Rita Colwell, el còlera i els saris

El sari és el vestit tradicional de les dones del subcontinent indi. En realitat, no és un vestit, sinó una tira de roba de poc més d'un metre d'amplada i una llargada variable, de quatre a nou metres, que les dones s'ajusten al voltant del cos, sense cap costura ni agulles per subjectar-lo. Doncs bé, el sari fa anys que ha ajudat a reduir gairebé a la meitat els casos de còlera, malaltia endèmica en moltes zones del subcontinent indi. I tot gràcies a l'enginy d'una dona que no vestia sari, però va saber veure'n la seva utilitat sanitària. Anem per ordre, però.

La dona: Rita Colwell

El nom de Rita Colwell no crec que sigui gaire conegut fora de l'àmbit de la microbiologia i fora dels Estats Units. Tanmateix, és una de les més destacades científiques actuals. El 1984-1985 va presidir l'American Society for Microbiology (l'associació més gran de microbiologia, amb més de 30.000 socis); el 1996 va presidir l'American Association for the Advancement of Science (la societat científica més gran del món, coneguda especialment per la publicació de la revista Science); i de 1998 a 2004 va ser directora de la National Science Foundation (NSF) dels Estats Units, l'agència governamental de la qual depenen la recerca científica no mèdica i la tecnològica subvencionades amb fons públics en aquell país. Per fer-se'n una idea, cal tenir en compte que el pressupost de la NSF del 2012 és de 7033 (set mil trenta-tres) milions de dòlars nord-americans. Malgrat haver ocupat destacats llocs de gestió, no ha deixat la seva tasca de recerca i avui dia, als gairebé 78 anys (els farà la propera setmana) segueix en actiu.

Rita Colwell (novembre 2012)

Rita Barbara Rossi (Colwell és el cognom de casada) va néixer el 23 de novembre de 1934 a Beverly (Massachusetts) en una família italiana que havia immigrat als Estats Units. A l'institut, malgrat que fos la millor estudiant, va rebre molt poc estímul i encoratjament per part dels seus ensenyants; li agradava la química, però el seu professor va dir-li que allò no era cosa de noies. Malgrat aquella opinió, va anar a la Universitat de Purdue (Indiana) a estudiar química. Aviat va perdre'n l'interès inicial, però, perquè la formació en aquesta matèria no era molt bona. A més, el darrer curs el seu interès es va decantar per la bacteriologia gràcies a una professora que va transmetre-li el seu entusiasme per aquell camp de la biologia Aquell curs també va conèixer Jack Colwell (aleshores estudiant de física química) i es van casar de seguida; és un matrimoni que dura ja cinquanta-sis anys.

En demanar una beca com a postgraduada per continuar amb la bacteriologia, van dir-li que la universitat no malgastava les beques amb dones, perquè era molt probable que després abandonessin el món de la ciència per dedicar-se a la família. Per sort, en el departament de genètica no pensaven el mateix i van acceptar-la. Hi va fer un màster i va aprendre molta genètica clàssica --la genètica molecular encara trigaria a desenvolupar-se-- que li va ser molt útil per al seu futur en el camp de la microbiologia. Es va doctorar en bacteriologia marina a la Universitat de Washington a Seattle i després ella i el seu marit van passar per diverses universitats. El 1963 es van instal·lar a Washington D.C. i Rita va entrar a treballar com a professora ajudant de biologia a la Georgetown University i el 1966 hi va aconseguir una plaça fixa com a professora associada. Aquell any també va néixer la seva primera filla (després en vindria una altra). El 1972 va ser catedràtica de la Universitat de Maryland, on ara és Distinguished Professor.

Rita Colwell ha desenvolupat una carrera científica brillantíssima, tant com a investigadora com fent de gestora de la recerca i l'educació. A més del seu treball, molt original, en relació al còlera (vegeu els següents apartats), va ser pionera en el camp de la biotecnologia marina, i va contribuir a la fundació de centres que avui gaudeixen de molt prestigi com ara l'Institut de Biotecnologia de la Universitat de Maryland (UMBI, de l'anglès University of Maryland Biotechnology Institute). En el desenvolupament de la bioinformàtica de les darreres dècades ha trobat una eina molt valuosa per al monitoratge de malalties infeccioses, especialment les transmeses per l'aigua, mitjançant una xarxa internacional que permet analitzar i comparar dades de tot el món. Ha rebut nombrosos premis i doctorats honoris causa.

La malaltia: el còlera

Cèl·lules de Vibrio cholera

El còlera és una malaltia infecciosa de l'aparell digestiu que al llarg de la història ha causat grans epidèmies i moltes morts. Esta causada per Vibrio cholerae (un 'vibrió', és a dir, un bacteri en forma de bastonet corbat, com una coma), que produeix una toxina que ataca el budell prim, alterant-ne profundament la permeabilitat. Aigua, sodi i altres electròlits són expulsats del cos en la intensa diarrea que en resulta. Les deposicions tan freqüents acaben per ser pràcticament aigua tèrbola amb petits grumolls procedents de la mucosa intestinal, amb aspecte d'aigua d'arròs. Els símptomes més greusestan causats per la deshidratació.

Una persona de 70 quilos té en el seu cos uns 42 litres d'aigua, la major part de la qual es troba dins de les cèl·lules i en els espais intercel·lulars. En el corrent circulatori n'hi ha només uns 3,5 litres. En condicions normals de salut, l'aigua que es beu reemplaça l'aigua que es perd per la orina, les defecacions, la suor i la respiració. La mateixa persona de 70 quilos pot perdre uns 3 o 4 litres d'aigua i no tenir altres símptomes més que set i una lleugera deshidratació. Però si en perd més de 8 o 9 litres, poden produir-se altres símptomes més greus, alguns dels quals poden posar la vida en perill.

La deshidratació causada pel còlera és sobtada i molt abundant. Si no se substitueix l'aigua que es va perdent, que pot ser fins a un litre per hora, la persona afectada podria morir en menys d'un dia. De fet, sense tractament, la mortalitat sol ser del 60 per cent. En la mainada, la malaltia pot ser encara més mortífera perquè tenen menys reserves d'aigua en el cos i la deshidratació és més ràpida. El tractament tradicional era l'administració d'aigua amb electròlits per via intravenosa. Però en elss països que més pateixen la malaltia, en regions del món en vies de desenvolupament, no sempre es disposa de material esterilitzat i personal sanitari preparat. Des de la dècada de 1960 es fa la rehidratació per via oral, molt més senzilla i barata i que també és eficaç. Es fa beure a les persones malaltes una solució amb unes determinades concentracions de glucosa i sodi. Durant molt de temps, un enigma d'aquesta malaltia era el fet que de tant en tant es produïen epidèmies que podien escampar-se per grans regions geogràfiques i que, un cop passada l'epidèmia, el microbi  desapareixia.

Rita Colwell i el còlera

Hi havia microbiòlegs que pensaven que el vibrió s'amagava en persones sanes que eren immunes a la seva toxina, com en el cas de la febre tifoide. Rita Colwell, en canvi, va sospitar que el bacteri s'ocultava en el mar, en les aigües costaneres i especialment en estuaris o deltes, on s'ajunten l'aigua salada del mar i l'aigua dolça dels rius. Per provar la seva hipòtesi va començar a analitzar les aigües de la badia de Chesapeake, l'estuari més gran dels Estats Units i prop del qual ella vivia i treballava. Tot i que als Estats Units no hi havia hagut cap brot de còlera des de 1911, ve't aquí que el Vibrio cholerae era present en aquelles aigües i que la presència no tenia cap relació amb la possible contaminació fecal de les aigües, com passa en el cas de Salmonella (un bacteri que causa també diarrees agudes). Aquesta troballa, però, va ser qüestionada perquè quan es feien cultius de mostres d'aigua, el bacteri no hi apareixia mai. Va trigar anys a poder provar la seva presència en aigües marines costaneres mitjançant una tècnica que fa servir uns anticossos fluorescents que es fixen al bacteri i després emeten llum d'un color determinat quan són examinats amb un microscopi especial (anomenat de microscopi de fluorescència).

Una altra intuïció d'aquesta microbiòloga va ser que el microbi visqués en el plàncton (el conjunt d'organismes que viuen en suspensió en la part superiors de les aigües salades o dolces) i que la sobtada aparició dels brots epidèmics fos causada per algun canvi en les condicions ambientals que feia augmentar la densitat del plàncton. Al final va trobar el bacteri en la closca i l'intestí d'uns copèpodes, uns minúsculs crustacis (solen fer entre 1 i 2 mil·límetres de llarg) molt abundants en el plàncton, tant en el mar com en les aigües dolces. Hi ha soques del vibrió que produeixen un potent enzim (quitinasa) que els permet adherir-se fàcilment a la coberta de quitina dels copèpodes. Un altre enzim (mucinasa) els pemet penetrar la barrera de mucus que cobreix la superfície interna de l'aparell digestiu.

Avui dia se sap que hi ha una correlació entre entre l'augment de la temperatura de l'aigua del mar i la proliferació dels organismes planctònics: primer proliferen els components del fitoplàncton (els fotosintètics) i després els del zooplàncton (que s'alimenten del fitoplàncton), entre els quals hi ha els copèpodes. En augmentar la densitat de copèpodes, augmenta també la densitat dels vibrions que viuen adherits a la superfície del copèpode, en el seu interior i també en els ous. Tenint en compte que cada copèpode pot ser portador de fins a 10.000 vibrions, la proliferació dels crustacis fa augmentar molt la del bacteri. El monitoratge de la temperatura del mar mitjançant teledetecció per satèl·lit permet predir quan es produirà una floració (bloom) de plàncton i calcular quan hi pot haver una densitat de vibrions suficient per causar un brot epidèmic.

Rita Colwell va comprovar a Bangla Desh que, de quatre a sis setmanes després que hi hagués una pujada de la temperatura de les aigües costaneres, el nombre de casos de còlera augmentava. I el 1991 va trobar també la mateixa relació entre un brot de còlera produït al Perú (la primera vegada que la malaltia afectava Sud-amèrica) i una pujada de la temperatura de l'aigua causada pel fenomen climàtic que es coneix com "El Niño".

La solució (parcial): el sari

Tot i la recomanació que a Bangla Desh es bulli l'aigua de consum, perquè l'ebullició mata els organismes patògens que hi pugui contenir, no tothom pot fer-ho perquè el combustible és escàs i car. El que s'acostuma a fer és usar un tros de roba de sari vell per filtrar l'aigua amb què es preparen les begudes a casa. Rita Colwell i el seu grup van experimentar filtrant l'aigua a través de tela de sari, però no un sol tros, sinó doblant-la diverses vegades, per obtenir un filtre de diverses capes. Van veure que, si tenia entre quatre i vuit capes, s'aconseguia un filtre d'un pas de malla d'uns 20 micròmetres, prou petit per retenir tot el zooplàncton i la major part del fitoplàncton; per tant, també totes les cèl·lules de Vibrió cholerae que hi hagués en els copèpodes i sobre partícules de més de 20 micròmetres.

Es va comprovar que un filtre amb quatre capes de la tela de sari era suficient per eliminar el 90 per cent dels vibrions. I que era més apropiada la roba de cotó de saris vells, perquè les fibres del cotó, a còpia de rentades, es fan més suaus i s'afluixen, reduint l'espai dels porus. Aquests filtres es subjectaven damunt del coll de les gerres de terrissa, llautó o alumini que es fan servir per recollir l'aigua (el nom que reben a Bangla Desh aquestes tenalles és kalash o kalasha). En enfonsar la gerra dins d'un estany o riu per omplir-la, l'aigua que entra a la gerra és filtrada per les capes de tela de sari.

Es van donar instruccions a la població sobre la manera d'usar els filtres, especialment com havien de descontaminar-los després de cada ús. Per treure'n el plàncton que hi havia quedat retingut, calia que esbandissin bé el filtre en el mateix riu o estany d'on haguessin tret l'aigua i després havien de fer-los una altra esbandida amb aigua filtrada i deixar-los assecar al sol. En un estudi fet a 65 pobles d'una zona rural de Bangla Desh entre setembre de 1999 i juliol de 2002, es va aconseguir una reducció del 48 per cent de casos de còlera.
 
Quan el 2004 Rita Colwell va venir a Barcelona, en una conferència que va fer a l'Institut d'Estudis Catalans, va explicar com van aconseguir controlar el còlera a Bangla Desh, i va destacar la importància d'obrir-se a altres disciplines. Les ciències socials van proporcionar-li la manera de controlar el còlera a Bangla Desh amb una eina tan pràctica, senzilla i barata com és el sari. Fa uns dies vaig tenir l'oportunitat d'escoltar-la de nou en el simposi que la Fundación Areces i l'Institut d'Estudis Catalans van dedicar a la memòria de Lynn Margulis. Va explicar-hi els darrers avenços fets en l'estudi de les diverses espècies de Vibrio i de la seva virulència gràcies a la nova disciplina de la genòmica i va comentar els darrers brots epidèmics que s'han produït al món.

D'aquella visita que va fer el 2004 a Barcelona, en rescato tres fotografies que li vaig fer. La primera, durant la visita al Parc Güell amb el seu marit; la segona, davant d'una columna de Winogradski, a CosmoCaixa, amb el catedràtic de microbiologia de la Universitat de Barcelona, Ricard Guerrero; la tercera, mentre Begoña Vendrell, aleshores encara estudiant (ara és investigadora de l'Institut de Ciències del Mar), li feia una entrevista per a la revista Omnis Cellula.

Els Colwell al Parc Güell (octubre 2004)

Rita Colwell i Ricard Guerrero a CosmoCaixa (octubre 2004)

Rita Colwell entrevistada per Begoña Vendrell (octubre 2004)

Potser us interessarà:
Infectious disease and environment: cholera as a paradigm for waterbone disease. R. Colwell (2004) Article basat en una conferència que Rita Colwell va impartir a l'Institut d'Estudis Catalans de Barcelona el 26.10.2004
Reduction of cholera in Bangladeshi villages by simple filtration. R. Colwell i altres autors (2003) proceedings of the National Academy of Sciences US 100:1051-1055
Marine ecosystems and cholera. R. Colwell, A Huq (2001) Hydrobiologia 460:141-145

Crèdits fotos:
- Sari (anònim). Procedència: Wikimedia Commons
- Rita Colwell (M. Piqueras, 2004 i 2012)
- Vibrio cholerae (anònim, 1979). Procedència: Center for Infectious Diseases, domini públic.