Es mostren els missatges amb l'etiqueta de comentaris microbiologia. Mostrar tots els missatges
Es mostren els missatges amb l'etiqueta de comentaris microbiologia. Mostrar tots els missatges

divendres, 3 d’abril del 2020

Andersen, Gram i la gota d'aigua

Ahir, 2 d'abril, es va celebrar el Dia Internacional del Llibre Infatil. És una celebració que va iniciar-se el 1967 per promoure l'afició a la lectura en la mainada i atreure l'atenció sore el llibre infantil. I es va triar aquesta data perquè un 2 d'abril, de 1807, va néixer Hans Christian Andersen, autor clàssic de contes per a la mainada. Els seus contes més populars s'han anat transmetent de generació en generació i no han deixat de publicar-se. Els recordo de la meva infància, però no sé quan vaig ser conscient que al darrere de cada conte hi havia una persona i que alguns dels contes que m'explicaven o que jo llegia els havia escrit un senyor nascut en un país llunyà i en una altra llengua.

Hi ha un conte d'Andersen que semblava predir una tècnica per veure els bacteris que desenvoluparia anys més tard un altre danès que també es deia Hans Christian i que, tot i no ser tan conegut com ell entre el públic general, sí que ho és en el món de la biologia, especialment en el de la microbiologia. Es tracta del bacteriòleg Hans Christian Gram (1853-1938) que va idear un sistema per tenyir un determinat tipus de bacteris i fer-los més visibles en l'observació al microscopi. És una tècnica que duu el seu nom --tinció de Gram-- i que permet classificar els bacteris en dos grans grups: els bacteris grampositius i els gramnegatius. Els grampositius, per la composició de la seva paret cel·lular retenen un dels compostos que es fa servir en el procés de tinció (el cristall violeta) i, en l'observació al microscopi òptic se'ls veu de color blau o violeta. Els gramnegatius, en canvi, no retenen el cristall violeta i en l'observació al microscopi es veuen de color rosa, causat per un altre compost que es fa servir en el procés de tinció. Fins que no es van desenvolupar tècniques més complexes, la tinció de Gram va tenir un paper destacat en la microbiologia mèdica perquè entre les espècies de bacteris gramnegatius, n'hi ha moltes que són patògenes. Qui sap si Gram no devia llegir el conte d'Andersen i se'n devia inspirar per fer la tinció.

En el seu conte, Andersen va parlar de microbis, de com es veien a través d'quella lupa que n'augmentava la mida tantes vegades i també hi surt una tinció de color rosat, tot i que en el conte  la substància emprada per tenyir els microbis no té res a veure amb els compostos que va fer servir Gram. El conte es diu "La gota d'aigua" i el vaig conèixer fa uns setze o disset anys a través de Montserrat Vallmitjana (biòloga, catedràtica jubilada d'ensenyament secundari), que el va trobar en anglès i el va traduir al català. Amb els canvis d'ordinador el dec haver perdut i ahir, aprofitant la tranquil·litat del confinament i que era el dia d'Andersen, en vaig fer una nova traducció tot partint de la versió original en danès (naturament amb l'ajuda d'un traductor automàtic) i comparant-lo amb altres llengües. En algunes versions del conte, on jo he escrit 'microscopi' escriuen l'equivalent a 'lupa'. Ho he fet perquè m'imagino que Andersen es referia al microscopi simple que va inventar l'holandès Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), que tot i que no sigui més que un tipus especial de lupa, aconseguia ampliacions de fins 300 vegades. De tota manera, en el dibuix que he trobat del conte, l'home que observa l'aigua ho fa a través d'un lupa corrent. Possiblement l'autor del dibuix no sabia quants augments es podien aconseguir amb una lupa corrent o potser desconeixia l'existència del microscopi simple de Leeuwenhoek. 

La gota d’aigua

Segurament deveu saber què és un microscopi, aquesta lupa rodona que fa que tot sembli centenars de vegades més gran del que realment és. Si l’agafes i el tens a prop d’un ull i mires una sola gota d’aigua d’un estany, hi veuràs milers de petites criatures estranyes, que no les has vistes mai a l’aigua, però realment hi són. Sembla gairebé com un plat ple de gambes, que saltessin i s’agrupessin les unes amb les altres, i són tan ferotges que s’arrenquen braços i cames entre elles; però, a la seva manera, són felices i alegres.
 
Ve’t aquí que hi havia un vell a qui els seus veïns anomenaven Krible-Krable, perquè aquest era el seu nom. Sempre intentava treure el màxim profit de tot i, si no ho podia aconseguir, recorria a la màgia.

Un dia es va asseure amb un ull enganxat al microscopi, i mirava una gota d’aigua que havia agafat d’un toll en una rasa. Quant de moviment i agitació! Milers de petits dimoniets que saltaven i s’empenyien, menjant-se els uns als altres o fent-se a trossos.


Krible-Krable observant una gota d'aigua. (Il·lustració de Vilhelm Pedersen)

"Això és molt desagradable!", va dir el vell Krible-Krable,"hi ha d'haver alguna manera de fer-los viure en pau i tranquil·litat i que cadascun s’ocupi només de les seves coses." Hi pensava i repensava, però no podia trobar la resposta. Per tant, va decidir recórrer a la màgia. "Si més no, els puc donar un color", va dir, "i així es veuran millor". I dit això, va abocar dins de l’aigua una minúscula gota d’una cosa que semblava vi negre, però en realitat era sang de bruixa, de la millor qualitat, de la que costava dos cèntims. A l’instant, el cos d’aquelles estranyes criatures es va tornar d’un color rosat, i la gota d’aigua ara semblava un poble sencer d’homes salvatges nus.

"Què hi tens, allà?" va preguntar-li un altre vell mag, que no tenia nom, cosa que el feia ser molt distingit.

"Si ho endevines", va respondre Krible-Krable, "t’ho dono. Però no és fàcil encertar-ho si no ho saps."

Aleshores el mag sense nom va mirar a través del microscopi. Allò semblava realment una ciutat on tots els habitants corrien amunt i avall despullats. Era horrible! Però encara era més horrible veure com es donaven cops de puny i puntades, com lluitaven i s’empenyien i mossegaven els uns als altres. Els que hi havia a la part de sota lluitaven per arribar dalt de tot, i els de la part superior lluitaven per anar a la part inferior. "Mira! Mira!", les criatures semblava que ploressin. "La seva cama és més llarga que la meva! Bah, fora! I aquí n’hi ha un amb un nyanyo darrere l'orella! És un nyanyo insignificant, però li fa mal, i li farà encara més mal!" I l’ataquen, el fan a trossos i se’l mengen, i tot només per aquell nyanyo.

Però n’hi havia un que seia tranquil·lament tot sol, com una donzella modesta, que no volia més que pau i tranquil·litat. Però els altres no ho podien suportar i el van empènyer, el van fer a trossos i se’l van menjar.

Això és molt divertit! ", va dir el mag.

"Sí, però què creus que és?" va preguntar Krible-Krable. "Pots imaginar-t’ho?"

"És fàcil veure-ho", va respondre l’altre. "Això és Copenhaguen, o alguna altra ciutat gran, totes s’assemblen. És alguna ciutat gran!"

"És aigua d’un toll!" va dir Krible-Krable.

Potser us interessarà:
- Andersen, la petita venedora de llumins i la gota d'aigua (aquest blog, 20.03.2010)
- Llibres d'Andersen en moltes llengües al Projecte Gutenberg

dilluns, 9 de març del 2020

Ilaria Capua i els virus que no esperen (com el coronavirus)

Ilaria Capua (font: Univ. Florida)
Ilaria Capua (Roma, 1966) és una investigadora italiana experta en l’estudi dels virus causants dels diferents tipus de grip, especialment de la grip aviària. El 2002 el seu grup de recerca va desenvolupar una estratègia de control d’aquesta grip que permetia distingir els animals infectats dels que tenen anticossos per al virus perquè han estat vacunats contra la grip aviària. És una de les estratègies recomanades per la Comissió Europea i la FAO per lluitar contra la grip aviària a escala global.

El 2006, el nom d’aquesta investigadora va difondre’s més enllà del seu àmbit de recerca i, a més de revistes científiques com Nature i Science, en van parlar el diari financer The Wall Street Journal (tot i ser un diari d'economia, és el diari de més tirada dels Estat Units, amb més de 2,8 milions de còpies impreses), i diaris generalistes com The New York Times o Washington Post. No parlaven pas d’ella pels seus èxits en la recerca, sinó per una decisió que va prendre que la va enfrontar a una part de la comunitat científica i fins tot a l’Organització Mundial de la Salut (OMS).

Des de 1997 es coneixia l’existència d’una nova soca del virus de la grip aviària (la soca H5N1) que va passar també als humans. En el context global no afectava moltes persones, però causava una mortalitat del 60% entre les que s’infectaven amb el virus. Al principi, la malaltia semblava restringida a països del sud-est d’Àsia, però durant la primera dècada del segle XXI es va estendre a alguns països de l’Orient mitjà i Àfrica. A través d’un projecte de formació i assistència que el grup de recerca que dirigia Capua havia desenvolupat amb la FAO, el seu laboratori era un punt de referència per a investigadors d’aquells països africans. Un d’aquells laboratoris –de Nigèria-- va fer-li arribar la primera soca H5N1 aïllada a Àfrica. Capua va rebre aquella soca com un tresor: l’anàlisi del seu genoma podia donar moltes pistes sobre l’origen del virus i la seva patogenicitat i podria facilitar el desenvolupament d’eines diagnòstiques i també vacunes.

Quan es va saber que el laboratori italià disposava d’aquella soca i que havien començat a seqüenciar-ne el genoma, Capua va rebre una trucada d’un funcionari de l’oficina de l’OMS a Ginebra que es va interessar per la situació de la recerca que duien a terme. Li va suggerir que, un cop acabessin la seqüenciació, en dipositessin la informació en una base de dades de l’OMS d’accés restringit, a la qual només tenien accés una quinzena de laboratoris a tot el món. Li donarien una contrasenya perquè hi pogués accedir. Capua va quedar alhora bocabadada i escandalitzada. En el llibre autobiogràfic I virus non aspettano (Els virus no esperen) va descriure la seva reacció en rebre aquesta notícia:
Els virus no esperen. Ens trobem en la fase d’expansió d’una malaltia epidèmica que per primera vegada en la història està colonitzant el continent africà. Àfrica està plagada de pobresa i malnutrició. Un virus que mata els pollastres i les gallines priva d’aliments també a les parts més pobres de la població; l’epidèmia està destinada a escampar-se com una taca d’oli. En una població que ja pateix els flagells de la sida i de la malària, per esmentar-ne només dos, una altra malaltia infecciosa que pot contagiar les persones és ploure sobre mullat. En una situació com aquella era absolutament indispensable que les forces s’unissin i, per tant, donar la informació [sobre la soca del virus aïllada] només a quinze laboratoris em semblava una insensatesa.
Després de parlar-ho amb dos dels seus col·laboradors, Capua va decidir que quan tinguessin tota la seqüència genètica del virus la dipositarien a GenBank, una base de dades d’accés obert que depèn dels Instituts Nacionals de la Salut dels EUA (NIH). I va pensar que havia d’informar de la seva decisió altres investigadors. Ho va fer a través de Pro-MED-mail, un programa de distribució d’informació de la Societat Internacional de Malalties Infeccioses al qual qualsevol persona que hi estigui acreditada pot enviar un correu amb notícies sobre brots epidèmics de malalties infeccioses o parasitàries de persones, altres animals o plantes, de manera que es pot rebre la informació gairebé en temps real. Actualment el programa té més de 80.000 subscriptors distribuïts per tot el món. En el correu que hi va enviar deia:
Alguns de vosaltres m’heu demanat tenir accés (reservat) a les dades de la seqüència de les soques de HPAI H5H1 que hem aïllat. Envio aquest correu per informar que hem decidit dipositar la seqüència HA completa dels virus H5N1 nigerià i italià en una base de dades pública perquè creiem sincerament que la col·laboració entre viròlegs mèdics i veterinaris és essencial per millorar el coneixement de l’epidèmica causada pel H5N1, i que compartir les seqüències serà beneficiós per a tothom. Convidem altres científics a seguir el nostre exemple, amb el convenciment que la informació generada amb diners públics hauria de servir principalment per millorar el coneixement sobre temes de salut pública i que no posar la informació a l’abast de tothom «fins que s’hagi publicat» [en una revista científica] podria retardar el procés de comprensió de la dinàmica d’aquesta epidèmia, i a la majoria de nosaltres no ens paguen pas per això.
Capua pensava que la seva decisió era la més lògica; de fet, en menys de dues setmanes les dades de la soca nigeriana, i les d’una altra que va dipositar també a GenBank, es van descarregar més de mil vegades. Li van arribar cartes de felicitació i suport de tot el món. Però també va rebre dures crítiques, especialment d’investigadors que treballaven en els laboratoris que tenien accés a la base de dades restringida de l’OMS. Alguns van dir-li que, si es dipositava el resultat de la recerca en una base de dades oberta abans que l’haguessin publicada en una revista científica, altres investigadors sense escrúpols els podien robar les dades i potser fins i tot obtenir-ne patents, i la seva carrera científica podia anar en orris. Per a Capua, la lluita contra el virus era una lluita contra rellotge; no entenia que altres investigadors no tinguessin en compte que el procés de publicació pot ser molt lent, de vegades fins a un any o més. Mentre l’autor d’una recerca sobre virus patògens esperava a tenir publicats els resultats en una revista, la malaltia que els virus causaven podia anar escampant-se per tot el món.

Després que s’ocupessin del seu cas alguns grans mitjans, Capua va rebre una trucada d’un consultor de l’oficina de Kofi Annan (aleshores secretari general de les Nacions Unides), que li demanava més informació sobre la decisió que havia pres. Aquella persona va fer que li truqués Margaret Chan, directora de l’OMS. Tot i l’actitud poc receptiva que va trobar en aquests dos interlocutors, les coses van començar a canviar. L’Organització Mundial de Sanitat Animal i la FAO, entre altres organitzacions internacionals, van emetre comunicats de premsa expressant el seu suport a una gestió més transparent de la informació. Aviat es va exigir als laboratoris de referència internacionals que dipositin en bases de dades d’accés obert la seqüència genètica dels virus que estudiïn i que ho facin no més tard de tres mesos després d’haver rebut la mostra del virus.

El mateix 2006, Ilaria Capua i altres investigadors van promoure la creació d’un consorci internacional per recollir i difondre dades per millorar la comprensió de la dinàmica i complexa epidemiologia dels virus de la grip. És la GISAID (Global Initiative on Sharing Avian Influenza Data), que va inaugurar la seva plataforma digital el maig de 2008. A diferència del que passa en altres bases de dades obertes, a les quals es pot accedir de manera anònima i que no protegeixen els drets de l'autor, els autors de les dades dipositades a GISAID en mantenen la propietat i, per consultar-les, cal registrar-s’hi.

SARS-CoV-2 (A. Eckert, CDC, domini públic)
Actualment ens trobem en plena expansió d'un tipus de coronavirus (el SARS-CoV-2) que causa la malaltia que es coneix com a COVID-19 (el nom ve de l’anglès coronavirus disease [malaltia del coronavirus] i de l’any en què se’n van detectar els primers casos, el 2019). La situació és molt diferent de la que hi havia quan Ilaria Capua va decidir rebel·lar-se contra el secretisme d’una petita elit investigadora. Fins al 8 de març de 2020 es porten analitzats 169 genomes fets públics d’aquest nou coronavirus i la seva comparació ha permès arribar a algunes conclusions sobre el seu origen i propagació. Se sap, per exemple, que totes les seqüències comparteixen un origen comú, un virus que devia existir en algun moment entre mitjans de novembre i mitjans de desembre de 2019. O que la COVID-19 ha estat introduïda a Itàlia un mínim de dues vegades i que des d’Itàlia ha passat a altres països.

Un dels mèrits d’aquesta investigadora, que actualment dirigeix el Centre d'Excel·lència One Health, de la Universitat de Florida, ha estat substituir el model de competència entre els investigadors que oculten el resultat de la seva recerca fins que no l’han publicat en una revista científica per un model en què la cooperació accelera l’avançament de la ciència. En el cas de les malalties infeccioses, especialment si són malalties emergents, de les quals no hi ha informació prèvia, la ciència oberta és fonamental perquè, com diu la mateixa Ilaria Capua, «els virus no esperen».

Potser us interessarà:
- Circulació del coneixement: accés obert. Vídeo de la ponència presentada per Ilaria Capua al Congrés de l’ERA 2012 (en anglès)
- Entrevista a Ilaria Capua en el programa “Si può fare” de Radio 24 (en italià), sobre la decisió en el cas del virus H5N1 i sobre les acusacions que va rebre de traficar amb virus
- Margherita Hack i Ilaria Capua, dues generacions de científiques (aquest blog, 22.04.2013)

diumenge, 28 d’octubre del 2018

Sobre la penicil·lina

Sovint s'estableix el 1928, l'any en què Alexander Fleming va descobrir la penicil·lina, com a l'inici l'era dels antibiòtics, però no és ben bé així. El 1928, Fleming va adonar-se que unes floridures havien destrossat uns cultius bacterians en el seu laboratori, i que l'única explicació a aquell fenomen havia de ser que les floridures produïssin alguna substància que atacava els bacteris i els destruïa. Va pensar que, en el futur, aquella substància podria aplicar-se a la lluita contra les infeccions. Però abans calia purificar-la, provar-la en animals, disposar-ne en una forma estable i poder produir-la en gran quantitat, i això no es va poder fer fins a la dècada de 1940. I en aquesta última fase trobem la petjada d'una dona, l'enginyera química nord-americana Margaret Hutchinson Rousseau (1910-2000), que va dissenyar la primera planta de producció comercial de penicil·lina.

Margaret Hutchinson Rousseau (Walter P. Reuter Libr.)
Margaret Hutchinson (Rousseau era el cognom del seu marit) va néixer a Houston (Texas, EUA) el 27 d'octubre de 1910. Va estudiar a la Universitat Rice, de Houston, i en graduar-se, el 1932, va marxar a fer el doctorat a l'Institut Tecnològic de Massachusetts (conegut com a MIT), essent la primera dona que va obtenir un doctorat en enginyeria química en aquell centre, l'any 1937. Un dels seus primers projectes va ser el disseny d'un procés de producció de goma sintètica, i va treballar en un sistema per a destil·lar combustibles d'alt octanatge per a avions de combat. A més, va dirigir la instal·lació d'una petroquímica en el golf Pèrsic. El 1939 va casar-se amb William Caubu Rousseau, col·lega seu que després va ser professor a l'MIT, i van tenir un fill. Parlant de la seva professió en una entrevista, Hutchinson va comparar-la amb les tasques de la llar, entre les quals hi ha escalfar, refredar, rentar i assecar, i deia que, per fer aquestes tasques a una escala molt gran, cal pensar-hi i planificar-ho i això és el que fa l'enginyeria química.

Quan l'empresa Pfizer va encarregar a Hutchinson el disseny d'una planta per a l'extracció de la penicil·lina produïda per les floridures de Penicillium, ella va decidir aplicar el que ja es coneixia i va convertir una vella fàbrica de gel de Brooklyn (Nova York) en una planta de producció de l'antibiòtic. L'equip que dirigia va revisar un procés de fermentació microbiana mitjançant el qual es produïen additius alimentaris a partir de sucres. En uns grans tancs de fermentació s'obtenia gran quantitat de Penicillium a partir d'una mescla de sucre, sal, llet, minerals i farratge. Va comptar amb la col·laboració de bacteriòlegs, micòlegs, químics i farmacèutics per entendre les necessitats del sistema de producció i els seus resultats. La confluència de coneixements de la recerca sobre les fermentacions i de l'enginyeria de processos petroquímics van fer possible la producció a gran escala de penicil·lina, i altres empreses farmacèutiques van adoptar aquells sistema. Això va fer possible que, durant els cinc primers mesos de 1943 ja se n'obtinguessin 400.000 milions d'unitats, quantitat que en poc temps va augmentar enormement i encara va poder usar-se en el tractament d'infeccions dels soldats de la Segona Guerra Mundial.

Els efectes meravellosos d'aquell nou fàrmac es van difondre arreu. El 16 de desembre de 1943, Augusto Assia, corresponsal de La Vanguardia a Londres enviava una crònica telegràfica titulada "La revolución terapéutica", en la qual descrivia la penicil·lina com"...el más precioso producto que existe hoy. la maravilla médica del siglo XX. Salvador de la vida, la salud y los miembros de miles de hombres, mujerers y niños. El terror de los microbios más irreductibles. El aliado número uno de la Naturaleza." Hi parlava del seu descobriment i propietats, i com obria un camp nou a la recerca mèdica. Eren temps de guerra, i el periodista acabava la seva crònica excusant-se per haver-la dedicat "al antiguo, aburrido y desacreditado menester de la medicina, la ciencia y el cultivo de la salud."

Era evident que Augusto Assia no estava assabentat que a Barcelona hi havia investigadors que duien ja algun temps treballant amb la penicil·lina, segons es reflecteix en un article del 12 de març de 1944 que, en l'encapçalament diu:" Precisiones sobre la penicilina. Hace casi dos años que la famosa droga se obtiene en Barcelona, en donde se utiliza con resultados satisfactorios." Signa l'article H. Sáenz, que suposo que devia ser Horacio Sáenz Guerrero, aleshores un joveníssim periodista que amb el temps acabaria dirigint aquell diari. En una entradeta, Sáenz justifica l'article --una pàgina sencera del diari-- per l'expectació i tot el rebombori mediàtic de la descoberta de la penicil·lina i afirma que ha estat assessorat per escriure'l:



Però potser el motiu de Sáenz en fer aquell article no fos únicament l'expectació i rebombori al voltant d'aquell fàrmac miraculós, sinó deixar clar que la penicil·lina ja s'havia estat utilitzant a Barcelona, tot i que fos en dosis petites. Sáenz parla dels metges barcelonins que produïen l'antibiòtic --en quantitats molt petites, però-- o que l'havien aplicat a algun pacient: els doctors Valls, Soler i Roig, Puig Corominas, Pedro González --eminente bacteriólogo-- Francisco González, Oliver Suñé, Grífols, i Oriol Anguera. Una de les persones tractades amb èxit amb penicil·lina va ser un fill del doctor Barraquer, del qual escriu el periodista que "se le clavó una tijera de costura en un ojo, desarrollándose una infección purulenta que hizo pensar seriamente en la extirpación del órgano, intentándose, como recurso extremo, la aplicación de la 'penicilina' que, en corto tiempo, cortó la infección, salvándose el ojo con una ligerísima cicatriz que no impide la visión normal".

I és que Augusto Assia no era l'únic que desconeixia que a Barcelona ja s'utilitzava la penicil·lina, tot i que no es produís en quantitats suficients per comercialitzar-la. Tampoc devia saber-ho el periodista de l'agència Cifra a Madrid, perquè el dia 3 de març d'aquell mateix any, a la pàgina de "Información nacional", hi ha una notícia amb el titular: "La 'Penicilina' va a ser utilizada por primera vez en España".


Diu el periodista de Cifra que el pare d'una nena que patia una septicèmia estreptocòccica des de feia un mes i mig, sense que els fàrmacs que li havien aplicat haguessin fet efecte, s'havia assabentat que l'única esperança per guarir-la era la penicil·lina i va anar a les ambaixades dels països que la produïen. A l'ambaixada del Brasil va trobar una resposta positiva i el dia 2 de març sortia de Rio de Janeiro "una dosis completa de 'penicilina' [...] dirigida a la embajada". L'antibiòtic provenia de l'Institut Oswaldo Cruz (una institució de recerca i desenvolupament en les ciències de la vida i de la salut, avui dia anomenada Fundació Oswaldo Cruz [Fiocruz]).

La penicil·lina brasilera va arribar a Madrid el 10 de març. Des del Brasil havia estat enviada per avió a Lisboa i diu la notícia que "[l]a dosis completa de penicilina, envasada en una caja de hojalata, estañada para que su cierre sea hermético, viene en ampollas para inyectar intramuscularmente, de seis en seis horas. Estas ampollas, en número de doce, de unos 5 cc., de un líquido color caramelo claro, envueltas en algodón, vienen en el interior de un termo, rodeado de hielo, y todo ello envasado en la caja de hojalata de que hemos hablado." És una crònica formada per sis notícies emeses a diferents hores del dia. la darrera a la mitjanit, quan ja feia quatre hores que la nena havia rebut la segona dosi de penicil·lina i ja es notava l'efecte del fàrmac, especialment en la baixada de la temperatura i el fet que la nena es trobés millor d'ànim i hagués pogut dormir placenteramente.


En relació a aquesta tramesa, també indica l'agència Cifra que, de l'import del medicament i les despeses de transport --en total uns 15.000 dòlars de l'època--, se'n va fer càrrec el Govern brasiler i que el mateix dia 10 el Brasil anunciava la regulació de la venda i circulació de la penicil·lina, prohibint-ne la sortida del país perqu'e s'havia detectat que se'n feien negocis il·licits.

I sí, sembla que es feien negocis il·licits amb aquest fàrmac, segons em van explicar anys més tard. El primer fill que van tenir els meus pares va morir d'una infecció respiratòria. Sé que, en veure la gravetat, havien intentat comprar penicil·lina de contraban, que algú els va dir que a través d'un home que treballava al port de Barcelona en podrien aconseguir. Si la van aconseguir --no n'estic segura, els records s'esvaeixen en el temps-- devia ser ja massa tard i el meu germanet va morir quan li faltaven uns mesos per fer cinc anys. Però un altre esdeveniment familiar em suggereix que ben aviat es devia comercialitzar a Espanya la penicil·lina. Nou mesos després de la mort del meu germà gran, els meus pares van tenir un altre fill. La meva mare, potser per les complicacions d'un part que va ser molt laboriós, va contreure una febre puerperal i va estar molt greu, a punt de morir. La penicil·lina va salvar-li la vida.

Avui dia, la penicil·lina ja no costa de trobar. Científics com Margaret Hutchinson Rousseau van fer possible la seva producció a gran escala i, anys més tard, altres investigadors van aconseguir sintetitzar-la. Avui dia, la penicil·lina i altres antibiòtics es poden aconseguir molt fàcilment i sovint no cal ni recepta. El problema que la medicina afronta ara és la resistència a aquests fàrmacs que molts bacteris han desenvolupat. Si no es troba la manera de revertir aquest fenomen, les infeccions podrien tornar a ser una de les principals causes de mort de la humanitat.

Potser us interessarà:
- La llista negra dels microbis (aquest blog, 25.03.2017)
- Sinusitis i antibiòtics (aquest blog, 18.02. 2012)
- Clodomiro ("Clorito") Picado, les serps i els antibiòtics (aquest blog, 14.10.2009)

divendres, 21 de juliol del 2017

Preparem-nos, que arriba la Xylella

Oliveres del Salento infectades per Xylella fastidiosa
( Foto: Gianpietro Lipparini)
No sé quant de temps es conserva l'oli d'oliva, però estic pensat a fer-ne provisions. El seu preu segurament es dispararà si la Xylella fastidiosa, el bacteri que, en quatre anys, ha atacat dos milions d'oliveres a Itàlia, segueix estenent-se de manera imparable, com tot ho fa preveure. Però que s'apugi el preu de l'oli d'oliva és un mal menor comparat amb la magnitud del desastre ecològic que aquesta plaga pot causa en els països de la Mediterrània.

A través de l'Imma Rúbies, biòloga catalana que és professora de la Universitat de Bolonya, els darrers anys he anat seguint el desenvolupament de la síndrome de dessecació ràpida de l'olivera, una malaltia amb un nom força descriptiu que afecta principalment les oliveres, però que pot afectar també altres espècies vegetals. La foto mostra un camp d'oliveres del Salento, una zona de la província italiana de Lecce (a la regió de la Pulla, en el tacó de la bota de la península italiana), que és la més afectada per l'acció devastadora d'aquest bacteri. Les oliveres de la foto no han patit cap incendi, com es podria suposar pel seu aspecte; la dessecació ha estat causada per la infecció que pateixen.

El bacteri i la malaltia
Xylella fastidiosa (foto Wikimedia Commons)
Xylella fastidiosa, el bacteri causant d'aquest desastre ecològic, viu en el xilema de les plantes que infecta. (El xilema és el conducte que, en les plantes vasculars, duu la saba des de l'arrel a les les fulles.) En molts casos, la població de bacteris dins del xilema no es fa molt gran i la planta infectada no presenta cap símptoma. De vegades, però, la població bacteriana augmenta molt i arriba a obstruir els vasos del xilema. Això impedeix que a les fulles els arribin aigua i nutrients i comencen a assecar-se. És el que està passant a les oliveres de la província italiana de Lecce, on el 2016 ja hi havia més de dos milions d'arbres infectats i altres deu milions corren el risc de contraure també la malaltia, segons ha indicat Giovanni Martelli, professor emèrit de patologia vegetal de la Universitat de Bari.

Vall de Guadalest (Foto M. Piqueras, abril 2016)
Fins no fa gaires anys, Xylella fastidiosa només s'havia trobat infectant plantes en el continent americà: Estats Units, Mèxic, Costa Rica, Venezuela, Perú, Argentina i Brasil. A Califòrnia, causa la malaltia de Pierce en les vinyes i, al Brasil, hi ha una subespècie que està causant estralls en els cítrics des de 1994. Després se'n va detectar la presència a Taiwan, i també en alguns productes importats a França, però van ser casos aïllats. L'octubre de 2013 va detectar-se per primera vegada a la província italiana de Lecce, en una zona propera a uns vivers de plantes ornamentals, d'on podria haver sortit el bacteri. Des del primer punt d'infecció, el bacteri ha anat avançant a una velocitat de 30 km per any. També se n'ha descrit la presència a l'Iran i a Turquia, però encara no hi ha estudis genètics que confirmin que es tracta de la mateixa espècie. El 2015 va detectar-se a l'illa de Còrsega, en plantes ornamentals, però després ha afectat plantes que creixen espontàniament a la Mediterrània, com ara el romaní, la ginesta i el baladre. El gener de 2017 es van detectar a Mallorca i Eivissa els primers casos d'infecció per Xylella en plantes ornamentals. Uns mesos després també apareixia a la península Ibèrica, en uns ametllers de Guadalest, a la comarca de la Marina Baixa (Alacant).

Branques d'olivera infectades per Xylella fastidiosa.

El xilema de les plantes no és l'únic habitat d'aquest bacteri, que també viu a l'aparell digestiu d'insectes que es nodreixen de la saba que puja pel xilema de les plantes. I l'insecte és qui transporta el bacteri d'una planta a una altra. Quan xucla el xilema d'una planta infectada, també engoleix bacteris, que colonitzen la part anterior del seu aparell digestiu, propera a la boca, i poden passar a altres plantes quan l'insecte hi clavi el seu aparell xuclador. A diferència d'alguns patògens que tenen hostes específics, Xylella pot infectar una gran varietat de plantes; fins ara es coneixen, per tot el món, 309 possibles plantes hostes, distribuïdes en 63 famílies; la Unió Europea ha elaborat una llista d'espècies susceptibles a una o més subespècies del bacteri que actualitza periòdicament.

Pel que fa a l'insecte vector, no és únic i el bacteri també pot viure a l'aparell digestiu de diverses espècies. Això ha contribuït a l'èxit de Xylella com a agent infecciós. De tota manera, no sempre que el bacteri colonitza el xilema d'una planta es produeix la malaltia. Com passa en algunes malalties infeccioses dels humans, hi pot haver plantes que tot i estar infectades, no arribin a presentar mai símptomes; són els individus que en epidemiologia s'anomenen "portadors sans". Per altra banda, si bé pot colonitzar més de 300 espècies de plantes, existeix una especificitat pel que fa al desenvolupament de les infeccions que causen símptomes, de manera que diferents grups genètics del bacteri (subespècies i soques) solen causar la malaltia en espècies diferents. Per exemple, la que està destruint les oliveres d'Itàlia és una soca de la subespècie pauca, pròpia de Sud-amèrica. Però aquesta mateixa soca també infecta els baladres; per tant, és difícil predir quines espècies atacarà una soca determinada de Xylella.

Philaenus spumarius, vector de Xylella fastidiosa (Wikimedia Commons)
Tot i que qualsevol insecte xuclador que s'alimenti del xilema de les plantes podria ser el vector de la infecció per Xylella, a Itàlia només se n'ha identificat una espècie en el cas de la dessecació ràpida de l'olivera: Philaenus spumarius, que xucla el xilema en les parts encara tendres de les oliveres infectades i esdevé el mitjà de transport del bacteri per passar a altres plantes. El nom que identifica aquesta espècie (spumarius) fa referència a l'escuma que produeixen les seves nimfes (una de les fases larvàries) i que els serveix de protecció.

Tractament de la malaltia i polèmica a Itàlia
Malauradament, ara per ara no existeix un tractament per guarir les oliveres afectades de la síndrome de dessecació ràpida. L'única cosa que es pot fer per controlar la malaltia és arrencar els arbres infectats i impedir la disseminació del bacteri tot arrencant la vegetació que creix al voltant i que podria també estar infectada, però no presentar símptomes. De fet, des que un bacteri infecta una olivera fins que comencen a manifestar-s'hi els primers símptomes pot passar fins a un any i mig, temps suficient perquè hagin esdevingut un reservori de la malaltia i el bacteri hagi pogut transmetre's a moltes altres plantes.

Hi ha uns protocols internacionals per a actuar davant d'infeccions com la de Xylella i l'Agència Europea de Seguretat Alimentària (EFSA) va respondre de seguida elaborant un informe per a la Comissió Europea sobre les mesures que calia prendre. Després, la Comissió va dictar unes mesures d'urgència per frenar l'avenç de la malaltia. Tan bon punt es detecta la malaltia, cal actuar amb rapidesa per arrencar els arbres i altres plantes infectades o que, per la seva proximitat podrien estar-ho, i crear una zona de contenció de la infecció. A més cal identificar i eliminar de seguida l'insecte vector de la malaltia en cada brot de la plaga, atès que tots els insectes que s'alimenten dels fluids del xilema de les plantes han de considerar-se possibles disseminadors del bacteri.

Malauradament a Itàlia aquestes mesures van ser aturades per l'acció d'uns grups de pressió formats per pagesos i moviments ecologistes, que van oposar-se a l'arrencada de les oliveres on s'havia detectat el bacteri. Primer van dir que Xylella no era la causa de la síndrome de dessecació ràpida de l'olivera, i que era un bacteri oportunista que infectava arbres ja malalts per una altra infecció causada per un fong. També que els arbres que eren ben tractats i als quals s'aplicaven tècniques d'agricultura ecològica no patien la malaltia, afirmació que van desmentir els estudis realitzats en aquests cultius. Després va escampar-se la teoria de la conspiració, segons la qual el bacteri hauria estat alliberat en el medi per científics que l'havien estudiat en un laboratori de la regió, però a uns 200 km de distància de la zona on van sorgir els primers brots. Va córrer el rumor que al darrera hi havia la multinacional Monsanto, que volia substituir les oliveres de la Pulla --algunes d'elles mil·lenàries-- per oliveres modificades genèticament que s'estaven produint a Israel. Les denúncies van fer que la fiscalia actués "segrestant" els arbres infectats i impedint que fossin arrencats o talats, fins que no es disposés d'un estudi dut a terme per investigadors independents.

L'estudi es va fer i va demostrar que la causa de la dessecació ràpida de l'olivera era, com els científics havien dit des del principi, el bacteri Xylella fastidiosa. Mentrestant, s'havia perdut un temps preciós i la malaltia havia anat avançant. La Comissió Europea estava furiosa amb el Govern italià, al qual va amenaçar d'aplicar-li fortes sancions. Recentment i davant el perill que hi ha que la plaga s'escampi per Europa, les autoritats europees han fet un últim advertiment i han donat un termini de dos mesos perquè es duguin a terme les directives de contenció de la malaltia.

Però encara hi ha esperança
Quan em van arribar les primeres notícies d'aquesta greu plaga que afectava les oliveres italianes, vaig pensar si no estaríem davant d'una situació semblant a la que va viure la viticultura a Europa a finals del segle XIX, quan la fil·loxera, que, com la Xylella, va arribar d'Amèrica, va arrasar les vinyes europees. (La fil·loxera, no és, però, un bacteri, sinó un insecte paràsit emparentat amb el pugó, que ataca les arrels de les plantes que parasita.) Els ceps americans eren resistents a la fil·loxera i la solució va ser empeltar ceps americans en els europeus.

Suposo que, com jo, qui conegui una mica la història de la fil·loxera pensaria el mateix. Primer, en el desastre que es pot produir i després que potser existeixi alguna varietat d'olivera resistent amb la qual es puguin renovar els cultius, com es va fer amb els ceps. I així és. Aquests anys s'ha vist que no totes les oliveres responien d'igual manera a la infecció. Els mateixos pagesos van adonar-se que la varietat d'olivera anomenada Leccino era més resistent i van suggerir que es faci servir per empeltar a les oliveres de varietats més susceptibles a la infecció, especialment als arbres monumentals, mil·lenaris. Després s'ha descobert encara més resistència en una altra varietat d'olivera, la FS-17, que es coneix com a Favolosa. És una varietat que va obtenir-se per selecció de plàntules i que està patentada pel Consell Nacional de Recerca italià. El fet que estigui patentada, però, ha despertat suspicàcies entre els pagesos, que pensen que els propietaris de la patent potser n'apujaran el preu i les noves varietats podrien quedar fora del seu abast.

La plantació de varietats d'olivera resistents a Xylella o el seu empelt en les oliveres que ara per ara en són susceptible no podent ser, però, solucions immediates, sinó a llarg termini. Ara per ara, el que cal fer és eliminar el bacteri de les zones infectades i això només podrà fer-se arrencant els arbres infectats tan bon punt es manifestin els primers símptomes de la dessecació. Malauradament l'aturada d'aquesta pràctica per ordre judicial mentre s'investigaven les denúncies fetes per pagesos i ecologistes va fer que la infecció s'estengués per tota la província de Lecce i hagi entrat també a les províncies veïnes de Brindisi i Taranto.

El futur de les oliveres de la Mediterrània
L'olivera és un dels principals recursos de l'agricultura tradicional dels països de la conca mediterrània. També es troba a la base de l'anomenada dieta mediterrània. Fa algunes hores, a través de Facebook, m'han arribat aquestes fotos:

Oliveres de l'illa de Naxos, a les Cíclades (foto de M. Florenciano)


Fulles i fruits d'una olivera de Naxos (foto de M. Florenciano)
Les ha fetes Mo Florenciano a l'illa grega de Naxos i les reprodueixo amb el seu permís. Me les mirava i pensava que no fa tant de temps que les oliveres del Salento estaven tan sanes com aquestes oliveres de les Cíclades. Esperem que les oliveres de Naxos es mantinguin sanes i puguin arribar a mil·lenàries, com algunes de les oliveres que han hagut d'arrencar a Itàlia. És un patrimoni natural de tan valor com el que pugui tenir el patrimoni arquitectònic.

NOTA
Els estudiants d'una escola del Salento han fet un vídeo (16 minuts) sobre aquest greu problema que afecta la major riquesa de la seva terra. És molt il·lustratiu i una bona eina de divulgació sobre la síndrome de dessecació ràpida de l'olivera:



Actualització (22.07.2017)
El 9 de març de 2017, el TERMCAT va publicar un article en el seu blog amb informació sobre Xylella fastidiosa i la manera de denominar el bacteri en un context de divulgació. L'adaptació del gènere Xylella quan es tracta com un nom comú és xilel·la, que és del gènere femení. Per tant, el títol d'aquesta entrada del meu blog hauria de ser "Preparem-nos, que arriba la xilel·la".

Per saber-ne més:
- How do plant disease caused by Xylella fastidiosa emerge?, per R.P.P. Almeida i L. Nunney, a Plant Disease, novembre 2015, pp. 1457-1467
- Lo scontro tra giustizia e scienza sulla xylella in Puglia, per Daniele Rielli, a Internazionale (24.12.2015)
- Plant disease explained: The dangers of Xylella fastidiosa, per Rebekah Robinson, a The Telegraph (23.02.2016)
- Xylella fastidiosa, avís fitosanitari d'una nova malaltia a Europa per a les oliveres i la planta ornamental, per Isabel Pujades i Trinidad Plaza, a Quaderns Agraris, 41 (desembre 2016), pp. 61-70
- La plaga vegetal más peligrosa de Europa invade las Baleares, per Joaquim Elcacho, a Natural-La Vanguardia (24.01.2017)
- Xylella, così si vince il batterio che ha infettato 2 milioni di ulivi, per Michelangelo Borrillo, a Corriere della Sera (07.05.2017)
- 'Xylella fastidiosa': una predicción cumplida, per Michele Catanzaro, a El Periódico (03.07.2017)
- Alerta al camp valencià: ha arribat el 'Xylella fastidiosa', per Núria Cadenes, a Vilaweb (11.07.2017)
- Xylella fastidiosa vector transmission biology, per Rodrigo P.P. Almeida, al llibre Vector-Mediated Transmission of Plant Pathogens, pp. 165-173
- Modelling the spread and control of Xylella fastidiosa in the early stages of invasion in Apulia, Italy, per S.M. White, J.M Bullock, D.A.P. Hooftman, D.S. Chapman, a Biol Invasions (2017) 19:1825-1837
- Diffusion of Xylella in Italian olive trees. Blog dedicat exclusivament a recollir notícies i informació sobre la dessecació ràpida de l'olivera a Itàlia.

dimarts, 25 d’abril del 2017

Qui és menja el plàstic?: Cucs, papallones o microbis?

"Messieurs, c'est les microbes qui auront le dernier mot" (Senyors, són els microbis els qui tindran la darrera paraula). Aquesta frase s'atribueix a Louis Pasteur (1822-1895), un dels pares de la microbiologia mèdica. No sé si realment va dir-la ell, però el que és cert és que els microbis tenen la darrera paraula en moltes coses que mai no hauria pogut imaginar aquest investigador, des de l'origen de moltes malalties aparentment no infeccioses fins a la resolució de problemes ambientals. Podria ser que també la tinguessin per resoldre el problema que representen els milions de tones de deixalles de plàstic acumulats en el planeta.

Cucs menjadors de plàstic?
Ahir, en una emissora de ràdio, vaig sentir que s'havien trobat uns cucs capaços de menjar plàstic. Em va sobtar, perquè el plàstic és una substància artificial i, si algun organisme és capaç de degradar-lo, ha de ser perquè contingui algun enzim que ho faci possible i, a la natura, en general, els éssers vius tenen els enzims necessaris per a degradar només allò que és produït pels propis éssers vius. (Hi ha algunes excepcions, com ara els microbis que poden nodrir-se de pedres o roques.) Fins ara, l'únic plàstic que es podia degradar biològicament és el plàstic natural que fabriquen alguns bacteris o plantes a les quals s'han transferit els gens bacterians que els confereixen aquesta propietat.

Eruga de l'arna de la cera (Wikimedia commons)
He volgut aprofundir més en la notícia sobre els cucs menjadors de plàstic i he trobat alguns llocs on ja deixava clar de quins "cucs" és tracta. En realitat no són cucs, sinó les larves d'una papallona, la Galleria mellonella, coneguda com a arna de la cera o poll de les arnes (en castellà, polilla de los panales). (Les larves de molts insectes són anomenades popularment 'cucs' per la seva forma vermiforme; per exemple, els "cucs de seda" són les larves --o erugues-- de la papallona de la seda.) L'arna de la cera és una plaga en apicultura; s'alimenta de la cera de les abelles i pot arribar a destrossar-ne els ruscs.

La descoberta: serendipitat
La notícia que s'ha escampat per tots els mitjans de comunicació fa referència a un article publicat a la revista Current Biology, que descriu la recerca feta per Paolo Bombelli, Christopher J. Hower i Federica Bertocchini; els dos primers, investigadors de la Universitat de Cambridge i la tercera, investigadora italiana que treballa en un centre mixt del CSIC i la Universitat de Cantàbria. La descoberta de l'activitat devoradora de plàstic per part d'aquestes papallones va ser un cas de serendipitat.

Federica Bertocchini, que dedica part del seu temps lliure a l'apicultura, durant l'hivern guarda els ruscos buits a casa. L'any passat, quan els va agafar per posar-los a l'exterior, va veure que estaven infestats per l'arna de la cera. Va aconseguir agafar les erugues intruses i ficar-les en una bossa de plàstic de polietilè. Després d'unes hores, la bossa era plena de forats i les arnes s'havien escampat pertot. No hi havia trossets de plàstic cosa que semblava indicar que s'havien menjat el plàstic que faltava en els forats. Això la va intrigar i, com a bona investigadora, va voler saber si aquells insectes eren capaços de menjar-se el plàstic. Per comprovar-ho, Bertocchini va comptar amb la col·laboració de dos bioquímics de la Universitat de Cambridge, amb els quals van dissenyar un experiment. Van ficar un centenar d'arnes de la cera en una bossa de plàstic de les que es fan servir en els comerços i van veure que després de 40 minuts ja s'hi veien forats; van calcular que cada insecte podia fer uns 2,2 forats per hora. Però el fet que hi hagués forats podria haver estat causat per una acció mecànica, que les arnes destrossessin el plàstic amb el seu aparell bucal per sortir de la bossa i que, fins i tot en el cas que se l'empassessin, que el plàstic travessés el seu aparell digestiu sense degradar-se.

En una segona fase de l'experiment van triturar les arnes de la cera, i van aplicar aquella massa triturada directament damunt la bossa de plàstic. Si les arnes eren capaces de degradar el polietilè, aquella massa hauria de contenir els enzims que ho feien possible i per tant, també es degradaria. Després de 14 hores havia desaparegut un 13 per cent de la massa del plàstic. Mitjançant diverses tècniques de laboratori van comprovar que el polietilè, que és un polímer, era degradat fins a un compost químic més senzill, l'etilenglicol. Això significa que l'enzim, si hi participava més d'un-- era present en el triturat d'arnes aplicat sobre el plàstic.

Els resultats d'aquest experiment fan pensar que en un futur més o menys llunyà es podrà resoldre el problema dels residus plàstics. Tanmateix, no és una troballa tan innovadora com els mitjans ens la presenten, i queden encara moltes incògnites per resoldre abans que se li pugui trobar l'aplicació pràctica. Per què, d'on prové l'enzim --o enzims, si n'intervé més d'un-- que degraden el plàstic? El produeix el mateix insecte o podria ser un enzim segregat pels microorganismes que viuen en el seu aparell digestiu? De la mateixa manera que la degradació de la cel·lulosa en els animals remugadors la duen a terme els microbis que es troben en el seu rumen, o que la digestió de la fusta que mengen els insectes xilòfags (menjadors de fusta) la fan també els microbis del seu aparell digestiu, és molt probable que sigui la microbiota (o microflora) de les arnes de la cera la que s'encarregui de la degradació del plàstic.

Eruga de l'arna índia de la farina (Wikimedia commons)
Altres menjadors de plàstic
Tot i el rebombori de la notícia, aquests insectes no són els primers menjadors de plàstic descrits. I els mateixos autors de la recerca ho reconeixen en el seu article. El 2014, dos investigadors de la Universitat de Pequín i un altre xinès, investigador a la Universitat de Stanford, a Califòrnia, van descriure la degradació del plàstic que duen a terme les larves de l'arna índia de la farina (Plodia interpunctella). Van trobar, en l'aparell digestiu de l'arna, dos bacteris que degradaven el polietilè. Un d'ells, Enterobacter asburiae, és un bacteri que comprèn soques patògenes per als humans, però que pot viure en ambients molts diversos i s'ha aïllat també en plantes de cultiu com ara el cotó, les mongetes o l'arròs. L'altre bacteri era una soca d'una espècie no identificada del gènere Bacillus, que van anomenar Bacillus sp. YP1. Posteriorment, aquests mateixos investigadors van determinar la seqüència genètica de Bacillus sp. YP1. L'anàlisi dels seu genoma va mostrar la presència de 182 gens que intervenen en les vies de degradació i metabolisme de productes xenobiòtics, és a dir productes amb una estructura química que és poc freqüent o inexistent a la natura perquè són compostos sintetitzats en el laboratori.

Abocador de plàstic (Creative Commons)
Un altre bacteri menjador de plàstic va ser descrit el 2016. Es tracta de Ideonella sakaiensis, que va ser aïllat en un abocador de politereftalat d'etilè (més conegut per les sigles PET). Aquest bacteri formava part d'un consorci microbià constituït per bacteris, llevats i protozous, que era capaç de degradar el PET. Posteriors anàlisis van revelar que era una única espècie (l'esmentada Ideonella sakaiensis) la que s'encarregava de la degradació del plàstic.

Conclusions
Què aporta doncs de nou la descoberta d'aquesta arna menjadora de plàstic? La rapidesa amb què ho fa. Els dos bacteris aïllats de l'arna índia de la farina triguen unes vuit setmanes a degradar el polietilè, i el bacteri devorador de PET, tot i que és més ràpid, triga unes sis setmanes. En canvi, en una breu estona els efectes de l'arna sobre el plàstic ja són evidents.

Els investigadors de l'arna de la cera tenen ara diverses vies per continuar la seva recerca. Una d'elles és identificar els enzims que participen en la degradació del polietilè i suposo que determinar si són del propi insecte o si són enzims de la seva microbiota. Una altra, identificar els gens que codifiquen aquests enzims. Un dels investigadors (Bombelli) diu en un article en el diari The Guardian que volen esbrinar si les arnes devoren el plàstic per usar-lo com a aliment o perquè volen escapar de la bossa on estan tancades. Si ho fessin per escapar, potser un cop ho hagin fet ja no tindrien necessitat de menjar tant; però si ho fan per usar el plàstic com a font d'energia, la cosa seria diferent. A mi em fa l'efecte que, si les arnes mengessin el plàstic amb tanta voracitat només per l'afany d'escapar, la massa d'arnes triturada potser degradaria el plàstic molt més lentament. Però potser estic equivocada.

Mentre llegia aquests articles recordava Lynn Margulis, la biòloga nord-americana que tant va defensar el paper de la simbiosi en l'evolució biològica. És molt possible que la degradació del polietilè per part de l'arna de la cera sigui també un cas de simbiosi, com el de la degradació del PET per l'arna índia de la farina. I és que, com deia Pasteur, els microbis són els qui tenen (gairebé sempre) la darrera paraula.

Potser us interessarà:
- Biologa italiana scopre i bruco che mangia la plastica: "Cosí è nata per caso la mia ricerca" (La Repubblica, 25.04.2017)
- Els cucs que degraden el plàstic, per Antonio Madridejos (El Periódico, 24.04.2017)
- El gusano de la cera, capaz de degradar el plástico más resistente, per Antonio Cerrillo (La Vanguardia, 25.04.2017)

dissabte, 25 de març del 2017

La llista negra dels microbis

Pseudomonas aeruginosa (CDC/J.H.Carr), un superbacteri
L'Organització Mundial de la Salut (OMS) va publicar recentment una llista negra dels dotze bacteris o famílies de bacteris més preocupants avui dia per a la salut humana per la dificultat o impossibilitat de tractar amb antibiòtics les infeccions que causen. L'objectiu d'aquesta llista és establir prioritats en la  recerca de nous antibiòtics, tant per part de les institucions públiques que subvencionen la recerca com de les empreses farmacèutiques. La llista inclou tres grups de bacteris, segons el grau de prioritat per trobar antibiòtics que els puguin matar: prioritat crítica, alta i mitjana. No s'hi inclou el bacil causant de la tuberculosi, tot i l'augment de resistència que ha desenvolupat en els darrers anys, perquè ja ha estat objecte de programes específics.

Cultius d'estafilococs resistents a la meticil·lina (J. Gathany, CDC)
El grup de prioritat crítica comprèn bacteris multirresistents, és a dir, que són resistents a molts antibiòtics i que constitueixen una greu amenaça per a pacients d'hospitals, de residències de la tercera edat i entre aquells que el tractament de la seva malaltia fa necessari l'ús de dispositius com ara respiradors o catèters. Són bacteris que han anat desenvolupant resistència a un gran nombre d'antibiòtics, fins i tot als d'última generació i poden originar infeccions greus, com ara pneumònia o infecció a la sang, sovint mortals. Els altres dos grups comprenen altres bacteris que han anat fent-se també resistents a diversos antibiòtics i que causen malalties infeccioses més freqüents, com ara les intoxicacions alimentàries per Salmonella o la gonorrea. A la foto, una microbiòloga observa dues plaques de cultiu en les quals s'ha inoculat una soca del bacteri Staphylococcus aureus resistent a la meticil·lina (en microbiologia clínica es coneix aquesta soca amb les sigles MRSA, de l'anglès methicillin-resistant Staphylococcus aureus).

Vial de penicil·lina (Museu Ciència, Londres)
El 24 de maig de 1940 va fer-se a Oxford el primer assaig de la penicil·lina amb éssers vius: uns ratolins als quals es va provocar una infecció amb una soca molt virulenta d'un bacteri (un estreptococ). A la meitat dels ratolins se'ls va injectar penicil·lina i van superar la infecció. La resta d'animalons, que no van rebre tractament, van morir a causa de la infecció, que es va generalitzar a tot el cos. La penicil·lina va ser el primer antibiòtic que es va descobrir (el 1928), però no pas el primer que va tenir una aplicació pràctica. El primer a aplicar-se, el 1939, va ser la tirotricina (una mescla de dos components, la gramicidina i la tirocidina), i va ser descobert per René Dubos, bacteriòleg francés que treballava a l'Institut Rockefeller de Nova York. La tirotricina, però, només podia aplicar-se sobre la pell, perquè destruïa els glòbuls rojos de la sang i perjudicava el ronyó.

El mes de setembre de 1940 van fer-se les primeres prova de la penicil·lina en humans. Tots es van recuperar de les respectives infeccions que patien excepte un home, en el qual la infecció va rebrotar. Malauradament no hi havia més penicil·lina purificada disponible per poder-li injectar i l'home va morir. Cal tenir en compte que per a tractar cada cas d'infecció es necessitaven uns 2000 litres de cultiu del fong que produïa l'antibiòtic. Aleshores el Regne Unit participava en la segona guerra mundial i es feia necessari poder tenir penicil·lina en abundància per tractar les ferides infectades. Però no hi havia cap laboratori que volgués participar en un projecte que no se sabia si tindria èxit. El 1941, poc després que els Estats Units entressin també a la guerra, dos membres del grup que treballava en l'obtenció de penicil·lina purificada (Howard W. Florey i Norman Heatley) van viatjar als Estats Units amb un ajut de la Fundació Rockefeller per presentar el seu projecte a diverses empreses farmacèutiques i intentar trobar un mètode d'obtenció del fàrmac que permetés produir-ne prou quantitat per dur a terme els assajos clínics que n'avalessin l'eficàcia i posteriorment  fes possible la seva fabricació a gran escala. Ho van aconseguir i el 1943 s'elaborava ja suficient penicil·lina per subministrar-ne als serveis mèdics dels Aliats. La primavera de 1944 hi havia preparades més de dos milions de dosis a punt per al desembarcament a Normandia.

Amb l'èxit dels primers temps, semblava que els antibiòtics podrien acabar amb les malalties infeccioses. Tanmateix, avui dia, gairebé 75 anys després que aquests fàrmacs comencessin a usar-se, les malalties infeccioses encara segueixen matant. En la dècada de 1960, en les classes de microbiologia i de genètica ja ens van parlar d'aquest problema, especialment de les soques resistents que proliferaven en hospitals. Tot i que la percepció pública que es tenia dels antibiòtics encara era positiva, ja feia temps que es considerava la possibilitat que perdessin la seva eficàcia. El diari The New York Times, en la seva edició del 26 de juny de 1945, deia:
El perill més gran de l'automedicació és l'ús de dosis massa petites [d'antibiòtic] perquè, en lloc de fer desaparèixer la infecció, prepara els microbis per resistir la penicil·lina i es desenvolupen organismes resistents a l'antibiòtic, que poden passar a altres persones i des d'aquestes a unes altres fins que arriben a una persona que contreu una septicèmia o una pneumònia que no es pot guarir amb antibiòtics.
Alícia i la reina roja (Wikimedia Commons)
La resistència als antibiòtics al principi no es veia com un problema insalvable perquè s'anaven desenvolupant també nous antibiòtics que podien combatre els bacteris resistents als fàrmacs que s'havien estat aplicant fins aleshores. Però sempre hi havia bacteris que desenvolupaven resistència a cada nou antibiòtic. La manera com lluiten per la supervivència aquests organismes és l'estratègia que en evolució es coneix com la cursa de la reina roja, fent referència a un personatge del llibre Alícia a través del mirall. En el país de la reina roja, els seus habitants han de córrer sempre tant com poden per no moure's de lloc, perquè el país també s'està movent. És el mateix que passa quan fem exercici en una d'aquelles cintes que es mouen en un gimnàs. Correm no pas per avançar en una direcció determinada, sinó per mantenir-nos en el mateix lloc, i si s'accelera la cinta, nosaltres haurem de córrer també més. És també l'estratègia que Tancredi (personatge de Il Gattopardo) diu al seu oncle, el príncep Salina, que han de seguir: "Si volem que tot continuï com està, cal que tot canviï." Una estratègia aplicable a molts altres camps. Per exemple, en moltes professions, la formació continuada és necessària per no quedar-se enrere. De la mateixa manera, caldria anar descobrint nous antibiòtics perquè els bacteris no guanyin en la cursa de les infeccions.

Malauradament, ja fa temps que la medicina s'ha quedat enrere en la lluita contra algunes infeccions. Per una banda, trobar nous antibiòtics no és una tasca fàcil. Per una altra, quan un bacteri esdevé resistent, la resistència s'escampa a altres bacteris molt ràpidament per diversos factors, entre els quals: a) el temps de generació molt breu de la majoria d'espècies bacterianes (hi ha bacteris que, en condicions de laboratori, es multipliquen cada 20 minuts); b) no hi ha un únic mecanisme de resistència als antibiòtics i c) el material genètic dels bacteris no es transmet únicament d'una generació a la següent (el que es coneix com a transferència vertical), sinó que també poden transmetre's a altres bacteris, fins i tot d'espècies diferents (és el que es coneix com a transferència horitzontal).

És cert que cal trobar nous antibiòtics per lluitar contra els bacteris resistents. Però cal considerar també altres fronts en la lluita contra la malalties infeccioses. Una d'elles és la prevenció, mitjançant normes higièniques adequades i la vacunació. Una altra és usar els antibiòtics amb mesura. Això representa usar-los únicament per tractar malalties per a les quals són eficaços i completar sempre el tractament, encara que sembli que els símptomes han desaparegut. Una altra causa de propagació dels bacteris resistents va ser l'ús d'antibiòtics com a promotors del creixement en la cria d'animals, per exemple en les granges de pollastres.

Fa uns mesos vaig passar davant d'una farmàcia on, a la porta, un cartell indicava que aquell establiment no dispensava antibiòtics sense la corresponent recepta mèdica. Això és el que haurien de fer totes les farmàcies, sense necessitat de cartells.

Potser us interessarà:
- Els bacteris i els escacs (aquest blog, 10.05.2010). Sobre el creixement exponencial dels bacteris.

dimecres, 10 d’agost del 2016

Geosmina i l'olor de terra mullada

Pluja en un camí (foto domini públic)
No sé si ho he somiat o una amiga va dir-me fa anys que, si mai tenia una filla, li agradaria posar-li Geosmina, que era una paraula que li agradava molt. Jo també la trobo molt bonica, però no sé si en el món deu haver-hi cap nena que porti aquest nom. Com tampoc no crec que hagi nenes que es diguin Vanil·lina, Piperina, o Ionona que són paraules de la mateixa categoria que Geosmina.

Anit vaig pensar en el desig de la meva amiga. De fet, hi penso gairebé sempre que plou i sento l'olor de la terra mullada que m'entra pel balcó, o quan remoc la terra humida d'algun test o jardinera per canviar-li les plantes. Anit tenia el balcó obert quan va començar a ploure. De sobte va arribar-me aquella flaire, que no és altra que la flaire de la geosmina, un compost aromàtic produït principalment per Streptomyces coelicolor, un bacteri del grup dels actinomicets, que han estat molt estudiats pel seu peculiar metabolisme, que produeix moltes substàncies antibiòtiques (el nom de l'estreptomicina deriva precisament del bacteri que la produeix). En realitat, el nom oficial de la geosmina és (4S, 4aS, 8aR)-4,8a-dimetil-1,2,3,4,5,6,7,-octahidronaftalè-4a-ol, però, qui és capaç de recordar-lo? Per sort, els investigador que van aïllar aquesta molècula, el 1965, van anomenar-la geosmina, un nom d'arrels gregues que és molt descriptiu: olor de terra.

Estructura de la geosmina
La geosmina no es troba únicament en els sòls. És el compost que dóna a la remolatxa el seu gust una mica terrós. I la molècula que dóna a alguns vins sabors que es descriuen com de terra mullada o de fongs. També es troba en alguns peixos que fan olor 'de fang', com les carpes. El nas humà pot captar l'aroma de la geosmina al seu voltant en concentracions baixíssimes, de parts per bilió. Per això no és estrany que, quan s'allibera del sòl, amb la humitat de la pluja, en sentim immediatament la flaire.

Avui dia se saben moltes coses sobre la geosmina, però no està molt clara quina pot ser la seva funció i se n'han suggerit diverses. Per una banda, podria ser un mitjà de defensa, perquè alguns possible depredadors podrien sentir rebuig per aquella olor. Es diu que, en el desert, els camells podrien localitzar els oasis --per tant, llocs on poder beure aigua-- gràcies a l'olor de geosmina que es difondria per l'aire. I, en beure l'aigua de l'oasis, s'empassarien també espores del bacteri que produeix aquest compost aromàtic, que serien després expulsades en algun altre lloc on els camells defequessin. En alguns cactus, les flors podrien usar la geosmina per atraure els insectes, que hi acudirien en la cerca d'aigua i contribuirien a la pol·linització. Sembla ser que la aquest compost químic també podria ser l'inductor de la migració cap als rius de les anguiles, que neixen en el mar; la geosmina produïda per actinomicets de les ribes dels rius, seguiria el curs del riu i acabaria en el mar.

Guadalajara (Mèxic), desembre 2008. (Foto M. Piqueras)
Hi ha una cançó mexicana dedicada a Guadalajara, la capital de l'estat de Jalisco, que fa referència a les olors de la ciutat:
Guadalajara, Guadalajara,
Guadalajara, Guadalajara...

Tienes el alma de provinciana,
hueles a limpia rosa temprana,
a verde jara fresca del río,
son mis palomas tu caserío,

Guadalajara, Guadalajara
hueles a pura tierra mojada.
Fa alguns anys vaig anar a Guadalajara al desembre i no en recordo cap olor especial; però a l'hivern hi plou poc. En canvi, de juny a setembre hi cauen pluges intenses, després d'una primavera que sol ser molt seca. Per tant, és possible que s'alliberi a l'atmosfera molta geosmina i que, com diu la cançó, la ciutat faci olor de "pura tierra mojada".

De vegades es parla de la geosmina amb connotacions negatives. Es diu que el peix de riu capturat en zones on hi ha molts actinomicets pot fer pudor de fang. I que la geosmina pot accentuar la pudor produïda pels molins paperers. Potser depengui de la concentració amb què es troba a l'ambient. Jo no diria mai que l'olor que desprèn la terra després de la pluja és repulsiu. Al contrari, és un aroma natural que trobo molt agradable i que sovint em duu records de les pluges i tempestes estiuenques del Maresme, caigudes de vegades després de setmanes de sequera; de nits en què sentia la pluja colpejar la barana del balcó i en què les meves narius s'omplien d'aquella fragància que semblava indicar que la terra es despertava.

Per saber-ne més:
- The earth's perfume, per V. Baillie Gerritsen, a proteinspotligh (juny 2003)
- Geosmin, an earthly-smelling substance isolated from actinomycetes, per N.N. Gerber i H.A. Lechevalier (1965) Applied Microbiology, 13:935-938