me hizo saber que todas esas historias que culminan con la destrucción de Troya no aparecen en la Ilíada, sino que están escritas en otros catorce libros que se conocen como las Posthoméricas.

Así que una vez revelada mi supina ignorancia ante mis compañeros de claustro, pero contento y ansioso por poder poner un final a la historia de amor entre Elena y Paris, me dispuse a leer el primero de los libros que no escribió Homero sino otro poeta llamado Quinto de Esmirna. Como recompensa a mi persistencia no tuve que leer demasiado para encontrar un nuevo personaje que, más allá de Príamo o de Menelao, llamara profundamente mi atención, y que a la vez generase en mí una pequeña inquietud que me hizo plantearme seriamente si mi obsesión por los microorganismos empezaba a ser ya algo patológico. Y es que la hermosa y dura Pentesilea que acudió con sus mujeres guerreras en ayuda de los troyanos se dibujaba en mi cerebro adquiriendo la forma de una famosa bacteria llamada Wolbachia.⁵ ¿Qué extraña y enfermiza ruta cognitiva podía haber seguido mi cerebro para vincular una bellísima mujer mitológica con un microorganismo cuyas formas recuerdan a las de una salchicha deforme?

Obviamente, tan extraña asociación nada tenía que ver con el aspecto físico de ambas protagonistas, sino con una característica que definía a Pentesilea y tenía continuidad en Wolbachia: la profunda aversión que ambas, amazona y bacteria, manifiestan por todo aquello que huela a masculino. Así, si en la tribu de la amazona Pentesilea estaba prohibida la presencia de los hombres y cualquier bebé del género masculino, fruto de esporádicos encuentros con extranjeros, eran eliminado sin piedad, en el mundo de Wolbachia los machos simplemente no tienen cabida, pues son un prescindible estorbo para los intereses de la bacteria.

En la imagen de la izquierda, Aquiles dando muerte a Pentesilea. La imagen aparece en un jarrón perteneciente al British Museum de Londres. En la imagen de la derecha, la bacteria Wolbachia pipientis. © DEA Picture Library - Age Fotostock.

Wolbachia pipientis fue descubierta, no por casualidad, en el interior de los ovarios del mosquito hembra de la especie Culex pipiens. Y decimos que no es fruto del azar que Wolbachia se localizase por primera vez dentro de un animal porque estos microorganismos son parásitos obligados cuya existencia solo es posible en el interior de un hospedador que los aloje. Pese a todo, esta limitación no ha supuesto ningún problema para su supervivencia pues se trata de la bacteria más abundante del mundo que infecta a nada menos que al 40 % de los invertebrados, récord mundial que la convierte en la responsable de una pandemia como no ha habido otra en este planeta.

El rotundo éxito de Wolbachia se fundamenta en su mecanismo de infección, pues no necesita abandonar el cuerpo de un invertebrado para encontrar a otro que la cobije. Simplemente tiene que infectar los óvulos de la hembra en la que se oculta para pasar directamente a colonizar y parasitar a la siguiente generación de jóvenes hospederos. Y precisamente esta es la causa que justifica su peculiar misandria, puesto que tan solo las hembras son capaces de propagar la infección de Wolbachia entre sus descendientes: la bacteria no puede viajar en los espermatozoides y los machos, al no desarrollar huevos, son un callejón sin salida para el microorganismo. Es tal la aversión que la bacteria manifiesta por los machos que el proceso evolutivo ha provisto a Wolbachia de múltiples estrategias diferentes para deshacerse de ellos.

Una de las tácticas que implementa el microorganismo, que lo acerca más aún a las terribles costumbres de las amazonas de la mitología griega, consiste en provocar la muerte de las larvas masculinas de los invertebrados a los que parasita. Todavía se desconoce cómo la bacteria es capaz de reconocer el sexo de la larva en la que se encuentra, ni tampoco se sabe el mecanismo que utiliza para inducir su muerte en el caso de que se trate de un macho. Pero sí se ha observado como las larvas femeninas de mariposa africana (Acraea encedon) se ven beneficiadas al alimentarse de sus hermanos fallecidos por la acción suicida de la minúscula bacteria que heredaron de su madre. Este es el motivo por el que los machos de mariposa africana son tan escasos, casi tanto como los de las cochinillas (Armadillidium vulgare) que encontramos en el campo al levantar casi cualquier piedra. La responsable de la falta de machos entre los crustáceos de Armadillidium vulgare es, por supuesto, nuestra Wolbachia, pero en este caso concreto no se debe al cruel androcidio cometido sobre las inmaduras larvas, sino a un episodio de cambio de sexo que sufren los machos jóvenes de cochinilla en desarrollo.

El sexo en Armadillidium vulgare se determina cromosómicamente de forma similar a como sucede en nuestra especie, solo que en el mundo de las cochinillas el individuo que presenta los dos cromosomas sexuales idénticos (ZZ) es el macho y el que posee una pareja heterogénea de cromosomas sexuales (ZW) es la hembra. No obstante, para que un macho llegue realmente a serlo no basta con la sola presencia de los cromosomas ZZ, también es imprescindible la expresión de ciertos genes que, contenidos en estos cromosomas, inducen el desarrollo de los testículos. Probablemente ya intuyamos que es lo que hace Wolbachia con los jóvenes machos de cochinilla a los que infecta con el objetivo de evitar que desarrollen sus gónadas masculinas y se conviertan en prisiones biológicas que recluyan a la bacteria a perpetuidad. El microorganismo no puede determinar qué cromosomas sexuales heredan las larvas, pero sí puede impedir que se expresen los genes de la masculinidad que inducen el desarrollo de los testículos, provocando que la cochinilla, aunque posea la pareja idéntica de cromosomas sexuales, sea y se comporte como una hembra. Esta curiosa estrategia de transexualismo permite a Wolbachia utilizar a las verdaderas hembras (ZW) y a las hembras inducidas (ZZ) como plataformas de lanzamiento de huevos infectados que aseguren su supervivencia, a la vez que poco a poco va disminuyendo la presencia de los verdaderos machos entre la población de Armadillidium vulgare.

Armadillidium vulgare es un pequeño crustáceo también conocido como bicho bolita que podemos encontrar fácilmente bajo las piedras del jardín.

Además del cruel androcidio infantil y de la almodovariana transformación de jóvenes machos en hembras, otra interesante maniobra que Wolbachia puede poner en juego con el objetivo de limpiar su horizonte de inútiles machos es una táctica que se conoce como la incompatibilidad citoplasmática.

Tal como hemos visto, la bacteria es incapaz de viajar dentro de los minúsculos espermatozoides del macho al que ha parasitado, pero curiosamente sí puede marcarlos con un regalo envenenado en forma de toxina que los va a incapacitar para fecundar los óvulos de una hembra no infectada. La toxina liberada por Wolbachia provoca que el material genético portado por el gameto masculino se condense durante el intento de fecundación de un óvulo, de tal forma que la fertilización del huevo nunca se llega a producir. La incompatibilidad citoplasmática solo sucede cuando los óvulos que quiere fecundar el macho pertenecen a una hembra no infectada, ya que este cruce perjudicaría notablemente a Wolbachia al dar como resultado una descendencia que se habría librado completamente de la bacteria. Pero ¿qué sucede si la hembra con la que se aparea nuestro macho infectado también está parasitada por la bacteria? Pues en este caso la situación es bien distinta ya que la incompatibilidad nunca se manifiesta cuando la hembra es la portadora de la bacteria. Los huevos de una hembra infectada son poseedores de una antitoxina que neutraliza la acción de la toxina presente en los espermatozoides del macho infectado, permitiendo que la fecundación llegue a buen puerto y que toda la descendencia que surge de este encuentro sea portadora de Wolbachia.

Macho
Hembra
Fecundación
Descendencia

Infectado
No infectada
No
(incompatibilidad
citoplasmática)
-

Infectado
Infectada
Sí
Infectada

No infectado
Infectada
Sí
Infectada

No infectado
No infectada
Sí
Infectada

En esta tabla podemos observar los posibles apareamientos entre machos y hembras de una especie parasitada por Wolbachia.

Mediante la incompatibilidad citoplasmática se impide que los machos infectados, incapaces de extender la epidemia, tengan descendencia con hembras no infectadas, y de esta forma la bacteria se asegura de que solo sean viables aquellos apareamientos que favorezcan su propagación. Esta estrategia tiende a favorecer la proliferación de la bacteria entre los organismos a los que infecta, pero también constituye una gran oportunidad que los humanos podemos aprovechar para combatir las plagas que azotan a nuestras cosechas.

De este modo, imaginemos que hay una especie de insecto que nunca ha sido parasitado por Wolbachia y al que vamos a denominar A, aunque que podríamos bautizarlo con decenas de nombres reales. El insecto A ataca sin piedad a los cultivos de una determinada planta, disminuyendo su rendimiento y obligándonos a utilizar insecticidas químicos que no solo ocasionan una inversión económica importante, sino que además contaminan el entorno. Ahora pensemos en Wolbachia, en su aversión natural por los machos y en la estrategia de la incompatibilidad citoplasmática que impide a los machos parasitados por el microorganismo tener descendencia con una hembra no infectada. A que también a nosotros se nos ocurre cómo aliarnos con la bacteria para terminar con la plaga originada por el insecto A.

Pues así es, los científicos liberaron en la superficie ocupada por los cultivos a cientos de machos del insecto A infectados en el laboratorio con Wolbachia, con el objetivo de que compitieran con los machos silvestres no infectados por el acceso a las hembras. Cada encuentro entre macho infectado y hembra silvestre no dejaría ninguna descendencia, y poco a poco la población de estos insectos iría disminuyendo a la vez que lo harían sus efectos negativos sobre las cosechas. Además, como los machos infectados no engendran ninguna prole y las hembras silvestres de este insecto están libres de la bacteria, la población, cada vez más menguada, seguiría estando libre del patógeno.

Los buenos resultados obtenidos en el control de plagas por esta estrategia, conocida como técnica del insecto incompatible (TII), hizo a los científicos plantearse su utilidad para combatir a otros insectos que no atacan ni dañan nuestros cultivos pero que son responsables de la muerte de millones de personas cada año.

Hembra de Aedes aegypti que con su picadura transmite el virus del dengue.

El dengue⁶ es una enfermedad infecciosa de origen vírico que es transmitida al hombre a través de la picadura de la hembra de algunas especies de mosquitos, que dicho sea de paso son las únicas que, en busca de un extra de nutrientes con los que desarrollar sus huevos, sorben nuestra sangre. Uno de los mosquitos que con mayor frecuencia actúa como vector transmisor de la enfermedad es el minúsculo Aedes aegypti que, como el dengue es una afección para la que no existe vacuna ni tratamiento, se ha convertido en el objetivo principal de todos los programas de salud pública que tratan de disminuir la prevalencia de una enfermedad que afecta a cientos de millones de personas cada año.

Durante mucho tiempo se ha combatido a Aedes aegypti con insecticidas, pero la aparición de resistencias a estos compuestos químicos hacen que esta estrategia sea cada día de menor utilidad. El uso de mosquiteras que cubran las camas tampoco parece la herramienta más adecuada para evitar las picaduras de un mosquito cuya máxima actividad se produce durante las horas de sol. De modo que entre las múltiples técnicas⁷ que en la actualidad se están desarrollando para erradicar el mosquito, no debe extrañarnos que una de las más prometedoras se apoye sobre la alianza que hemos establecido con Wolbachia.

En principio, los investigadores se plantearon utilizar la técnica del insecto incompatible infectando en el laboratorio a machos de A. aegypti con la misma Wolbachia que de forma natural es incapaz de parasitarlos. Posteriormente estos machos portadores de la bacteria serían liberados para competir por las hembras con los machos silvestres de A. aegypti. Como ya sabemos, el objetivo es que los machos infértiles desplacen a los silvestres en el entorno, para que de esta forma la población de insectos transmisores de la enfermedad comience un episodio irreversible de declive. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Monash⁸ en Australia descubrieron algo todavía más útil que la propia TII, y es que las hembras de A. aegypti infectadas con Wolbachia en el laboratorio eran ¡incapaces de contagiar el dengue con su picadura! Todavía no se conoce el mecanismo que impide a las hembras de A. aegypti parasitadas artificialmente por la bacteria transmitir el virus del dengue a los humanos, pero esta observación provocó un giro radical en la estrategia para combatir la enfermedad. En la actualidad no solo los machos sino también las hembras de A. aegypti son infectados en el laboratorio con Wolbachia y posteriormente liberados al entorno. La presencia de individuos de ambos sexos portadores de la bacteria es todavía más efectiva que la liberación exclusiva de machos infectados, puesto que se consigue que en muy poco tiempo la bacteria prolifere entre las nuevas generaciones de mosquitos silvestres, y la transmisión del virus decaiga con la misma velocidad. Precisamente esto es lo que demostró la experiencia que los investigadores de la Universidad de Monash desarrollaron en una pequeña población situada en el norte de Australia. Liberando diez mosquitos portadores de la bacteria por hogar y semana durante dos meses y medio, observaron que más del 80 % de los mosquitos A. aegypti silvestres que posteriormente recolectaron eran ya portadores de Wolbachia y, por tanto, incapaces de transmitir el dengue.

Nuestra alianza con bacterias como Bacillus thuringiensis y Wolbachia lleva décadas dando muy buenos resultados en el control de las múltiples plagas que dañan nuestros cultivos. Y esta coalición entre microorganismos y humanos, lejos de estancarse se va reforzando día a día; más aún con los nuevos experimentos de campo que demuestran la enorme utilidad que presenta la bacteria amazona en el control de mosquitos portadores de terribles enfermedades, o con el descubrimiento de una extraña bacteria acuática termorresistente que ha revolucionado la ingeniería genética.

Las bacterias y la investigación criminal

La mente humana es cuando menos desconcertante, pues aunque la mayoría de las mañanas soy incapaz de recordar el lugar donde la tarde anterior he aparcado el coche o el sitio de la casa en el que dejé las llaves, todavía hoy me sorprendo recién levantado recitándome de memoria los primeros versos de aquel poema que Quevedo dedicó a la fragilidad de la vida. Y eso que ya por entonces, cuando era un crío que memorizaba poemas en la última fila de la clase de tercero C, las palabras del poeta empezaban a chirriarme. Las plantas que afanosamente crecían aprovechando el mínimo resquicio que dejaba el hormigón en el patio del cole, los cientos de renacuajos que se apelotonaban en un pequeño charco recién formado por la lluvia en mitad de un camino, o los palos que diariamente el pobre Anacleto soportaba estoicamente de su dueño, que era más borrico que el desgraciado animal, me indicaban que la vida podría ser muchas cosas, pero desde luego nunca frágil.

La excursión que años después realizamos a las Minas de Río Tinto terminó por confirmarme el cariz metafórico de los versos del poeta y desde ese momento tuve claro que la vida no es débil ni frágil, sino todo lo contrario; entendí que la existencia es una llama que una vez que ha prendido es casi imposible de extinguir. La revelación de que entre aquellas aguas rojas como la sangre y ácidas como el sulfúrico habitaban varias especies de bacterias y proliferaban diferentes tipos de algas delató ante los ojos de un niño la verdadera naturaleza de la vida en este planeta, no como un lamento débil y frágil sino como una fuerza ingobernable que se abre paso en cualquier momento y en cualquier lugar.

En la actualidad, además de las bacterias y las algas que moran en las bermejas e inhóspitas aguas de Río Tinto, conocemos otros muchos organismos que son capaces de desenvolverse con soltura en ambientes que hasta hace muy poco tiempo consideraríamos incompatibles con la vida. Hay microorganismos que habitan en el fondo de los océanos sumergidos en la oscuridad más absoluta, otros que residen en lagos y desiertos de salinidad extrema, algunos han hecho de los pozos petrolíferos su dulce y negro hogar, e incluso unos pocos son capaces de vivir calentitos en el interior de géiseres y aguas termales.

Precisamente en este último lugar, desarrollándose apaciblemente entre pestilentes y sulfúreos vapores en un manantial del Parque Natural de Yellowstone, los científicos localizaron a una bacteria con cuya alianza pudimos dar un impulso extraordinario a la biología molecular: Thermus aquaticus.

Thermus aquaticus es una bacteria extremófila que se desarrolla en ambientes donde las temperaturas rondan los 70 ºC pero que, incluso, es capaz de soportar valores cercanos a los 100 ºC. Los superpoderes que permiten a este microorganismo colonizar hábitats donde el resto de seres vivos no pueden si quiera plantearse sobrevivir, lo han convertido en el principal protagonista de una importante técnica llamada reacción en cadena de la polimerasa o PCR (polymerase chain reaction) que ha revolucionado la biología; pero también en la responsable de que a su descubridor se le concediera el Premio Nobel, y lo que es aún más importante, que la serie CSI se venga emitiendo sin descanso en las televisiones de todo el mundo desde hace más de quince años.

Grissom, Warrick y demás personajes creados por la cadena de televisión norteamericana CBS nos han enseñado el grave error que comete un asesino cuando, confiado y pensando que ha dejado todos los cabos atados, va y torpemente olvida una colilla en el escenario del crimen. Los investigadores más famosos y molones de Las Vegas no tardarán en recoger, en la clásica bolsa para pruebas, los restos del cigarrillo inacabado, y tras analizarlo concienzudamente en el laboratorio, identificarán al delincuente. Como podemos imaginar, lo que la policía científica realmente examina es el ADN del sospechoso, concretamente parte del material genético que, perteneciente a las células del epitelio bucal del homicida, ha quedado impregnado en la boquilla del cigarrillo.

Si el análisis del ADN señala con el dedo acusador a un sospechoso, este se encontrará inmerso en un problema de mayor magnitud que si un testigo o una cámara de grabación delataran su presencia en el escenario del crimen, ya que determinadas zonas del ADN actúan como una especie de carnet de identidad biológico que permite identificar a su poseedor sin ningún género de dudas.

Durante mucho tiempo, el material genético contenido en la reseca saliva de un cigarrillo, en los rastros de semen seco que machaban la ropa interior de la víctima o en los deteriorados restos óseos de un cadáver, no servía absolutamente para nada, ya que no se podía analizar por el sencillo motivo de que la cantidad de ADN presente en ellos era ínfima. Sin embargo, en el año 1985 el bioquímico estadounidense Kary Banks Mullis elaboró una nueva técnica capaz de amplificar millones de veces el ADN presente en una minúscula muestra. La técnica, conocida como PCR,⁹ actúa como una fotocopiadora que utiliza como molde una única molécula de ADN para, en solo horas e incluso minutos, hacer millones de copias de ella.

Mullis descubrió que para el correcto funcionamiento de la PCR era imprescindible una pieza muy especial llamada Taq polimerasa, sustancia que tan solo existe en el interior de la sorprendente bacteria Thermus aquaticus.

Para poder entender el papel que desempeña la Taq polimerasa de T. aquaticus en la técnica de la PCR, primero debemos saber someramente en qué consiste este mecanismo de fotocopiado molecular.

Es de sobra sabido por todos nosotros que el ADN es el celoso guardián de la información que necesita la célula para poder vivir y desarrollarse; además, también es portador de los genes cuya interacción con el medio en el que nos desenvolvemos definen lo que somos, e incluso contiene determinadas regiones que nunca se manifiestan externamente pero que nos identifican y diferencian del resto de los individuos. Pero ¿cómo está encerrada toda esa gigantesca información dentro de una molécula de ADN?

Pues de igual forma que podemos escribir en castellano cualquier historia combinando veinticuatro consonantes y cinco vocales, o de la misma manera que emitiendo señales de forma intermitente somos capaces de elaborar un mensaje en código morse, el ADN puede codificar cualquier información que necesiten nuestras células combinando tan solo cuatro compuestos químicos. Y si para escribir un libro necesitamos recurrir a la A, a la B, a la C… para cifrar la información en el ADN precisamos de la adenina (A), la guanina (G), la citosina (C) y la timina (T). De este modo, las instrucciones para fabricar la hemoglobina que trasporta el oxígeno en la sangre, o la melanina que pigmenta de negro el pelo y la piel, están escritas en nuestro ADN combinando los cuatro compuestos químicos A, G, C y T.

Hay un aspecto tremendamente relevante cuando hablamos de la estructura del ADN, y es que si lo miramos como si de un libro de instrucciones se tratara, nos daremos cuenta de que sus páginas están duplicadas. Con el ADN sucede algo parecido a lo que probablemente hemos observado al leer las revistas que encontramos en los aviones, y que al menos a mí me ayudan a atemperar ligeramente los nervios durante el vuelo. Todos los reportajes, todas las historias y todas las noticias aparecen por duplicado: en una hoja en castellano y en la contigua en inglés. De forma similar, el ADN está formado no por dos páginas contiguas sino por dos cadenas enfrentadas constituidas por A, G, C y T y, al igual que en la revista del avión, en cada una de ellas se dice lo mismo aunque esté escrito de forma diferente. Además, por muy bien que se nos den los idiomas es mucho más sencillo saber lo que dice la cadena de enfrente de una molécula de ADN que traducir una página del inglés al castellano. Y es que las cuatro moléculas químicas que combinadas forman el ADN siempre se van a enfrentar de la misma forma: la A con la T y la G con la C. De este modo, si en una de las cadenas de ADN aparece la información codificada como TAAGCCT, tan solo deberemos seguir las reglas de complementariedad anteriores para deducir que la otra cadena debe decir ATTCGGA.

Fragmento de una molécula de ADN en la que podemos ver como las dos hebras se asocian mediante la complementariedad de sus bases nitrogenadas: Adenina (A) — Timina (T) y Guanina (G) — Citosina (C).

La doble cadena que presenta el ADN es un seguro para la propia célula, pues si una de las hebras se ve dañada tan solo debe utilizar la cadena que ha quedado intacta para, siguiendo la relación bidireccional A con T y G con C, repararla. Del mismo modo, la estructura de doble cadena permite a la célula hacer copias de la molécula de ADN, por ejemplo para repartirlas entre sus células hijas. De hecho, el material genético que poseen las células de un individuo adulto —las células de sus pulmones, vejiga, corazón, piel…— es el mismo que presentaba el pequeño cigoto unicelular que originó la fusión del núcleo de un espermatozoide de su padre con el óvulo de su madre. El material genético que posee el núcleo de cada una de los millones de células que constituyen un organismo adulto son copias de la molécula de ADN original que este heredó de sus progenitores.

Una vez que hemos esbozado superficialmente la estructura y la composición del ADN ya estamos listos para entender el funcionamiento de la técnica PCR, que nos permite hacer miles de copias del material genético, y de lo relevante que es la alianza que hemos establecido con la bacteria T. aquaticus.

Imaginemos que metidos en la piel de un científico forense nos llega a nuestro laboratorio la colilla que un sospechoso descuidadamente ha abandonado en la escena del crimen. En principio, la cantidad de ADN que podríamos extraer de la reseca saliva presente en los restos del pitillo es ínfima, y, por tanto, insuficiente para realizar el análisis que nos revele el perfil genético del sospechoso. Sin embargo, en la actualidad, gracias a K. B. Mullis, todos los laboratorios científicos poseen un aparato que es capaz de «fotocopiar» una pequeñísima cantidad de ADN y devolvernos una cantidad suficiente de material genético como para poder analizarlo sin problema. Tal como nos podemos imaginar, esta fotocopiadora molecular utiliza la técnica de la PCR y la enzima Taq polimerasa de T. aquaticus.

El proceso comienza con la separación de las dos cadenas del fragmento de ADN que se quieren copiar, y para ello es necesario calentar la muestra a una temperatura superior a los 90 ºC. Posteriormente, cada una de las hebras separadas hará de molde para, siguiendo la complementariedad A-T y G-C, ir sintetizando la otra cadena. De esta forma, tras un primer ciclo habremos duplicado el número de moléculas de ADN: a partir de la molécula original tendremos dos copias. Si repetimos el proceso, calentando de nuevo la muestra y separando las cadenas de ADN, veremos que disponemos ya de cuatro hebras que harán de molde para fabricar otras tantas moléculas de ADN idénticas. Así, la amplificación que hacemos de una molécula de ADN es exponencial, de tal modo que después de tan solo veinte ciclos habremos obtenido ¡1.048.576! fotocopias de la molécula de ADN original. Cantidad más que suficiente como para proceder al análisis y encontrar el perfil genético que identifique, sin dejar lugar a dudas, al sospechoso.

Pero ¿cuál es el papel que desempeña la bacteria T. aquaticus en todo este proceso de copia molecular?

La verdad es que durante la descripción del proceso de la PCR podemos haber pasado por alto un aspecto muy relevante. Hemos explicado que en esta técnica cada una de las cadenas del fragmento de ADN original que se desea copiar hace de modelo para sintetizar otra cadena complementaria. Sin embargo, en ningún momento hemos hecho referencia a qué o quién se encarga de ir leyendo la información de esa cadena que hace de molde a la vez que va construyendo la otra hebra complementaria. El obrero que mientras lee la secuencia de A, T, G, o C de la hebra molde y que, siguiendo la complementariedad A-T y G-C, va edificando la nueva cadena complementaria es una proteína.

Nuestras células, y las de cualquier organismo, poseen esas proteínas capaces de fabricar ADN que se denominan genéricamente enzimas ADN polimerasas. De hecho, nuestras ADN polimerasas son las encargadas de reparar los daños que se producen en una de las cadenas de ADN y de copiarlo antes de la división celular para poder entregar en herencia una copia idéntica a cada una de las células hijas. Sin embargo, nuestra ADN polimerasa, como las polimerasas de la mayoría de los seres vivos, tiene una importante limitación que impide su empleo en la técnica de la PCR: se destruye a tan solo 42 ºC.

La etapa clave de la PCR es la separación de las hebras de ADN, y este proceso se tiene que llevar a cabo a temperaturas muy elevadas, cercanas a los 90 ºC, valores a los que las polimerasas de casi cualquier organismo llevan ya tiempo inactivas. Por suerte, el hombre encontró sumergido entre las ardientes aguas termales a unos aliados que se desarrollan sin problema a temperaturas que para cualquier otro organismo serían incompatibles con la vida, y cuyas enzimas funcionan la mar de bien a los valores en los que se debe trabajar con la PCR. Por este motivo, la polimerasa de T. aquaticus, llamada Taq polimerasa, se ha convertido, como único obrero capaz de trabajar a tan drásticas temperaturas, en una herramienta imprescindible para cualquier laboratorio científico.

Nuestra asociación con la bacteria T. aquaticus para desarrollar la técnica de la PCR nos ha permitido resolver miles de investigaciones: encontrando a los culpables de un crimen y demostrando la inocencia de otros sospechosos, identificando genéticamente los restos degradados e irreconocibles de una víctima, asignado o descartando la paternidad de un individuo, o, por ejemplo, revelando la oculta identidad de uno de entre los responsables de las muertes acaecidas hace más de dos siglos entre los soldados de Napoleón.¹⁰

Fue en el otoño del año 2001 cuando, durante unas tareas de reconstrucción que se estaban desarrollando en el antiguo cuartel que el ejército soviético poseía en la actual capital de Lituania, se localizó una fosa común que contenía más de setecientos cuerpos pertenecientes a los soldados del Gran Ejército de Napoleón que se batía en retirada desde Moscú. Los soldados encontraron la muerte cuando el ejército al que pertenecían trataba de guarecerse durante el duro invierno en la ciudad de Vilna. Durante mucho tiempo se había barajado la posibilidad de que las tropas de Napoleón hubieran sido brutalmente diezmadas por la acción de enfermedades como el tifus y la fiebre de las trincheras, pero hasta ese momento nunca había podido demostrarse, y permanecía como pura y simple especulación.

Tanto el tifus como la fiebre de las trincheras son dos enfermedades transmitidas por la picadura del piojo corporal (Pediculus humanus corporis), que se esconde entre las costuras de la ropa y que solo las abandona para sorber la sangre de su incauto poseedor mientras le transmite una mortal enfermedad, ya que en el interior de algunos de estos minúsculos insectos se encuentran dos bacterias, Rickettsia prowazekii y Bartonella quintana, responsables del tifus y la fiebre de las trincheras, respectivamente.

De las bocas de algunos cadáveres se arrancaron un total de 72 dientes limpios de caries, y se les extrajo la pulpa en busca de ADN que no perteneciera a los soldados fallecidos y sí a las dos bacterias sospechosas. La cantidad de material genético obtenido de los dientes de los soldados era tan pequeña y se encontraba tan deteriorada que la única posibilidad para analizar este ADN era amplificarlo mediante la técnica de la PCR. Y así, gracias a las copias realizadas utilizando la Taq polimerasa de nuestra bacteria extremófila T. aquaticus, pudieron localizar el ADN característico de B. quintana en siete soldados y el de R. prowazekii en otros tres, confirmando el papel que estos patógenos desempeñaron en la derrota de las tropas napoleónicas.

El cangrejo de sangre azul, el microorganismo insecticida, la bacteria alérgica a la testosterona y el microscópico morador de las sulfúreas y abrasadoras profundidades constituyen una minúscula muestra de la gigantesca variedad de organismos y de comportamientos que podemos encontrar en este maravilloso planeta. Los seres humanos somos unos privilegiados que poseemos la capacidad para sorprendernos y maravillarnos con la exuberancia biológica que nos rodea y que es, sin duda, nuestro mayor tesoro, y ello bastaría para justificar todos nuestros esfuerzos en pos de proteger y mantener la biodiversidad del planeta que habitamos y al que estamos indisolublemente vinculados. Pero incluso desde el enfoque más radicalmente antropocentrista, en el que el único interés fuese mantener la supremacía de nuestra especie, las alianzas que en el futuro podemos establecer con cientos de seres vivos justifican la conservación y la protección de nuestro entorno.

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EL FUTURO Y LAS BACTERIAS

Probablemente la pregunta que con mayor frecuencia perturba el pensamiento de un humano es: ¿qué nos depara el futuro? Pues si para responder a esta cuestión debo recurrir a mi experiencia, solo puedo contestar que nos espera lo más inesperado. Y es que si hace veinticinco años me hubiesen hecho esa misma pregunta aplicada a mi propio porvenir, habría contestado sin dudar que de mayor me veía recorriendo el mundo en un barco de vela, pasando las mañanas tirado en su cubierta al calorcito del sol, buceando cada atardecer entre delfines y ballenas a lo Jacques Cousteau, alejado de las rutinarias y estúpidas convenciones sociales y libre de toda responsabilidad y de cualquier preocupación. Pero aquel futuro imaginado por un adolescente no se parece en nada al presente que ahora vive como adulto: el barco de vela que navega plácidamente por el océano se ha transformado en un adosado a 800 kilómetros de la playa más cercana, y cuyas letras heredarán los hijos de mis hijos; es verdad que la mayoría de las mañanas las paso tirado, pero en la carretera dentro del sempiterno atasco que me lleva hasta el trabajo; reconozco también que buceo, pero no entre inteligentes animales marinos, sino bajo montañas de facturas y papeles; y aunque a veces trato de librarme de las pesadas cadenas de la responsabilidad, lo cierto es que, con dos hijos pequeños, un perro asilvestrado y sesenta alumnos adolescentes, pocas veces me siento Houdini.

Obviamente, es difícil saber qué nos aguarda tras cada esquina, puesto que las cosas no suelen suceder tal como las habíamos imaginado tiempo atrás y, aunque yo sigo sin renunciar a ver en los escaparates de las jugueterías los patinetes voladores que nos prometía el gallina de Marty McFly, lo cierto es que tratar de prever cómo evolucionará el futuro de nuestra sociedad no deja der ser una tarea más propia de adivinos de a 35 céntimos el minuto que de científicos. No obstante, en este último capítulo voy a tratar de esbozar someramente algunas de las posibles vías futuras en las que pueden verse inmersas nuestras amigas las bacterias, pero siempre manteniendo la cautela que, tal como la experiencia se ha encargado de enseñarnos a bofetones, debemos tener cuando nos dedicamos a especular sobre el futuro. Bien es cierto que varias de esas aplicaciones ya son una realidad, pero otras todavía se encuentran en sus primeros estadios de desarrollo situadas en el estrecho filo de lo que llegará a ser y lo que se quedará por el camino.

Los que somos asiduos lectores de novelas de ciencia ficción estamos acostumbrados a esperar del futuro las cosas más increíbles. Yo… he leído cosas que vosotros no creeríais: un futuro en el que los libros están prohibidos, donde el sexo se practica sin tocarse y los niños han cambiado el cálido útero materno por los fríos tubos de ensayo, un mañana en el que los sueños húmedos han sido sustituidos por extrañas alucinaciones sobre ovejas eléctricas y un buen cocido madrileño por una minúscula e insípida píldora… Vamos, un coñazo de futuro distópico que espero que no me toque vivir. Pero aunque los escritores de ciencia ficción destaquen por una imaginación desbordante y cierta obsesión, casi religiosa, por arrancarnos todos los placeres terrenales que hacen que la vida valga la pena, los científicos actuales no les van a la zaga en cuanto a creatividad y fantasía. Pues estos buenos hombres andan prometiendo que en el futuro las bacterias nos ayudarán a combatir el cáncer, a edificar en el árido desierto, a dar caza a los peligrosos microbios que se han vuelto inmunes a los fármacos, a restaurar valiosos monumentos o… a prestarnos sus servicios como ¡diminutos espías!

Espías microscópicos

Aunque ahora sienta una vergüenza tremenda, debo reconocer que una de las aficiones por la que durante los primeros años de mi adolescencia mostraba gran devoción, era la de espiar al hermano mayor de mi mejor amigo y a su novia. Realmente era una diversión a la que poco a poco se nos fueron uniendo más compañeros del colegio; así que durante los sábados al anochecer toda la pandilla quedábamos junto al antiguo campo de fútbol, bajo cuyo manto de oscuridad, y dentro de los coches, se acurrucaban muchas de las jóvenes parejas de tortolitos del vecindario. El momento crítico de tan ilícita e infantil distracción consistía en determinar con exactitud el instante justo en el que podíamos acercarnos al coche sin ser sorprendidos por la pareja de enamorados. Esa oportunidad surgía solo cuando el hermano de mi amigo y la chica con la que estaba comenzaban con la interminable sesión de besos con lengua, pues solo durante ese momento el resto del mundo se difuminaba para ellos. Yo era el encargado, linterna en mano, de acercarme por detrás del vehículo y esperar agazapado hasta que él diera el primer paso y comenzase la función. En ese momento encendía y apagaba varias veces la luz de la linterna y el resto de los emocionados fisgones se reunía conmigo junto al coche. En realidad nunca se veía nada de nada, pero la adrenalina que liberábamos pensando en lo que estábamos haciendo —o más bien en lo que ellos estaban haciendo— y en los guantazos que nos podían caer si nos descubrían, sin duda merecía la pena.

Efectivamente, nuestras fechorías como espías terminaron el mismo día en que el hermano de mi amigo descubrió sobresaltado el careto de cinco chavales asomados a través de las ventanillas de su coche. Los mismos caretos sobre los que descargó unas galletas monumentales que todavía no hemos podido olvidar y que vuelven a mi memoria al saber que los científicos se están planteando seriamente la posibilidad de utilizar a las bacterias para, como aquellos curiosos muchachos, meter su indiscreta nariz en asuntos ajenos.

Obviamente, los microorganismos no van a dedicarse a interrumpir con sus lascivas miradas los momentos de ternura e intimidad de una pareja de enamorados, pero sí es muy probable que, en el futuro, las bacterias sean utilizadas como confidentes que nos aporten valiosa información referente a la presencia de determinados tóxicos y compuestos químicos, o revelen la existencia de infames parásitos ocultos en el interior de nuestro organismo. Así, una minúscula Mata Hari bacteriana sería capaz de darnos el chivatazo sobre la presencia de una sustancia, implementando una estrategia similar a la que yo utilizaba para avisar a mis amigos de que la parejita ya estaba inmersa en la irreversible fase de darse el lote. Desde luego sería fantástico que las bacterias dispusieran de un interruptor, como el que tenía aquella linterna, que pudieran encender y apagar según su voluntad porque de esa forma podrían enviarnos sencillos mensajes que nosotros interpretaríamos fácilmente. Por ejemplo, si nuestro microbio espía, enfrascado en la búsqueda de una sustancia en concreto, mantiene constantemente la luz apagada, deberemos interpretar que no ha sido capaz de encontrar ni el menor indicio de esa sustancia que estaba rastreando. Pero si, por el contario, el microorganismo acciona el interruptor y la linterna se ilumina de repente, deduciremos que nos está anunciando que por fin ha descubierto la sustancia que le habíamos encargado localizar. Sin duda, la idea es bonita y creativa, pero presenta un sutil inconveniente: nuestros pequeños espías no disponen de interruptor alguno con el que puedan encender y apagar una lámpara o una linterna para hacernos señales que revelen la presencia o la ausencia del tóxico o del patógeno que queremos descubrir. Cierto, las bacterias carecen de ese interruptor, pero los virus se lo van a prestar.

Bacteriófago λ que utiliza a las bacterias para replicarse. Contiene el interruptor CI/Cro que le permite mantenerse en una fase pasiva durante un tiempo para posteriormente entrar en la etapa destructiva.

Los virus son criaturas extrañas, tanto que ni siquiera podemos incluirlos dentro del inmenso y heterogéneo grupo de los seres vivos. Lo que sí podemos hacer es definirlos como unos parásitos obligados que no pueden existir sin otro organismo que les dé cobijo ya que necesitan infectar a una célula y utilizar toda la maquinaria que esta posee para realizar copias de sí mismos. Conocemos multitud de virus, algunos de fama mundial como el causante de la gripe o el VIH, responsable de la pandemia mundial de sida; pero, sin duda, el virus que con mayor frecuencia encontraremos entre pipetas y matraces en los laboratorios de ingeniería genética de medio mundo es el bacteriófago λ.

El bacteriófago λ es un virus que, tal como su nombre indica, está especializado en infectar bacterias y que por suerte se muestra totalmente inofensivo para los humanos. Su técnica de caza es la mar de sencilla: una vez que el virus ha localizado a una bacteria de la que quiere abusar, se sitúa sobre ella y, mediante una proteína que actúa a modo de taladro biológico, crea un minúsculo poro en su membrana. A través del orificio, el virus deslizará su propio material genético —que contiene en forma de genes la información para realizar copias de sí mismo— en el interior de su indefensa víctima. Posteriormente, el ADN del virus se insertará en el cromosoma bacteriano, de modo que, cuando los genes del parásito se expresen, al microbio no le quedará más remedio que obedecer las narcisistas instrucciones del virus y fabricar más y más clones del parásito. En el mismo instante en que esto suceda, el destino de la bacteria quedará definitivamente sellado. Los virus recién creados destruirán la membrana de su infeliz hospedadora y abandonarán el cuerpo sin vida de esta para buscar nuevas bacterias que les permitan replicarse de nuevo.

Esta es, con frecuencia, la estrategia que ponen en práctica la mayoría de los virus: infectando una célula y destruyéndola rápidamente. Pero en ciertas ocasiones desarrollan una técnica diferente, más lenta pero también mucho más eficaz. Algunos virus, entre ellos nuestro bacteriófago λ, parecen saber que la paciencia es una gran virtud y no tienen demasiada prisa en obligar a la bacteria a crear nuevos clones víricos; prefieren esperar. Así, una vez que el material genético del virus se ha unido al ADN de la bacteria, no se induce directamente la síntesis de nuevos virus que provoquen la muerte casi instantánea del microbio, sino que, por el contrario, se lo deja tranquilo para que durante un tiempo desempeñe su vida con normalidad.

Uno de los eventos que de forma habitual acontece en la vida de una bacteria es su reproducción, proceso de división binaria que le permite originar dos células hijas. De forma que si un microbio que previamente ha sido infectado se reproduce, su descendencia también será portadora del material genético del virus, y la descendencia de su descendencia…, y así tantas generaciones como haya podido engendrar hasta el instante definitivo en el que el diminuto parásito exprese sus genes de destrucción. Cuando el virus ha sido lo suficientemente paciente para no expresar sus genes al instante y esperar a que la célula original a la que tiempo atrás infectó haya tenido una enorme prole de bacterias infectadas, habrá conseguido, partiendo de una sola bacteria, disponer de multitud de organismos portadores de la información con la que fabricar nuevos virus, muchísimos virus. Ahora, ¿cómo el virus es capaz de controlar el momento más adecuado para que se manifiesten sus genes destruyendo a la bacteria? Bueno, pues de la misma forma que el cobarde terrorista que espera, agazapado tras un arbusto con el activador de una bomba en la mano, la llegada del convoy contra el que quiere atentar, el bacteriófago λ posee un interruptor que puede accionar para inducir la expresión de sus genes destructivos en el momento que considere más conveniente.

Cuando el bacteriófago λ no quiere eliminar inmediatamente a la célula a la que está parasitando, expresa solamente uno de entre sus múltiples genes: el gen CI. Este gen contiene la información para sintetizar una proteína que actúa reprimiendo la expresión del resto de los genes del virus; de modo que, paradójicamente, protege durante un tiempo a la célula infectada, dándole la oportunidad para reproducirse y transferir el material genético del parásito a varias de sus generaciones descendientes. Transcurrido un período indeterminado de tiempo, la alteración en las condiciones del entorno va a inducir la expresión de un segundo gen en la bacteria, también procedente del virus que una vez la infectó, denominado gen Cro. La proteína codificada por Cro actúa también como represora, pero solo del gen CI. De modo que la expresión del gen Cro provoca que el gen CI deje de manifestarse y, por tanto, que la proteína que estaba frenando al resto de los genes del virus desaparezca. Sin la proteína cifrada por el gen CI actuando a modo de muro de contención, ya no existirá ninguna barrera que frene la maligna acción del virus, y el proceso de síntesis de nuevos clones del patógeno será inevitable, como también lo será la destrucción de la bacteria.

Recientemente, investigadores de la Universidad de Harvard¹ han empleado el sistema CI/Cro de desactivación-activación de genes, característico del bacteriófago λ, para elaborar un interruptor en bacterias de Escherichia coli. El objetivo era utilizar a estas bacterias genéticamente modificadas como espías que, mediante el interruptor CI/Cro, fueran capaces de comunicarse con nosotros, y la experiencia no ha podido ser más exitosa.

Estos científicos utilizaron bacterias de E. coli dotadas del sistema de CI/Cro como interruptor con el que comunicarnos la presencia de un antibiótico, la tetraciclina, en el interior del intestino de ratones. Las bacterias que fueron suministradas a los roedores se diseñaron para que presentasen el estado CI, es decir, para que el interruptor se encontrase en la posición de off. De modo que solo la activación del gen Cro podría desactivar a CI y poner al interruptor bacteriano en la posición de on.

En las bacterias infectadas por el bacteriófago λ, el gen Cro se manifestaba cuando se producía un cambio en las condiciones del entorno de la bacteria; pero los investigadores de Harvard rediseñaron el interruptor para que el gen Cro se activase ante la presencia del antibiótico que querían localizar. De este modo suministraron la bacteria mutante a dos grupos diferentes de ratones, uno al que se le había dado la tetraciclina y otro al que no se le había suministrado dicho antibiótico. Tal como los investigadores había especulado, todas las bacterias que se pudieron recuperar del primer conjunto de ratones tratados con el antibiótico estaban expresando el gen Cro, delatando de ese modo la presencia de la sustancia buscada. Sin embargo, los microorganismos que fueron cosechados del segundo grupo de ratones, los que no habían sido tratados con tetraciclina, se encontraban en su estado inicial expresando el gen CI.

Esta novedosa experiencia abre la puerta de par en par al empleo de bacterias mutantes, a las que se ha dotado con el interruptor CI/Cro, como microscópicos espías que nos informen de la presencia o ausencia de diferentes sustancias o patógenos en el interior de nuestro organismo, y que nos ayuden a decantar a nuestro favor la eterna guerra que mantenemos contra la enfermedad. No obstante, la profesión de espía o de detective privado es tan solo una de esas nuevas profesiones a las que en el futuro se van a poder dedicar nuestras amigas las bacterias.

Profesiones con futuro

No pasa una sola semana sin que algún periódico o alguna revista especule sobre cuáles van a ser las profesiones del futuro, lo que en un país con una tasa de paro que ronda el 25 % parece algo tan cruel como ponerle a un obeso un pastel de crema delante de las narices en su segundo día de dieta. Sádica incongruencia a la que además hay que añadir que la mayoría de las ocupaciones que en el futuro serán las más demandadas no hay por dónde cogerlas: ¿qué se estudia para ser un experto en learning analytics?; si quiero que el niño me salga consultor big data, ¿debe elegir en el insti, la opción de física y química o decantarse por el latín y el griego?; y ¡por Dios!, ¿cuánto es lo máximo que tiene que medir una persona para poder graduarse como nanomédico?... No obstante, y a pesar de que todos sabemos que desde hace tiempo en este país la mejor carrera la hace el apellido de tu padre, hay una profesión que lidera el ranking de todas las apuestas sobre la ocupación que en el futuro será la más solicitada por las empresas; así que si tienes que comprar un boleto para tu futuro, juega sin dudarlo al número seguro de las ingenierías.

Pues curiosamente, nuestras amigas las bacterias, como siguiendo el consejo paterno de elegir una buena carrera que te asegure el porvenir, han decidido pasarse al campo de la ingeniería y meterse de lleno en la construcción de presas y diques o en la elaboración de hormigón, e incluso parece que algunas hasta se atreven a trabajar como restauradoras en la recuperación de importantes monumentos arquitectónicos. De este modo ha surgido una curiosa e interesante rama de la microbiología que se viene a llamar Geotecnología microbiana² que utiliza a las bacterias como si de diminutos ingenieros se tratara.

Los científicos están empleando diferentes géneros bacterianos, entre los que destaca la especie Cellulomonas flavigena, para rellenar los huecos que con frecuencia aparecen en la estructura de un material a fin de disminuir su porosidad. En realidad no se trata simplemente de amontonar microorganismos para que actúen a modo de biológico tapón, sino de permitir que las propias bacterias sinteticen una serie de sustancias insolubles en agua capaces de comportarse como un pegamento que una las minúsculas partículas minerales entre sí y las adhiera a los microorganismos. Esta extraña mezcla de microbios y granitos de arena es lo que en realidad se encargará de saturar los poros del material.

Es probable que si no somos aficionados al golf eso de rellenar agujeros se nos antoje irrelevante, pero lo cierto es que la presencia de cientos de orificios en el muro de una presa, por muy minúsculos que estos sean, puede resultar peligroso, en especial para las poblaciones que se sitúan río abajo del agua embalsada. Además, esta novedosa técnica podría ser tremendamente útil para tratar los suelos donde se localizan los vertederos industriales o los basureros que acumulan los residuos sólidos urbanos. La combinación formada por las bacterias, los productos adherentes que estas fabrican, los gases que liberan y las partículas de arena, va a crear una película impermeable en la capa más superficial del suelo donde se ubica el vertedero, dificultando la lixiviación de sustancias contaminantes, en especial metales pesados, hacia las capas inferiores, y de este modo también va a limitar la contaminación de posibles acuíferos subterráneos.

Algunos microorganismos, que también ansían llegar a ser ingenieros, carecen de la capacidad para sintetizar sustancias con la actividad adherente que posee C. flavigena, pero, sin embargo, son portadores de una enzima que les va a permitir terminar la carrera con sobresaliente cum laude. La bacteria Sporosarcina pasteurii posee una enzima llamada ureasa que la dota de la habilidad para transformar la urea en amonio. La aparición de este compuesto químico en el medio se va a hacer patente por el pestazo a orina reseca que del suelo va a emanar, pero también por otro fenómeno que no es tan fácilmente perceptible. La degradación de la urea llevada a cabo por S. pasteurii provoca un espectacular aumento del pH del suelo donde se localiza la bacteria, y como consecuencia de la drástica disminución de la acidez se produce la aparición de una sustancia sólida conocida como carbonato cálcico.

Los geólogos saben que el carbonato cálcico es el típico agente cementante capaz de unir granos de arena disgregados o pequeños cantos para crear sólidas rocas sedimentarias. De modo que es cierto que S. pasteurii no es capaz de fabricar sustancias adherentes tal como lo hacen otras bacterias pero, gracias a la ureasa que posee, puede inducir la formación en el medio de un compuesto químico que tiene si cabe mayor capacidad de cohesión. Añadiendo S. pasteurii al hormigón podemos aumentar su resistencia a los esfuerzos y a la penetración de agua, lo que permitiría a los ingenieros mejorar la estabilidad de muros de contención, diques y cualquier estructura elaborada con este material de construcción. Pero además cabe la posibilidad de tratar los suelos arenosos con estas bacterias para que, mediante el carbonato cálcico, cuya precipitación han inducido, las partículas de arena se adhieran unas a otras formando una sólida costra de caliza. Desde luego, la finalidad de esta acción no es transformar una paradisíaca playa de fina arena en una dura corteza sobre la que no poder clavar ni la sombrilla, sino reforzar el suelo para poder construir túneles con seguridad, minimizar las emisiones de polvo durante las tareas de edificación, solidificar el terreno en lugares con una elevada frecuencia de terremotos y, ¿por qué no?, ralentizar el imparable proceso de desertización que amenaza a muchas poblaciones humanas.

Tal como su nombre parece indicar, la desertización consiste en la transformación de regiones habitables de la Tierra en un inhóspito desierto. Este fenómeno, que se ve potenciado por el calentamiento global del planeta, constituye un grave problema a nivel mundial, pero afecta con especial crudeza a muchas poblaciones de África y de Asia que ven como sus tierras de cultivo se transforman poco a poco en infecundos desiertos de arena. Pues resulta que el arquitecto Magnus Larsson³ se ha propuesto detener el proceso de desertización que sufren los países que se encuentran al sur del desierto del Sáhara en el Sahel africano, y para ello no ha dudado en reclutar a las minúsculas bacterias de la especie S. pasteurii.

Las culpables del inexorable avance del desierto del Sáhara, que se traga más de 300 metros de tierra cultivable al año, son las dunas, gigantescas acumulaciones de arena móvil que avanzan a un ritmo lento pero constante debido a la acción del viento. La idea que ha tenido el joven arquitecto para detener la desertización se basa en utilizar la habilidad que posee S. pasteurii para unir los granos de arena y convertirlos en arenisca, lo que le permitiría solidificar parte de la superficie de la duna. Cohesionar las partículas de arena de una duna no solo dificultaría su movimiento, sino que además serviría de sostén para plantar árboles que a su vez colaborarían frenando también la migración de la enorme masa de arena. Larsson, que por algo es arquitecto, se plantea incluso la posibilidad de crear dentro de las dunas espacios habitables, al estilo de modernas grutas o cavernas, que seguro harían las delicias de programas de televisión del tipo Callejeros viajeros o ¿Quién vive ahí?, que tan de moda se han puesto en nuestro país.

El mundo del arte también ha visto en los microorganismos que precipitan el carbonato a unos potenciales colaboradores que les pueden echar una mano a la hora de restaurar valiosas obras escultóricas y arquitectónicas. Las fachadas de los edificios monumentales que conforman nuestro patrimonio histórico y cultural no son inmunes al paso del tiempo, ya que la acción conjunta de los agentes meteorológicos y la contaminación van dañando poco a poco su estructura. Los minúsculos poros y las pequeñas grietas son la manifestación externa de ese deterioro, y los científicos se plantean utilizar bacterias de la misma naturaleza que S. pasteurii para detenerlo. Se trata de colonizar todos los huecos de la piedra con las bacterias que promueven la aparición del carbonato cálcico, de modo que este compuesto químico inducido por la acción bacteriana vaya poco a poco recubriendo y rellenando los huecos que delataban el paso del tiempo.

Estructura de una duna estabilizada tal como la ha ideado el arquitecto Magnus Larsson. La duna ha sido, hipotéticamente, afianzada endureciendo el terreno mediante el empleo de la bacteria Sporosarcina pasteurii. Imagen obtenida de Larsson, 2009.

Desde luego, si las cosas no cambian radicalmente, es muy probable que el mundo del futuro necesite muchos arquitectos; tantos que ni reclutando microorganismos se dé abasto para reconstruir los países, las ciudades y los pueblos destruidos por las innumerables guerras a las que tan aficionados parecen nuestros gobernantes. En este aspecto me gustaría ser tan optimista como lo soy en otras cuestiones relativas a nuestra especie, pero los signos que por ahora manifiesta esta lucrativa enfermedad, que invariablemente perjudica a los inocentes, no me hacen pensar que su fin vaya a estar cerca. De modo que, aunque los periódicos parezcan reacios a reflejarlo, la verdadera profesión del futuro, más allá de arquitectos, programadores sénior o responsables de… ¿business intelligence?, se encuentra entre los fusiles y las letrinas dentro del ámbito castrense. Y como no podía ser de otra forma, parece que las bacterias, los MacGyver del mundo microscópico, también van a encontrar acomodo en esa profesión en auge para la que parece que nunca faltará trabajo.

En realidad, las bacterias ya tienen sobrada experiencia en el campo de batalla mediando a favor de uno de los bandos combatientes en las frecuentes reyertas entre humanos. Las esporas de Bacillus anthracis han sido utilizadas como arma biológica, el famoso ántrax, para terminar cobardemente con la vida del enemigo sin siquiera tener que acercarte a él. Pero de igual modo que el ejército de un país tiene entre sus obligaciones, probablemente la principal, proteger y ayudar a los ciudadanos, las bacterias de las que vamos a hablar van a ser utilizadas para salvar vidas y no para quitarlas.

Tal como los documentales de La 2, abriéndose paso a duras penas entre los relajantes intervalos de sueño y vigilia, nos han enseñado, los organismos de un ecosistema se agrupan en dos bandos que no siempre están claramente delimitados: el de los depredadores y el de las presas. Así, juntando los fragmentos deslavazados que han dejado semanas de continuadas siestas en el sofá, hemos llegado a saber que en la sabana africana los leones y las hienas pertenecen al grupo de los cazadores, y las cebras y los antílopes al otro bando, al de los organismos que corren despavoridos tratando de no ser el almuerzo. El mundo microscópico de las bacterias no es una excepción, y en él también hay microbios que salen de montería y otros que huyen para conservar su vida.

La bacteria Bdellovibrio bacteriovorus⁴ es un microorganismo prácticamente omnipresente en la naturaleza: lo encontramos en el suelo, en el agua, en el intestino de los animales..., se han localizado bacterias de esta especie hasta en las branquias de los cangrejos. En realidad, la ubicuidad que caracteriza a B. bacteriovorus se debe a que para poder vivir tan solo necesita un poquito de oxígeno y… ¡muchas otras bacterias a las que poder cazar!

Solo acostumbrados al sobrecogimiento que nos produce la visión de los enormes colmillos de un tigre cuando los hunde sobre su presa, o con el desmesurado y musculoso cuerpo de la anaconda que se retuerce sobre la sólida materia de un capibara, podremos ser capaces de imaginar el espeluznante aspecto que tendrán las bacterias depredadoras. ¿Se imaginan cómo será este terrible depredador microbiano? Bueno, pues la verdad es que el minúsculo Bdellovibrio bacteriovorus rompe radicalmente con ese estereotipo ya que, si las bacterias de por sí son pequeños organismos, nuestro cazador es un renacuajo dentro del mundo de los pigmeos. Y la imagen no podría ser más acertada pues, al igual que las larvas inmaduras de ranas y sapos, nuestra bacteria posee una larga cola, el flagelo, que aletea con destreza mientras sale en busca de una víctima. Con semejante aspecto es probable que B. bacteriovorus no meta mucho miedo al resto de bacterias que se desarrollan cerca de ella; pero ¡se equivocan subestimándola! Nuestro minúsculo renacuajo es un feroz depredador que rastrea con precisión las huellas que va dejado su presa, que la persigue a gran velocidad gracias al movimiento helicoidal de su flagelo, y que, finalmente, la devora desde dentro sin piedad.

Bdellovibrio bacteriovorus (pequeña bacteria flagelada) cazando a otra bacteria de mayor tamaño.

Bdellovibrio bacteriovorus es un microorganismo que no puede fabricar algunas de las sustancias que le son imprescindibles para poder reproducirse. Esta limitación obliga al microbio a dar caza a otras bacterias de las que poder sustraer esos materiales que necesita. En una jornada de cacería normal, B. bacteriovorus se levanta al alba y nerviosamente va buscando el rastro químico que haya dejado una potencial víctima. Una vez ha localizado a la presa, el rítmico movimiento de su largo flagelo le permite acercarse hasta ella con rapidez. ¡Vale!, 0,16 milímetros por segundo no es que sea para tirar cohetes, pero si tenemos en cuenta su pequeñísimo tamaño y las minúsculas distancias que debe recorrer durante sus monterías a lo mejor nuestra percepción cambia ligeramente. Más que nada porque, si manteniendo la relación tamaño frente a velocidad, ampliamos mágicamente con la lupa del Windows la bacteria a las dimensiones de un guepardo, esta correría ¡5 veces más rápido! que el veloz felino.

Una vez que la bacteria ha dado alcance a su desdichada presa, la suerte ya está echada y el destino de la captura decidido. B. bacteriovorus, adherida a la superficie del trofeo que acaba de conseguir, libera una sustancia que perfora su cubierta externa y a través del pequeño agujero que ha formado se introduce de cabeza toda ella, a excepción del flagelo que, ya inútil, se queda a las puertas con la miel en los labios. Una vez en el interior, la hábil cazadora se envuelve en una estructura membranosa fabricada con la propia «piel» de su víctima, y que la va a proteger de las sustancias que ella misma libera en su interior. Las sustancias que la bacteria depredadora ha segregado tienen una doble finalidad: por un lado, dar el golpe de gracia a la presa, y por otro, disolver su contenido para posteriormente utilizarlo en su propio beneficio. Con todos los nutrientes que necesita a su total disposición, B. bacteriovorus se va a reproducir dentro del cuerpo sin vida de lo que hacía pocas horas había sido otra bacteria. Tan solo cuatro o cinco horas habrán transcurrido desde que el depredador cazó a su presa hasta que del cuerpo inerte de esta última broten de repente varios individuos flagelados descendientes de la bacteria depredadora, listos para salir de caza.

Los biólogos conocen desde hace mucho tiempo a las bacterias depredadoras, pero ha sido recientemente, coincidiendo con la enorme expansión de un nuevo tipo de microorganismos resistentes a los antibióticos, cuando se las ha contratado para desempeñar una nueva tarea: cazar patógenos dentro del cuerpo de un humano.

Los científicos aspiran a poder utilizar bacterias depredadoras como Bdellovibrio bacteriovorus para cazar y eliminar a otras bacterias que, al volverse invulnerables a los antibióticos, amenazan nuestra salud. Una de las novedosas vías que se está valorando utilizar consiste en liberar bacterias depredadoras que persigan, localicen y eliminen a los peligrosos microbios resistentes a los antibióticos. No obstante, este interesante método todavía es una quimera que tendrá que superar muchos obstáculos para ser viable. Así, uno de los principales problemas a los que se enfrenta, consiste en determinar si las bacterias depredadoras se van a limitar a cazar a los microorganismos patógenos o si, por el contrario, también atacarán a las células del enfermo. En este aspecto, recientes estudios han demostrado la especificidad de estas bacterias por los patógenos y nos hacen ser optimistas, pero todavía restan muchas cuestiones por aclarar. Por ejemplo: ¿cómo responderá nuestro sistema inmunológico en presencia de organismos extraños?, ¿qué eficacia tendrá este tratamiento?, ¿qué sucederá con las bacterias depredadoras una vez han realizado su misión cinegética?... Demasiadas cuestiones que la ciencia tiene que resolver a la hora de determinar si el uso de las bacterias depredadoras para combatir a los peligrosos microbios resistentes a los antibióticos puede resultar útil o simplemente quedarse como una bella pero estéril idea.

Deseos para el futuro

La complejidad del ser humano se refleja en su capacidad para mirar más allá de la inmediatez del presente; en su capacidad para tomar decisiones con el objetivo puesto en la abstracción de lo que podrá o no llegar a ser; en su capacidad para materializar sus aspiraciones en un futuro inmaterial que solo coagula en su mente… en definitiva, solo la nuestra, entre los millones de especies que habitan este planeta, pide un deseo cuando sobre el cielo pasa fugaz una estrella fugaz. Sin duda, todos nosotros tenemos esperanzas para el futuro: unos esperan encontrar por fin un trabajo; otros, que la salud les vuelva a acompañar; algunos, que su equipo gane la undécima; el vecino del cuarto, la mirada de la vecina del quinto; mi hijo, que la uña del pulgar de su pie crezca como la de un velociraptor… y todos soñamos con una vacuna que termine con el cáncer. Bueno, pues es posible que ese anhelo común que tenemos todos los humanos no sea tan utópico como pensamos; y además puede que en tan compleja conquista, nuestras grandes aliadas, las bacterias, desempeñen un papel decisivo.

A finales del siglo XIX, el cirujano e investigador norteamericano William Bradley Coley fue testigo de la sorprendente curación de uno de sus enfermos, al observar que el sarcoma que este presentaba desaparecía sin dejar rastro cuando fue infectado accidentalmente por la bacteria Streptococcus pyogenes. A partir de esta y otras observaciones similares, Coley infirió que las infecciones que con frecuencia acontecían tras una intervención quirúrgica, y la fiebre que como consecuencia de ello manifestaban los enfermos, destruían de algún modo a las células cancerosas. Apoyado sobre estas pruebas empíricas, Coley desarrolló un tratamiento microbiológico para combatir los tumores cancerosos utilizando una mezcla de toxinas sintetizadas por las bacterias patógenas Streptococcus pyogenes y Serratia marcescens. Las toxinas de Coley alcanzaron gran fama y fueron empleadas durante un tiempo pero, por un lado, la falta de evidencias científicas que sustentasen su eficacia real en el tratamiento del cáncer, y por otro, el exitoso desarrollo que en el campo de la oncología tuvieron otras técnicas como la quimioterapia o la radioterapia, terminaron siendo olvidadas por la comunidad científica.

Actualmente se cree que las toxinas de Coley y la fiebre que estas provocaban en el enfermo activaban de alguna forma al sistema inmune que permanecía adormilado, de modo que las defensas del organismo revolucionadas por las toxinas conseguían detectar y eliminar a las células cancerosas que hasta entonces habían pasado inadvertidas. Aunque el radical tratamiento a base de toxinas bacterianas que ideó Coley está hoy en día más que superado, lo cierto es que sus perspicaces observaciones nos revelaron que nuestro sistema inmunológico no solo es el encargado de combatir a los patógenos que tratan de infectarnos, sino también de eliminar a nuestras propias células dañadas y cancerosas, abriendo de ese modo la puerta a una novedosa técnica para combatir el cáncer: la inmunoterapia.

La inmunoterapia es una estrategia que utiliza al sistema inmunológico del propio enfermo para localizar y destruir las células cancerosas que lo están matando. En realidad se trata de aprovechar y potenciar una función que ya deberían estar desempeñando los minúsculos defensores del organismo, pero que por algún motivo no están cumpliendo. Normalmente, ese motivo radica en la capacidad que tienen las células cancerosas para engañar a las defensas del enfermo, ya sea porque modifican de tal modo sus características que, disfrazadas, pasan inadvertidas ante las patrullas de policías celulares, o bien porque la masa tumoral es capaz de liberar sustancias que inhiben la respuesta inmunológica del individuo, provocando que los feroces guerrilleros hagan huelga de brazos caídos. Por tanto, el doble objetivo de la inmunoterapia consiste en revelar ante los componentes del sistema inmune la presencia de las células cancerosas, y en activar y lanzar contra ellas a todas las defensas con las que está pertrechado el organismo del enfermo.

Tal como hace un siglo ya observó Coley con el sarcoma de su paciente infectado por Streptococcus pyogenes, diferentes tipos de neoplasias han visto mejorados sus índices de supervivencia cuando a los enfermos se los ha tratado con algún patógeno que reactivó su sistema inmunológico. Así se sabe que el cáncer superficial de vejiga presenta una menor probabilidad de recidiva si, tras la inevitable operación quirúrgica para eliminar el tumor, se le inyectan al paciente los mismos microorganismos patógenos que se utilizan en… ¡la vacuna contra la tuberculosis! Del mismo modo, recientes estudios han demostrado la utilidad que presentan las toxinas fabricadas por las bacterias patógenas Clostridium tetani y Corynebacterium diphtheriae en la activación de la respuesta defensiva de un individuo contra las células cancerosas de un glioblastoma. Investigadores⁵ de la Universidad de Duke han utilizado una dosis de recuerdo de la vacuna contra el tétanos y la difteria, que posee toxinas bacterianas de ambos patógenos, para potenciar la respuesta inmune que previamente habían provocado contra el más maligno de entre los tumores cerebrales. La esperanza de vida para los enfermos que han desarrollado un glioblastoma es de poco más de un año tras su diagnóstico, pero los médicos de Duke consiguieron que sus pacientes alargasen su vida entre tres y siete años más.

En realidad, las experiencias anteriores nos reafirman en la importancia que empieza a cobrar la inmunoterapia en el tratamiento del cáncer, pero también generan un alto grado de incertidumbre en cuanto a su mecanismo de acción —tal como sucede con la vacuna de la tuberculosis y el cáncer de vejiga—, o se muestran como estrategias excesivamente específicas y limitadas —como en la experiencia de la toxina del tétanos y el glioblastoma—. De modo que si queremos que la inmunoterapia llegue a alcanzar en las próximas décadas el protagonismo en el tratamiento contra el cáncer que de ella se espera, se hace necesario elaborar estrategias cuyo mecanismo esté claramente elucidado, y que a la vez, aun con pequeños matices, actúen de una forma más general. Precisamente en la búsqueda de ese camino, la inmunoterapia se ha fijado, como ya hizo Jenner hace más de dos siglos, en la vacunación; en una ¡vacuna contra el cáncer!

Las células cancerosas de un tejido han perdido la capacidad para regular su crecimiento, de modo que unas se desarrollan de forma desordenada sobre las otras constituyendo una masa tumoral. Cuando alguna de estas células alcanza el torrente sanguíneo, migrará y se establecerá en otra parte del organismo; en ese supuesto ya estamos hablando de metástasis. © Dr. Gopal Murti/Visuals Unlimited/Corbis/Cordon Press.

La verdad es que una vacuna contra el cáncer como la que tratan de desarrollar los científicos no tiene demasiado que ver con las vacunas clásicas que ponemos a los niños. Estas últimas tienen el objetivo de prevenir una enfermedad infecciosa entrenando previamente a nuestras defensas, mientras que la primera no busca evitar una enfermedad sino tratarla, activando al sistema inmune para que reconozca y elimine a las células cancerosas. Sin embargo, aunque las dos técnicas de vacunación difieran en su finalidad, lo cierto es que coinciden en su esencia, ya que ambas se basan en la habilidad de nuestras defensas para reconocer a ciertos elementos característicos, bien de los patógenos, bien de las células cancerosas, que llamamos antígenos.

En una vacuna clásica, como la de la hepatitis o la de la fiebre amarilla, introducimos los antígenos del virus o de la bacteria causantes de la enfermedad para la que queremos generar inmunidad, ya sea inoculando en el individuo directamente el patógeno muerto o debilitado, cepas del microorganismo con su virulencia atenuada, o fragmentos que contengan exclusivamente el antígeno que deben reconocer nuestras defensas. La vacuna permitirá a nuestro organismo fabricar anticuerpos específicos que serán capaces de reconocer a los patógenos mucho tiempo antes de que estos traten de infectarnos. Se trata de una estrategia de prevención que permite a nuestras defensas conocer al enemigo con antelación a que este haga su perniciosa presencia; de modo que si alguna vez el agente infeccioso osa atacarnos, nuestro sistema inmune lo reconocerá desde el primer instante y descargará sobre él toda su cólera.

También en una vacuna contra el cáncer deberemos hacer llegar a las defensas de nuestro organismo los antígenos que, de forma exclusiva, presentan las células cancerosas, con el objetivo de provocar que nuestro sistema inmune reaccione violentamente contra ellas. Algo así como dar a oler a un perro guardián un fragmento de la ropa que el fugitivo ha perdido al engancharse en los pinchos de la valla de alambre, para que, siguiendo su rastro, lo busque sin descanso hasta alcanzarlo. Solo que en este caso el enemigo no es un patógeno que puede o no presentarse, sino que se trata de un letal adversario que ha surgido de nuestras propias entrañas y que, por tanto, ya se encuentra entre nosotros.

Es frecuente que la teoría sea siempre más sencilla que la práctica, y en el caso de las vacunas contra el cáncer, esta sentencia se cumple al pie de la letra. Los científicos se han encontrado con un gran, gigantesco, inconveniente que está dificultando el desarrollo de las vacunas para tratar el cáncer. Y es que aunque conocemos múltiples antígenos presentes en las células cancerosas, el sistema inmune prácticamente no reacciona ante ellos. El poder para inhibir la respuesta inmune es la gran estrategia que utiliza una masa cancerosa para proliferar; y si nuestras defensas están adormiladas, poco importa que sean capaces o no de reconocer a los antígenos que marcan a las células malignas, puesto que se van a quedar de brazos cruzados dejando al cáncer desarrollarse.

Pero a diferencia de nuestras embotadas defensas, los científicos no se han quedado mirando a verlas venir; todo lo contrario. Durante los últimos años han estado estudiando diferentes estrategias que resulten útiles a la hora de presentar los antígenos característicos de las células cancerosas ante nuestro perezoso sistema inmune, de modo que este se reactive y actúe con fiereza contra ellas. Y como no podía ser de otra forma, nuestras queridas amigas las bacterias se han ofrecido voluntarias para estimular a nuestro sistema inmune en pos de combatir al todopoderoso cáncer.

Listeria monocytogenes es una peligrosa bacteria patógena que produce una grave enfermedad: la listeriosis. Este microorganismo se desarrolla dentro de las células a las que parasita. Esta característica, junto a su facilidad para activar al sistema inmune de un individuo, la han postulado como principal candidata para las futuras vacunas con las que tratar el cáncer.

Uno de los microorganismos que actualmente se está utilizando en el desarrollo de vacunas contra el cáncer es una de las más peligrosas bacterias que acechan a los humanos: Listeria monocytogenes.⁶ Podríamos pensar que quizás sería más adecuado servirse de microbios un poco menos agresivos que L. monocytogenes, más que nada por no contraer una terrible enfermedad infecciosa que tengamos que añadir al cáncer que, ya de por sí, está limitando la vida del paciente. Pero en realidad esta bacteria posee dos características inigualables que la postulan como el portador ideal de los antígenos cancerosos en una hipotética vacuna.

En primer lugar, nuestras defensas reaccionan ante la presencia de L. monocytogenes con la misma agresiva vehemencia que el macho alfa de una manada de lobos lo hace contra un competidor que quiere acceder a su hembra. En segundo lugar, esta bacteria entrega los antígenos de las células cancerosas directamente a las células del sistema inmune, pues su mecanismo de infección se basa en colarse dentro de los macrófagos y de las células dendríticas que forman parte del enorme ejército de nuestras defensas. De este modo, cuando las bacterias —modificadas en el laboratorio para eliminar su naturaleza perniciosa— se introducen en un enfermo harán la entrega del antígeno con el que se las ha cargado directamente a las células del sistema inmune. El objetivo es que el atrevimiento de las bacterias patógenas al meterse en la boca del lobo saque a las defensas del enfermo de ese largo letargo en el que parecían verse envueltas, y respondan atacando violentamente a las células cancerosas que también portan dicho antígeno.

Otra posibilidad muy interesante que los científicos están estudiando con el objetivo de diseñar una vacuna que permita destruir una masa tumoral, consiste en atacar a la red de vasos sanguíneos que se encarga de su suministro de provisiones. Los tumores están formados por muchas células que, aunque acumulen multitud de mutaciones y se comporten de forma anormal, también necesitan un aporte constante de oxígeno y nutrientes para poder vivir y desarrollarse. Inicialmente, las células cancerosas cubren todas sus necesidades abasteciéndose de la sangre que les llega a través de los capilares; pero cuando el tumor crece, la sangre que les suministran los pequeños vasos sanguíneos no cubre todos sus requerimientos. De modo que el tumor, al alcanzar un mayor tamaño, con una considerable población de células a las que alimentar, necesita crear su propia red de abastecimiento. Para ello la masa tumoral libera unas sustancias específicas que inducen la creación de una nueva red de capilares que, desviando parte de la sangre de la circulación general, sirve para alimentar a las células cancerosas.

Los investigadores están analizando dos estrategias diferentes para destruir o para evitar la formación de esta red pirata de vasos sanguíneos. Una posibilidad consiste en cargar a las bacterias de L. monocytogenes con un antígeno que sintetizan las células tumorales para inducir la construcción del sistema de capilares que debe alimentarlas. De esta forma, las defensas del enfermo que han sido infectadas con la bacteria desatarán toda su ira contra los tejidos donde se exprese esa sustancia, y de ese modo se impedirá la edificación de la red de capilares que necesita el tumor para abastecerse.

Otra táctica consiste en derribar directamente los pilares que sostienen al sistema que alimenta al tumor. Las columnas sobre las que se cimenta la red vascular son unas células llamadas pericitos; de modo que destruyendo a estas peculiares células también evitaremos que las células del tumor puedan alimentarse. En este caso, tal como nos podemos imaginar, el antígeno que portarán nuestras bacterias en la vacuna será una proteína característica de los pericitos; de este modo serán ellos quienes se conviertan en el objetivo de las airadas defensas que han sido activadas por L. monocytogenes.

La inmunoterapia y el diseño de vacunas contra el cáncer utilizando bacterias es un campo muy prometedor que en el futuro puede darnos muchas alegrías; pero lo cierto es que todavía debe superar múltiples y variados obstáculos. A lo que se debe unir que la inmunoterapia presenta el inconveniente de que es una técnica mucho más lenta que la quimio o la radioterapia, y que además se muestra realmente eficaz durante las primeras etapas de la enfermedad. No obstante, en un futuro no demasiado lejano es muy probable que la vacunación contra el cáncer, combinada con la cirugía, la quimioterapia y la radioterapia, conforme una interesantísima herramienta con la que tratar el cáncer.

Desde luego es complicado saber lo que el futuro depara para nuestra especie, pero a buen seguro que la ciencia nos ayudará a superar muchas de las dificultades que, sin duda, irán apareciendo en nuestro camino. Puede que finalmente el James Bond microscópico quede tan solo como el protagonista de una novela, que las dunas sigan siendo la morada de algunos reptiles, que las bacterias se nieguen a cazar para nosotros, o que la vacuna contra el cáncer sea solo un sueño del que no queremos despertar; pero lo que es seguro es que la mente de ese homínido, que hace 200.000 años se alzó en la sabana africana sobre sus dos piernas, no va a cejar en su empeño de encontrar respuestas y soluciones a todos los interrogantes que se le vayan presentando. Y yo apuesto a que en ese camino siempre, como leales compañeras, nos acompañarán las pequeñas y poderosas bacterias.

BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA

CAPÍTULO 1

Ferrera-Cerrato, R., Rojas-Avelizapa, N. G., Poggi-Varaldo, H. M., Alarcón, A. y Cañizares-Villanueva, R. O. (2006). Procesos de biorremediación de suelo y agua contaminados por hidrocarburos del petróleo y otros compuestos orgánicos. Revista Latinoamericana de Microbiología; 48(2): 179-187.

Escrito con el que podremos completar la sucinta información que sobre las técnicas de biorremediación ha sido presentada en el libro. Este artículo, además, nos permitirá conocer el empleo de microalgas en el tratamiento de aguas contaminadas y la utilización de la fitorremediación.

Tanaka, M., Arakaki, A., Staniland, S. S. y Matsunaga, T. (2010). Simultaneously Discrete Biomineralization of Magnetite and Tellurium Nanocrystals in Magnetotactic Bacteria. Applied and Environmental Microbiology; 76(16): 5526-5532.

Investigación que nos revela la utilidad que las bacterias poseedoras de magnetosomas, como Magnetospirillum magneticum, presentan en la biorremediación de entornos contaminados con teluro.

Blaser, M. J. (2005). Helicobacter pylori. Investigación y Ciencia, abril; 6-13.

Con la lectura de este artículo podremos profundizar en el mecanismo de acción de la bacteria Helicobacter pylori, pero además conoceremos algunos de los problemas que su erradicación puede provocar en nuestra salud.

Nwokolo, C. U., Freshwater, D. A., O’Hare, P. y Randeva, H. S. (2003). Plasma ghrelin following cure of Helicobacter pylori. Gut; 52(5): 637-640.

Investigación desarrollada por científicos del Hospital Universitario de Coventry y el Instituto de Investigación Biomédica de la Universidad de Warwick que fue la primera en encontrar importantes evidencias de que la eliminación de la bacteria Helicobacter pylori podría ser responsable de provocar un aumento importante en los niveles de grelina de los pacientes, algo que se puede asociar a una mayor tendencia a la obesidad.

Nweneka, C. V. y Prentice, A. M. (2011). Helicobacter pylori infection and circulating ghrelin levels-A systematic review. BMC Gastroenterology; 11(7): 1-18.

Artículo en el que sus autores han llevado a cabo una meticulosa revisión sobre casi una treintena de investigaciones que buscaban establecer una relación directa entre la eliminación de la bacteria Helicobacter pylori y el aumento de los niveles de grelina. La principal conclusión extraída por los investigadores es que los niveles de grelina son menores en aquellas personas infectadas por la bacteria, pero las dudas aparecen cuando se trata de demostrar que la eliminación de H. pylori aumenta los niveles de esta hormona.

Kamper-Jørgensen, M., Hjalgrim, H., Nybo-Andersen, A. M., Gadi, V. K. y Tjønneland, A. (2014). Male microchimerism and survival among women. International Journal of Epidemiology; 43: 168-173.

Interesante artículo que nos permitirá acercarnos al concepto de microquimerismo fetal a la vez que conocemos la novedosa experiencia desarrollada por estos investigadores, y que les ha permitido asociar este fenómeno a una mayor supervivencia y una menor prevalencia del cáncer en las mujeres que lo presentan.

CAPÍTULO 2

Jason, R. B., Katelyn, T. B., Patrick, H. L., Toraya-Brown, S., Uciane, K. S., Matthew, P. A., Mee-Rie, S., Barbara, A., Bzik, J., Bosenberg, M., Mullins, D., Turk, M. y Fiering, S. (2013). Immune-mediated regression of established B16F10 melanoma by intratumoral injection of attenuated Toxoplasma gondii protects against rechallenge. The Journal of Immunology; 190(1): 469-478.

Artículo con el que podremos profundizar en la reciente investigación llevada a cabo por los científicos de la Dartmouth Medical School, y que les ha permitido crear un mutante de Toxoplasma gondii con el que reactivar las defensas que actúan contra las células tumorales.

Van Nood, E., Vrieze, A., Nieuwdorp, M., Fuentes, S., Zoetendal, E. G., De Vos, W. M., Visser, C. E., Kuijper, E. J., Bartelsman, J., Tijssen, J., Speelman, P., Dijkgraaf, M., y Keller, J. J. (2013). Duodenal Infusion of Donor Feces for Recurrent Clostridium difficile. The New England Journal of Medicine; 368(5): 407-415.

La lectura de esta publicación nos permitirá conocer de una forma más completa el interesante estudio que se ha llevado a cabo analizando la respuesta de tres grupos de enfermos infectados con Clostridium difficile cuando son tratados de forma clásica mediante el uso de fármacos antibióticos o a través de la implementación del fecal microbiota transplantation (FMT).

Ackerman, J. (2012). El ecosistema microbiano humano. Investigación y Ciencia, agosto; 16-23.

Interesante artículo divulgativo con cuya lectura profundizaremos en la especial relación que se establece entre el individuo y su microbioma, poniendo un énfasis especial en la modificación que ha sufrido esta compleja relación debido al cambio en nuestros hábitos alimenticios y al uso indiscriminado de antibióticos.

Fehervari, Z. y Sakaguchi, S. (2006). Regulación de la autoinmunidad. Investigación y Ciencia, diciembre; 24-32.

Completa revisión sobre el papel que desempeñan los linfocitos T reguladores en el control de la respuesta autoinmune del organismo. Además, a través de su lectura, podremos indagar sobre el origen de las enfermedades autoinmunes y los diferentes mecanismos que desarrolla el organismo con el objetivo de evitar este tipo de respuestas anómalas.

Summers, R. W., Elliott, D.E., Urban, J. F., Thompson, R. y Weinstock, J. V. (2005). Trichuris suis therapy in Crohn’s disease. Gut; 54: 87-90.

Investigación desarrollada por científicos de la Universidad de Iowa en la que analizan el papel que desempeña el parásito intestinal de los cerdos Trichuris suis en la modulación de la respuesta inmune de un individuo, concretamente en enfermos con el síndrome de Crohn.

Poutahidis, T., Springer, A., Levkovich, T., Qi, P., Varian, B. J., Lakritz, J. R., Ibrahim, Y. M., Chatzigiagkos, A., Alm, E. J. y Erdman, S. E. (2014). Probiotic Microbes Sustain Youthful Serum Testosterone Levels and Testicular Size in Aging Mice. PLoS One; 9(1): e84877.

Curiosa e interesante investigación que analiza el papel que una bacteria del género Lactobacillus presente en el yogur puede desempeñar en la prevención de la degeneración del tejido testicular asociada a la edad.

Romero, C. (2008). La importancia de la cecotrofia en el conejo. Boletín de Cunicultura; 156: 53-56.

Sencilla revisión que nos da la oportunidad de profundizar en la curiosa estrategia digestiva que han desarrollado conejos y liebres con el objetivo de maximizar el aprovechamiento de los nutrientes.

CAPÍTULO 3

Poling, A., Weetjens, B., Cox, C., Beyene, N. W., Bach, H. y Sully, A. (2011). Using trained pouched rats to detect land mines: another victory for operant conditioning. Journal of Applied Behavior Analysis; 44: 351-355.

A través de esta investigación de campo llevada a cabo en una zona minada de Mozambique, podemos conocer las estrategias de adiestramiento de la rata gigante de Gambia (Cricetomys gambianus), que llevaron a cabo los investigadores de APOPO, y conocer con mayor profundidad la utilidad de estos roedores gigantes en la detección de explosivos enterrados.

Weetjens, B. et al. (2009). African pouched rats for the detection of pulmonary tuberculosis in sputum samples. The International Journal of Tuberculosis and Lung Disease; 13(6): 737-743.

Interesante estudio que analiza cuantitativamente la eficacia de la rata gigante de Gambia (Cricetomys gambianus) para detectar la bacteria patógena Mycobaterium tuberculosis, responsable de la tuberculosis, en muestras procedentes de enfermos. El artículo también nos explica las diferentes etapas que se deben cubrir durante el adiestramiento de los roedores.

Mgode, G. et al. (2015). Mycobacterium Genotypes in Pulmonary Tuberculosis Infections and Their Detection by Trained African Giant Pouched Rats. Current Microbiology; 70(2): 212-218.

Estudio realizado en Dar es Salaam, capital de Tanzania, en el que se trató de determinar la capacidad de la rata gigante de Gambia (Cricetomys gambianus) para detectar y discriminar entre varios linajes o genotipos de Mycobaterium tuberculosis que pueden provocar la tuberculosis en África.

Paul, D. B. y Brosco, J. P. (2013). The PKU paradox. A short history of a genetic disease. Baltimore: University Press.

En este libro podremos acercarnos a la historia de una de las enfermedades metabólicas más relevantes: la fenilcetonuria. A través de sus páginas conoceremos el origen genético de la enfermedad y las diferentes técnicas diagnósticas, pasadas y actuales, entre las que se encuentra el test de Guthrie y la imprescindible bacteria Bacillus subtilis.

Visick, K. L. y McFall-Ngai, M. J. (2000). An exclusive contract: Specificity in the Vibrio fischeri-Euprymna scolopes Partnership. Journal of Bacteriology; 182(7): 1779-1787.

En este artículo podremos conocer con una mayor profundidad aspectos referentes a la relación simbiótica que establecen el calamar hawaiano (Euprymna scolopes) y las bacterias fluorescentes Vibrio fischeri, y que tan solo han sido presentados de forma superficial durante el desarrollo del libro.

Marquina Díaz, D. y Santos de la Sen, A. (2010). Sistemas de quorum sensing en bacterias. Reduca (Biología). Serie Microbiología; 3(5): 39-55.

Completa y sencilla revisión sobre el concepto de quorum sensing que se ha presentado en el libro, que además nos permite profundizar en dicho fenómeno acercándonos a los diferentes sistemas bacterianos controlados por quorum sensing.

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Con la lectura de este artículo podremos conocer en mayor profundidad el proceso para unir nanoestructuras a la superficie de bacterias. En realidad se trata de una mejora llevada a cabo por los mismos investigadores de la Johns Hopkins University respecto al mecanismo, más simple, que se ha presentado en el libro.

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Este estudio nos muestra la utilidad potencial que para la entrega de fármacos o genes tienen los microbots. En esta investigación se utilizó con éxito la bacteria patógena Listeria monocytogenes para introducir el gen que codifica la proteína luciferasa en las células de un ratón.

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Excelente revisión sobre múltiples aspectos de la tecnología de las bacterias fantasma, con cuya lectura podremos profundizar en aspectos tales como el origen de esta técnica, el proceso de producción de las bacterias fantasma y sus diferentes aplicaciones.

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Dos artículos técnicos y de mayor complejidad para aquellos que quieran conocer detalladamente el mecanismo de clonación del gen E del bacteriófago phi-X174 en Escherichia coli, y cómo la expresión de este gen induce la destrucción de la bacteria mediante la formación de poros en su membrana plasmática.

Paukner, S., Kohl, G. y Lubitz, W. (2004). Bacterial ghosts as novel advanced drug delivery systems: antiproliferative activity of loaded doxorubicin in human Caco-2 cells. Journal of Controlled Release; 94(1): 63-74.

Esta investigación nos da a conocer la enorme potencialidad que tienen las bacterias fantasma en el tratamiento del cáncer. Los investigadores utilizaron bacterias fantasma elaboradas con Mannheimia haemolytica para trasladar el agente quimioterápico doxorrubicina a células en cultivo pertenecientes a un adenocarcinoma humano.

Hatfaludi, T., Liska, M., Zellinger, D., Ousman, J. P., Szostak, M., Ambrus, A., Jalava, K. y Lubitz, W. (2004). Bacterial ghost technology for pesticide delivery. Journal of Agricultural and Food Chemistry; 52(18): 5627-5634.

Interesante investigación que utiliza la tecnología de las bacterias fantasma como novedosa estrategia de formulación para la aplicación de plaguicidas en los cultivos.

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Completa revisión sobre las enfermedades priónicas, centrada especialmente en la encefalopatía espongiforme bovina, más conocida como enfermedad de las vacas locas, y en las diferentes estrategias que nos permiten determinar la presencia de priones para un rápido diagnóstico de la enfermedad.

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Revisión que nos permitirá profundizar en el amplio concepto de talla baja idiopática, pero sobre todo conocer la utilidad actual que para el tratamiento de ciertas alteraciones del crecimiento tiene la hormona del crecimiento recombinante.

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Con este artículo podremos conocer más a fondo cada una de las etapas del proceso de obtención de proteínas recombinantes y que en el libro tan solo han sido esbozadas.

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Artículo con el que podremos profundizar en el mecanismo de conjugación por el que las bacterias intercambian material genético en forma de plásmidos y que ha sido mencionado en el apartado Granjas de bacterias. Con su lectura también podremos acercarnos a otras estrategias de transferencia genética entre microorganismos, como la transducción y la transformación.

CAPÍTULO 4

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Completa revisión sobre los diferentes microorganismos que están implicados en la fermentación del mosto de la uva para producir vino. Con su lectura podremos profundizar en las características de Saccharomyces cerevisiae, así como conocer otras levaduras que participan en la fermentación alcohólica y que no han sido mencionadas en el libro. Además, en este artículo se nos ofrece la posibilidad de aprender sobre otro tipo de fermentación que se desarrolla tras la alcohólica, la fermentación maloláctica llevada a cabo por bacterias que estabilizan el vino, suavizan su sabor y minimizan la acidez.

Michel, R. H. y McGovern, P. E. (1993). The first wine and beer. Chemical detection of ancient fermented beverages. Analytical Chemistry; 65(8): 408-413.

Interesante artículo con el que podremos conocer las técnicas de análisis químico que los investigadores del Centro de Ciencias Aplicadas a la Arqueología de la Universidad de Pensilvania utilizan para localizar sustancias presentes en restos de antiguas ánforas con el objetivo de datar el origen de bebidas fermentadas como el vino o la cerveza.

HHMI (s.f.). Got lactase? The co-evolution of genes and culture. Howard Hughes Medical Institute. [En línea] http:// www.hhmi.org/biointeractive/making-fittest-got-lacta se-co-evolution-genes-and-culture

Interesante vídeo en inglés elaborado por el Howard Hughes Medical Institute con el que podremos completar la información aportada en el libro referente al fenómeno de la persistencia de la lactasa.

Parra-Huertas, R. A. (2010). Bacterias ácido lácticas: papel funcional en los alimentos. Facultad de Ciencias Agropecuarias; 8(1): 93-105.

Con la lectura de este artículo nos acercaremos al mundo de las bacterias ácido lácticas (BAL), conociendo los dos tipos de fermentaciones (homoláctica y heteroláctica) que son capaces de implementar. También podremos conocer los diferentes productos que puede elaborar esta familia de bacterias, así como las líneas futuras que van a marcar el uso de las BAL en la industria alimentaria.

Mitea, C., Havenaar, R., Wouter-Drijfhout, J., Edens, L., Dekking, L. y Koning, F. (2008). Efficient degradation of gluten by a prolyl endoprotease in a gastrointestinal model: implications for coeliac disease. Gut; 57: 25-32.

Artículo en el que se analiza la posible utilidad que presenta la enzima endoprolil proteasa sintetizada por el hongo Aspergillus niger en la degradación de las proteínas que constituyen el gluten, y su utilidad en el tratamiento de los enfermos celíacos.

Tack, G. J. et al. (2013). Consumption of gluten with gluten-degrading enzyme by celiac patients: A pilot-study. World Journal of Gastroenterology; 19(35): 5837-5847.

Estudio piloto en el que se analiza la utilidad en enfermos celíacos de la proteína prolil proteasa que fabrica el hongo Aspergillus niger.

CAPÍTULO 5

Fleming, A. (1945). Penicillin. Nobel Lecture, December 11.

Discurso realizado por Alexander Fleming durante la Ceremonia del Nobel en Medicina que en 1945 compartió con los científicos Ernst B. Chain y Howard Florey por el descubrimiento de la penicilina. A través de la lectura de este discurso podremos conocer de primera mano la historia real sobre el hallazgo de la penicilina. El discurso se puede consultar a través de internet en la web oficial de los Premios Nobel. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1945/ fleming-lecture.html

Seipke, R. F., Kaltenpoth, M. y Hutchings, M. (2012). Streptomyces as symbionts: an emerging and widespread theme? FEMS Microbiology Reviews; 36: 862-876.

Interesante revisión sobre las relaciones que el género bacteriano Streptomyces establece con esponjas, caracoles, avispas, hormigas, hongos e incluso plantas.

Liu, C. I., Liu, G. Y., Song, Y., Yin, F., Hensler, M. E., Jeng, W. Y., Nizet, V., Wang, A. H. J. y Olfield, E. (2008). A Cholesterol Biosynthesis Inhibitor Blocks Staphylococcus aureus Virulence. Science; 319(5868): 1391-1394.

Artículo con el que podremos conocer de primera mano una de las nuevas estrategias que se están implementando para combatir al peligroso patógeno Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM) empleando sustancias que inhiban su virulencia. En esta investigación se analiza el papel que en este aspecto pueden desempeñar algunos fármacos utilizados para disminuir los niveles de colesterol en humanos.

Ross-Gillespie, A., Weigert, M., Brown, S. P. y Kümmerli, R. (2014). Gallium-mediated siderophore quenching as an evolutionarily robust antibacterial treatment. Evolution, Medicine and Public Health; 1: 18-29.

Interesante experiencia que nos permite acercarnos a una de las novedosas estrategias que los científicos están implementando a la hora de atacar el bien común de los microorganismos, con el objetivo de disminuir las resistencias a los fármacos que estos suelen desarrollar con el tiempo. En este ensayo en concreto se trata de evitar que las bacterias accedan a un recurso, el hierro, que necesitan para poder desarrollarse.

Crump, A., Morel, C. M. y Omura, S. (2012). The onchocerciasis chronicle: from the beginning to the end? Trends in Parasitology; 28(7): 280-288.

Completa revisión sobre los aspectos más relevantes de la oncocercosis o la ceguera de los ríos. En esta publicación se explica con claridad la biología del parásito y de su vector, así como la enfermedad que produce en los humanos. Además, a través de este artículo podremos conocer la evolución histórica de esta enfermedad desde su descubrimiento en 1874 hasta la implementación de la ivermectina para su tratamiento y de las nuevas estrategias que se están implementando para erradicar definitivamente la oncocercosis.

CAPÍTULO 6

Chávez-Pacheco, J. L., Martínez-Yee, S., Contreras-Zentella, M. y Escamilla-Marván, E. (2004). Celulosa bacteriana en Gluconacetobacter xylinum: biosíntesis y aplicaciones. Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas; 7(1): 18-25.

Artículo con el que podremos profundizar en las características y aplicaciones de la celulosa bacteriana, así como en el proceso de fabricación de esta sustancia llevado a cabo por el microorganismo con mayor capacidad de síntesis: Gluconacetobacter xylinum.

Martínez-Frías, M. L. (2012). Talidomida: 50 años después. Medicina Clínica; 139(1): 25-32.

Interesante artículo que nos acerca a la trágica historia de la talidomida, y con cuya lectura podremos conocer las características y la estructura química de esta sustancia, las alteraciones más frecuentes en los niños según el periodo de gestación en el que se encontraba la madre cuando se expuso al teratógeno, las precauciones sanitarias que con las embarazadas se toman 50 años después, o los usos que la molécula de talidomida presenta en la medicina actual.

De Benito, E. (20 de octubre de 2013). El detective de la talidomida. [En línea.] Obtenido de: http://sociedad. elpa is.com/sociedad/2013/10/18/actualidad/13821248 38_004545.html

Entrevista realizada al Dr. Claus Knapp en octubre del 2013 por el diario El País, en la que podemos conocer en palabras de uno de los protagonistas la historia sobre el descubrimiento de los efectos teratógenos de la talidomida.

Hancock, R. D. y Viola, R. (2002). Biotechnological approaches for L-ascorbic acid production. Trends in Biotechnology; 20(7): 299-305.

Completa revisión sobre las diferentes técnicas que actualmente implementa la industria para la producción de vitamina C (ácido-L-ascórbico).

Pastor-Fernández, J. (1998). Oncoterapia. Sustitutos del taxol. Investigación y Ciencia; mayo: 36-37.

Sencillo artículo en el que se explica el descubrimiento de las epotilonas, sus principales características y las propiedades que por entonces, confirmadas en la actualidad, postulaban a estas sustancias como un buen sustituto del taxol para el tratamiento de diversos tipos de cáncer.

CAPÍTULO 7

Perdomo Morales, R. (2004). Ensayo del lisado de amebocitos del Limulus (LAL). Revista Cubana de Farmacia; 34(1). [En línea]. Consultado en: http://scielo.sld.cu/scielo. php?script=sci_arttext&pid=S0034-75152004000100008

Completa revisión sobre las diferentes metodologías con las que en la actualidad se puede implementar el lisado de amebocitos del Limulus (LAL), y que completan a la técnica más sencilla que ha sido presentada en el libro.

National Aeronautics and Space Administration (NASA). (2004). Crabs Give Blood for Space Travel. [En línea.] Consultado en: http://science.nasa.gov/science-news/scienceat-nasa/2006/16nov_locad/

Noticia de la NASA en la que explica brevemente cómo utilizan la sangre de Limulus polyphemus para detectar enfermedades bacterianas en los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS).

Roh, J. J. et al. (2007). Bacillus thuringiensis as specific, save, effective tool for insect pest control. Journal of Microbiology and Biotechnology; 17(4): 547-559.

Interesante revisión, en lenguaje técnico, sobre Bacillus thuringiensis, con la que podremos profundizar en diferentes aspectos relacionados con Bt que van desde las características de esta bacteria, pasando por el mecanismo de acción de las δ-endotoxinas, hasta llegar a las aplicaciones que este microorganismo presenta como bioinsecticida o como portador de los genes que se utilizarán para el diseño de plantas transgénicas.

Izquierdo Rojo, M. (1993). Ingeniería genética. Ciencia y Técnica. Madrid: Ediciones Pirámide.

En el capítulo 9, titulado «Transferencia genética a plantas» de este manual podremos indagar sobre Agrobacterium tumefaciens y su plásmido Ti como vectores que nos permiten introducir genes en las células vegetales. También podremos conocer otras estrategias diferentes para transferir ADN a los vegetales con el objetivo de elaborar plantas transgénicas.

Rodriguero, M. S. (2013). Wolbachia, una pandemia con posibilidades. Revista de la Sociedad Entomológica Argentina; 72(3-4): 117-137.

Completa revisión sobre la naturaleza y las principales características de Wolbachia, los diferentes mecanismos que utiliza para disminuir la población de machos en las especies a las que infecta, y las perspectivas futuras del uso de esta bacteria en diferentes ámbitos que son de gran utilidad para los humanos.

Rey, J. y Lounibos, L. P. (2012). El dengue en Latinoamérica. Investigación y Ciencia; enero: 13-14.

Artículo muy sencillo con el que podremos conocer algunos de los aspectos más relevantes sobre la enfermedad del dengue, tales como su origen, el mecanismo de infección, la forma de transmisión o datos epidemiológicos sobre su incidencia en Latinoamérica.

Trivedi, B. P. (2012). El gen destructor. Investigación y Ciencia; enero: 61-67.

En este interesante artículo se explica otra de las novedosas estrategias que actualmente se están implementando para disminuir las poblaciones de unos de los principales portadores del virus responsable del dengue: el mosquito Aedes aegypti. En este caso, la táctica consiste en diseñar mosquitos macho transgénicos portadores de un gen que cuando es heredado por las hembras de su descendencia las incapacita para el vuelo. Las hembras mutantes, al no poder volar, tampoco pueden picar ni atraer a ningún macho para reproducirse con ellos.

O’Neill, S. (2015). Freno al dengue. Investigación y Ciencia; agosto: 36-41.

En este escrito, el propio profesor Scott O’Neill nos explica de forma muy sencilla las interesantes experiencias de campo que su equipo está llevando a cabo en el norte de Australia con los mosquitos Aedes aegypti infectados con Wolbachia con el objetivo de disminuir la prevalencia del dengue.

Rodríguez Sánchez, I. P., y Barrera Saldaña, H. A. (2004). La reacción en cadena de la polimerasa a dos décadas de su invención. Ciencia UANL; 7(3): 323-335.

Completa revisión sobre la técnica de la PCR (polymerase chain reaction) que nos permitirá conocer con mayor profundidad este importante mecanismo de amplificación del material genético. En este artículo se explican de forma detallada las tres etapas que conforman un ciclo en la PCR, incluyendo la etapa de hibridación de los oligonucleótidos —utilizados como cebadores para la polimerasa y que delimitan la región del ADN a amplificar— que no se ha mencionado en el texto. Además, con su lectura podremos conocer las aplicaciones de la PCR en otros muchos ámbitos y no solo en el contexto de la medicina forense.

Raoult, D. et al. (2006). Evidence for Louse-Transmitted Diseases in Soldiers of Napoleon’s Grand Army in Vilnius. The Journal of Infectious Diseases; 193: 112-120.

Estudio en el que se analizan los dientes de una treintena de cadáveres de soldados del Gran Ejército de Napoleón encontrados en una gigantesca fosa común en Vilna. A través de su lectura podremos acercarnos a la metodología utilizada en la investigación de restos de ADN y del uso de la PCR, en este caso en busca del material genético de dos bacterias patógenas: Rickettsia prowazekii y Bartonella quintana, que contribuyeron a la derrota de los ejércitos de Napoleón.

CAPÍTULO 8

Kotula, J. W., Kerns, S. J., Shaket, L. A., Siraj, L., Collins, J. J., Way, J. C. y Silver, P. A. (2014). Programmable bacteria detect and record an environmental signal in the mammalian gut. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America; 111(13): 4838-4843.

Novedosa investigación desarrollada en la Universidad de Harvard que utiliza bacterias de Escherichia coli modificadas genéticamente, a las que se les ha suministrado un interruptor tipo CI/Cro característico de los bacteriófagos λ, para revelar la presencia de un antibiótico en el intestino de ratones.

Ivanov, V. y Chu, J. (2008). Applications of microorganisms to geotechnical engineering for bioclogging and biocementation of soil in situ. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology; 7: 139-153.

Artículo con cuya lectura podremos profundizar en el novedoso campo de la geotecnología microbiana, conociendo las diferentes aplicaciones en las que se pueden ver envueltas las bacterias. En esta revisión también se presentan las ventajas y los inconvenientes de esta original técnica.

Larsson, M. (2009). Turning dunes into architecture. TED. [En línea.] Consultado en: http://www.ted.com/talks/ magnus_larsson_turning_dunes_into_architecture

Charla durante la que el arquitecto Magnus Larsson nos explica su proyecto de transformar las dunas del desierto del Sáhara en zonas habitables, que además ralenticen el proceso de desertización.

Lambert, C., Morehouse, K. A., Chang, C. Y. y Sockett, R. E. (2006). Bdellovibrio: growth and development during the predatory cycle. Current Opinion in Microbiology; 9: 639-644.

Publicación que nos permite conocer con mayor amplitud las características y el ciclo de depredación que definen a las bacterias del género Bdellovibrio, y que tan solo han sido esbozadas en el texto.

Mitchell, D. A. et al. (2015). Tetanus toxoid and CCL3 improve dendritic cell vaccines in mice and glioblastoma patients. Nature; 519(7543): 366-369.

En este artículo podremos conocer, de forma mucho más completa que la expuesta en el libro, la interesante investigación realizada con 12 individuos diagnosticados de glioblastoma. Los científicos son conocedores de la presencia de proteínas pertenecientes al Cytomegalovirus de forma exclusiva en las células cancerosas del glioblastoma. De modo que se elabora una vacuna a base de células dendríticas pertenecientes al sistema inmune del enfermo que contienen la proteínas del virus. El objetivo es inyectar estas células modificadas en el organismo del enfermo para que activen al resto de los elementos del sistema inmunológico, y al reconocer a las proteínas del Cytomegalovirus ataquen a las células del glioblastoma que las contienen. Sin embargo, los investigadores han comprobado como la respuesta a esta vacuna no es lo suficientemente intensa, de modo que han tratado de amplificarla inyectando a la vez una segunda vacuna, en este caso de las clásicas, conteniendo las toxinas del tétanos y la difteria. El resultado no pudo ser más esperanzador pues no solo incrementó notablemente la respuesta de las defensas del enfermo, sino que además alargó considerablemente su esperanza de vida.

Gravekamp, C. y Paterson, Y. (2010). Harnessing Listeria monocytogenes to target tumors. Cancer Biology and Therapy; 9(4): 257-265.

Con la lectura de este artículo podremos conocer algunas de las aplicaciones que dentro de la inmunoterapia presenta la bacteria patógena Listeria monocytogenes.

NOTAS

CAPÍTULO 1

1. Ferrera-Cerrato et al., 2006.

2. Tanaka et al., 2010.

3. Blaser, 2005.

4. Nwokolo et al., 2003.

5. Nweneka et al., 2011.

6. Kamper-Jørgensen et al., 2014.

CAPÍTULO 2

1. Jason et al., 2013.

2. Van Nood et al., 2013.

3. Ackerman, 2012.

4. Fehervari et al., 2006.

5. Summers et al., 2005.

6. Poutahidis et al., 2014.

7. Romero, 2008.

CAPÍTULO 3

1. Poling et al., 2011.

2. Weetjens et al., 2009.

3. Mgode et al., 2015.

4. Paul et al., 2013.

5. Visick et al., 2000.

6. Marquina Díaz et al., 2010.

7. Fernandes et al., 2011.

8. Akin et al., 2007.

9. Langemann et al., 2010.

10. Henrich et al., 1982.

11. Young et al., 1982.

12. Paukner et al., 2004.

13. Hatfaludi et al., 2004.

14. Eigen, 2001.

15. Carrascosa et al., 2011.

16. Lara, 2011.

17. Borgatta et al., 2012.

18. Miller, 1998.

CAPÍTULO 4

1. Adenosín trifosfato.

2. Mesas et al., 1999.

3. Michel et al., 1993.

4. HHMI, (s.f.).

5. Parra-Huertas, 2010.

6. Mitea et al., 2008.

7. Tack et al., 2013.

CAPÍTULO 5

1. Fleming, 1945.

2. Seipke et al., 2012.

3. Liu et al., 2008.

4. Ross-Gillespie et al., 2014.

5. Crump et al., 2012.

CAPÍTULO 6

1. Chávez-Pacheco et al., 2004.

2. Martínez-Frías, 2012.

3. De Benito, 2013.

4. Hancock et al., 2002.

5. Pastor-Fernández, 1998.

CAPÍTULO 7

1. Perdomo Morales, 2004.

2. NASA, 2004.

3. Roh et al., 2007.

4. Izquierdo Rojo, 1993.

5. Rodriguero, 2013.

6. Rey et al., 2012.

7. Trivedi, 2012.

8. O’Neill, 2015.

9. Rodríguez Sánchez et al., 2004.

10. Raoult et al., 2006.

CAPÍTULO 8

1. Kotula et al., 2014.

2. Ivanov et al., 2008.

3. Larsson, 2009.

4. Lambert et al., 2006.

5. Mitchell et al., 2015.

6. Gravekamp et al., 2010.

Bacterias, Bichos y otros amigos

David G. Jara

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