INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. ¿Quién vigila a los murciélagos?

                                             ¿Quién vigila a los murciélagos?

La transmisión de patógenos de animales a humanos es algo que todo el mundo ha tenido muy presente durante el último par de años con la pandemia de Covid-19. Existen multitud de enfermedades que se transmiten de animales, especialmente mamíferos, a humanos. Estas zoonosis se transmiten directamente desde el animal original al humano o puede utilizar intermediarios hasta llegar a los humanos y luego transmitirse de persona a persona. 

La Organización Mundial de la Salud advierte que desde 1940 a 2004 se han descubierto 154 nuevas enfermedades provocadas por virus y que tres cuartas partes de ellas corresponden a zoonosis. En una investigación realizada por Daszak, Kevin J. Olival y otros colegas en 2017 (Nature 21 de junio) analizaron 754 especies de mamíferos y 586 especies virales y llegaron a la conclusión de que “Los murciélagos son huéspedes de una proporción bastante más alta de zoonosis en comparación con el resto de los mamíferos”.

Los murciélagos causan enfermedades en roedores, cánidos, bovinos y seres humanos. El contagio puede ser directo o vía intermediarios como las aves, cerdos o mosquitos. Entre los virus transmitidos a humanos por los murciélagos que presentan mayor impacto en humanos se encuentran  el SARS-CoV-2, el Ébolavirus, la rabia, el SARS-CoV-1 y el MERS-Cov. También lo son de los virus de Marburgo, Nipah y Hendra que han ocasionado enfermedades en humanos en África, Malasia, Bangladés y Australia y la gripe aviar causada por el virus de la Influenza A H5N1. Ninguno de ellos, salvo la rabia, causa la enfermedad a los murciélagos y se consideran el reservorio natural de estos virus desde hace mucho tiempo.

El hecho de que los murciélagos sean el reservorio natural de numerosos virus y que no les afecten fue motivo de que en 2018 se realizara un estudio para averiguar la razón. El artículo fue publicado en “Cell Host & MIcrobe” (Dampened STING-Dependent Interferon Activation in Bats). Tiene que ver con el acontecimiento evolutivo de la capacidad de volar de estos mamíferos. El vuelo requiere un gasto energético muy alto y provoca que células se rompan liberando fragmentos de ADN. El sistema inmune de los mamíferos les confiere la capacidad de reaccionar ante la presencia de fragmentos de ADN que pudieran pertenecer a virus extraños. Esto desembocaría en una respuesta inflamatoria que debilitaría a los murciélagos. Pues bien, los científicos han concluido que los murciélagos han perdido los genes que codifican para esa respuesta inmune y por ello no reaccionan ante la presencia de los virus patógenos mencionados.

Además, en la investigación realizada por Daszak, Kevin J. Olival en 2017, se concluyó que los murciélagos son portadores de enfermedades potencialmente reemergentes en humanos y por si fuera poco se identificaron 60  nuevas especies de paramixovirus genéticamente muy similares a las propias de humanos como los del sarampión, paperas y neumonías. Esto quiere decir que estas especies de virus similares a las humanas podrían ser causantes de rebrotes de antiguas enfermedades y de aparición de enfermedades potencialmente nuevas en las personas.

Así que, ¿Qué se puede hacer para evitar los nuevos contagios o rebrotes?. Los murciélagos están distribuidos casi por todo el mundo. Son animales bastante longevos y son numerosos. Los hay insectívoros, frugívoros e incluso los hay que muerden. Además las heces pueden ser vehículo de transmisión de los patógenos. Pueden volar y distribuirse por áreas muy amplias e incluso convivir con animales de granjas.

Así que parece inevitable la convivencia con este reservorio de virus potencialmente peligrosos para las personas. Las autoridades sanitarias aconsejan el lavado de manos frecuente y evitar el contacto directo con cerdos y murciélagos frugívoros en zonas endémicas. No se debe beber líquidos no pasteurizados y lavar las frutas antes de ingerirlas.

Ser conscientes del riesgo que existe y estar preparados para nuevas posibles enfermedades es parte de lo que también podemos hacer. Reconocer que convivimos en una especie de equilibrio con los virus patógenos y que cualquier alteración del medio ambiente puede ser detonante para la aparición de nuevos contagios. La deforestación, los hacinamientos en grandes ciudades, la ganadería intensiva o las llamadas macrogranjas, el cambio climático, etc pueden ser la causa de la ruptura de ese equilibrio con la naturaleza con consecuencias que ya hemos empezado a experimentar. Y mientras como solución a lo que pueda venir, la inversión en investigación para las vacunas del futuro.

Fuentes bibliográficas:

https://www.nytimes.com/es/2020/01/30/espanol/ciencia-y-tecnologia/Murcielagos-virus-coronavirus.html

https://www.agenciasinc.es/Reportajes/En-busca-de-los-origenes-del-virus-que-ha-puesto-en-jaque-a-todo-el-planeta

https://ri.uaemex.mx/handle/20.500.11799/98970

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. Napoleón contra un ejército de ricketssias

                             Napoleón contra un ejército de ricketssias

Durante el período comprendido entre 1799 y 1815 Napoleón encabezó las denominadas guerras napoleónicas. Durante muchas de las batallas Bonaparte supo dirigir a sus tropas y diseñar estrategias para salir victorioso de ellas. Pero su ocaso comenzó tras la campaña de invasión a Rusia en 1812. Para ello la Grande Armée de Napoleón estaba formada por 691.550 soldados, el mayor ejército jamás formado en la historia europea. Tras la toma de poder de Moscú, los rusos adoptaron la estrategia de esperar y dejar que el invierno y las duras condiciones que asolan a los soldados en las guerras consumieran las fuerzas francesas. Sobrevivieron menos de 30.000 soldados.

“ Dondequiera que haya guerras siempre habrá enfermedades infecciosas”. Dra. Carole Reeves, experta en historia de la Medicina

En 2001 se llevó a cabo una investigación en una fosa común de Vilna con unos 2000 a 3000 cadáveres de soldados franceses (Trabajo publicado en “Journal of Infectious Diseases” de enero de 2006). Se realizaron análisis genéticos a partir de la pulpa extraída de dientes y se determinó la presencia de Bartonella quintana, bacteria causante de la enfermedad llamada fiebre de las trincheras. También se identificó a Ricketssia prowazakii causante del tifus exantemático. Ambas enfermedades son transmitidas por los piojos (Pediculus humanus) y eran comunes durante las guerras debido a las malas condiciones de salubridad y al hacinamiento en las trincheras. 

Así, durante el invierno de la campaña 1812-1813 los soldados de Napoleón soportaron unas duras condiciones climáticas y hacinamiento en trincheras donde los piojos se pudieron transmitir con facilidad. Las bacterias contenidas en los piojos son eliminadas con las heces. La introducción del microorganismo patógeno al torrente sanguíneo se veía facilitado por el rascado.

Ricketssia se multiplica en las paredes de los vasos sanguíneos del cuerpo que infectan causando vasculitis y trombosis. La enfermedad se manifiesta asimismo con un cuadro gripal con fiebres muy altas y cefaleas tras 1 o 2 semanas. A los 4-7 días aparece una erupción cutánea característica.

Desarmadas ante este ejército microscópico de ricketssias las tropas de Napoleón asumieron una derrota que sería decisiva en la historia de Europa.

Fuentes:

http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_4541000/4541942.stm

https://es.wikipedia.org/wiki/Guerras_napole%C3%B3nicas

https://historia.nationalgeographic.com.es/a/fatidica-campana-napoleon-rusia_6461

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA: Zoonosis: Angiostrongiliasis y Tifus de la garrapata

Zoonosis: Angiostrongiliasis y Tifus de la garrapata

La zoonosis hace referencia a aquellas enfermedades transmitidas por distintas especies de animales a la especie humana. Se conocen más de 200 tipos de zoonosis. Algunas tienen poco alcance tanto geográfica como temporalmente. Sin embargo, existen casos de zoonosis que persisten y se hace necesario incluso por parte de la Organización Mundial de la Salud declarar diversas Emergencias de Salud Pública Internacional. Las últimas emergencias globales emitidas por la OMS han sido: Influenza A (H1N1) en 2009; Poliomielitis en 2014; Zika en 2016 y Ébola en 2014 y 2016. Poliomielitis y Ébola siguen activas siendo ésta última un caso de zoonosis relacionada sobre todo con murciélagos de la fruta.

Otros casos menos conocidos de zoonosis se describen a continuación:

Angiostrongiliasis es un caso de zoonosis poco conocido relacionado con el consumo de gasterópodos terrestres siendo éstos . El  patógeno es una larva de un nematodo del género Angiostrongylus. La enfermedad causada por su ingesta puede tener dos variantes: Angiostrongiliasis abdominal y Angiostrongiliasis cerebral.

En el primer caso la enfermedad está causada por la larva de Angiostrongylus costaricensis. Se manifiesta con dolor abdominal, vómitos y alteraciones intestinales que pueden desembocar en perforación intestinal.

En segundo caso el causante es Angiostrongylus cantonensis y pueden manifestarse de 3 maneras: 

- Como meningitis eosinofila: fiebre, parestesias, cefáleas, vómitos, rigidez en la nuca, parálisis facial.

- Forma ocular: la larva se instala en la parte posterior del ojo provocando pérdida de visión, dolor ocular y desprendimiento de retina.

- Forma pulmonar: larvas se instalan en un pulmón causando neumonía grave, exudados y hemorragias.

Fiebre botonosa mediterránea, también denominada tifus de la garrapata. El agente infeccioso es una bacteria, Rickettsia conorii y transmitida por la garrapata marrón del perro. La enfermedad tiene un período de incubación de 1 a 3 semanas tras las cuáles se manifiesta con fiebres altas, dolores musculares y articulares, dolores de cabeza y fotofobia. El cuadro se puede complicar con insuficiencia renal, meningoencefalitis, y fallo multiorgánico.

Fuentes:

https://es.wikipedia.org/wiki/Angiostrongiliasis

https://es.wikipedia.org/wiki/Fiebre_botonosa_mediterr%C3%A1nea

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. El nombre y apellidos de los microbios.

                                             El nombre y apellidos de los microbios

        Los microorganismos fueron las primeras formas de vida de nuestro planeta. Ocupan

todos los ambientes y lugares incluyendo aquellos que para los humanos tienen condiciones

extremas en cuanto a temperatura, salinidad, pH, etc. Todos los días se descubren nuevos

microorganismos y se hace necesario realizar, no sólo una correcta clasificación sino, acuñar

un nombre que los identifique. Un ejemplo de ello lo tenemos muy cerca con el

descubrimiento hace un par de años de Nocardia gipuzcoensis

        El nombre que se asigna a la nueva especie de microbio es el nombre científico

siguiendo la nomenclatura binomial (sistema adoptado por Carl Linneo, 1707 - 1778). Consta

de 2 palabras en latin: la primera palabra corresponde al género y es compartida por otras

especies próximas. Y la segunda palabra corresponde con lo que sería el “apellido” y que

identifica a cada especie.

        Los microorganismos se pueden dividir en virus, bacterias, hongos y protozoos, aunque

es verdad que los virus no son considerados seres vivos y se clasifican separadamente.

         La clasificación de las bacterias se realiza primero atendiendo a la tinción de Gram,

siendo gram positivas si se tiñen de azul y gram positivas si se tiñen de rojo ya que poseen

paredes celulares de diferentes características. Además, atendiendo a su forma serán cocos,

bacilos, vibrios, espirilos y espiroquetas. Y por último se clasifican en aerobias o anaerobias

si necesitan oxígeno o no para vivir. Pues bien, cada vez que se cree descubrir una especie

nueva y tras realizar las pruebas pertinentes, bautizar un microorganismo no es tarea  fácil,

así que muchas veces se echa mano de, no solamente las características que las clasifican

sino, matices más concretos que faciliten su identificación. Así aparecen nombres científicos

tales como el anteriormente mencionado. Nocardia guipuzcoensis: Nocardia en honor al

médico Edmon Nocard que fue el primero en identificar una bacteria del mismo género y

guipuzcoensis en referencia a la nueva especie descubierta por médicos del País Vasco

(también existe Nocardia donostiensis!)

Otros ejemplos:

• Haemophilus influenzae (gripe).

• Streptococcus pneumoniae (neumonía).

• Neisseria meningitidi (meningitis).

• Vibrio cholerae (cólera)

• Spirillum volutans

        Como se observa, en bacterias es frecuente hacer referencia a la forma del

microorganismo o a la enfermedad que origina.

        Los hongos se pueden bautizar también en función de cómo se clasifican o haciendo

referencia a alguna característica concreta. La levadura de la cerveza Saccharomyces

cerevisiae haría referencia al hongo unicelular fermentador de azúcares para producir

cerveza por ejemplo. Otros ejemplos los encontramos con Penicillium chrysogenum,

productor del antibiótico penicilina o Encephalitozoon cuniculi parásito intracelular causante

de una infección del sistema nerviosos central en conejos (“cuniculi”)

        Por último, los protozoos se pueden clasificar según su manera de desplazarse: ciliados

(paramecios como Paramecium aurelia), flagelados (Tripanosoma cruzi, nombre que hace

referencia a la forma del microbio un trépano o sacacorchos) y rizópodos (Ameba proteus,

aludiendo al movimiento ameboide de sus pseudópodos)

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. Adiós antibióticos, hola Bacteriófagos

                                        Adiós antibiótico, hola bacteriófagos  

 

 Ya en 1945 Alexander Fleming nos advirtió al recibir el Premio Nobel de Medicina por su

descubrimiento de la penicilina:

 “existe el peligro de que un hombre ignorante pueda fácilmente aplicarse una dosis insuficiente de antibiótico, y, al exponer a los microbios a una cantidad no letal del medicamento, los haga resistentes”

Tras más de 70 años de tratamientos de infecciones con antibióticos, numerosas especies de bacterias han desarrollado resistencia a la acción de los antibióticos. El uso abusivo y el hecho de que los antibióticos luchan contra microorganismos muchas veces de manera poco específica está perjudicando los tratamientos de ciertas infecciones.

La Organización Mundial de la Salud publicó en 2017 la primera lista de patógenos prioritarios resistentes a antibióticos entre los que se encuentran bacterias de los géneros: Acinetobacter, Pseudomonas y varias enterobacterias como Klebsiella, E. coli, Serratia, y Proteus. Con esta lista la OMS pretende alertar para que gobiernos, empresas y comunidad científica aúnen esfuerzos para priorizar la investigación en nuevas alternativas a los antibióticos.

Por lo tanto se buscan soluciones que sean más eficaces y minimicen las probabilidades de aparición de resistencias a los antibióticos. Existen líneas de investigación sobre los bacteriófagos o fagos que son virus que infectan a bacterias. Su principal interés radica en que son muy específicos para cada bacteria y una vez  parasitada se multiplica y provoca su destrucción liberando nuevos fagos. Además existen en gran abundancia en la naturaleza y prácticamente cada bacteria tiene asignado su bacteriófago.

Otro elemento interesante es que estos bacteriófagos serían eficaces contra aquellas bacterias resistentes a antibióticos con lo cuál se recuperará el tratamiento contra aquellas infecciones que se han convertido en complicados de tratar.

Además, para minimizar la probabilidad de que las bacterias desarrollen resistencia a los fagos se utilizaría un “cóctel” de fagos diferentes eficaces contra una determinada bacteria.

Para evitar la aparición de inmunidad humana se haría preciso un seguimiento médico minucioso ya que las dosis sucesivas en un tratamiento sería de una mayor concentración de fagos para esquivar los anticuerpos neutralizantes.

Hoy en día existen numerosos casos exitosos de tratamientos con bacteriófagos y la ciencia avanza cada vez más deprisa. La creación de una vacuna contra el SARS CoV 2 en menos de  un año es muestra de ello. Los desequilibrios provocados bien sea artificial o naturalmente entre la convivencia de la especie humana y las especies microscópicas patógenas suponen un reto para la ciencia. Pero también lo es para las instituciones de los gobiernos transmitir una educación científica a la sociedad para proporcionar a los ciudadanos la información adecuada para la toma de decisiones frente a los tratamientos del futuro.

Fuentes:

• “Bacteriófagos, ¿podrían ser una alternativa a los antibióticos?”

                        

• “La fagoterapia como alternativa a a los antibióticos”

• “Fagoterapia, virus como alternativa a los antibióticos”

INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL. Críticas al aprendizaje profundo

                                                 Críticas al Aprendizaje profundo

Durante los últimos años se han producido avances importantes en el área de la Inteligencia Artificial relacionada con las redes neuronales profundas. Ejemplos de ellos lo constituyen el aprendizaje profundo o "deep learning". 

El rápido desarrollo en este ámbito se ha traducido en la vida real en diferentes aplicaciones como: la configuración de traductores inteligentes, desarrollo de lenguaje natural para asistentes virtuales, el reconocimiento de voz, la creación de modelos de audio, el tratamiento avanzado de imágenes o el reconocimiento facial.

Pero algunas voces dentro de la comunidad científica (Gary Marcus) advierten sobre este exceso de optimismo (Danny Lange) ante los avances del Aprendizaje profundo y resaltan los límites de ésta, que no las críticas. 

A continuación se resumen algunos de los problemas a los que se enfrentan los algoritmos basados en el aprendizaje profundo:

• Se necesitan cantidades inmensas de información ya que los resultados se obtienen a partir del estudio de miles de ejemplos.

• No es capaz de incorporar datos no conocidos.

• Los resultados obtenidos son poco fiables cuando se trabaja en escenarios cambiantes.

• Aparición de dificultades cuando se trata de analizar estructuras jerarquizadas

• Dificultad para entender mensajes subjetivos, poco explícitos.

• Tampoco es capaz de distinguir causalidad y correlación.

INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL. Algoritmo A*

                                                     Reflexión sobre Algoritmo A*

El Algoritmo A* es un tipo de algoritmo utilizado en Inteligencia Artificial para la resolución de problemas. El procedimiento consiste en el uso de algoritmos de búsqueda en grafos (donde se exponen todos los posibles caminos o maneras para alcanzar la resolución del problema) de tipo heurístico (en base a la experiencia se escogen las alternativas más eficientes de alcanzar dicha resolución).

Por ejemplo para encontrar el camino más corto y eficaz de un punto inicial a un punto final. Un Algoritmo A* quedaría como un conjunto de pasos o instrucciones desde un punto de inicio hasta un final (resolución de un problema). 

Uno de los problemas a la hora de aplicar este algoritmo es la necesidad de disponer de una memoria elevada suficiente para almacenar toda la información. Además aquellos problemas con elementos variables en el espacio y en el tiempo hace que la ruta que diseña el algoritmo A* no sirviera y tuviera que volver a empezar después de cada variación.

INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL. Test de Turing

                                                                         Test de Turing

La prueba de Turing o Test de Turing consiste en un examen a una máquina para valorar el grado de similitud que tiene con el comportamiento humano. Dicho de otra manera, hasta qué punto una máquina sería capaz de engañar a una persona (juez valorador) haciéndose pasar por un ser humano. El test fue creado y presentado por Alan Turing en 1950 en su artículo científico “Computing Machinery and Intelligence”. Turing planteaba la cuestión de si se podría crear una máquina que fuera capaz de pensar como una persona, incluyendo situaciones donde las emociones y empatía tiene también un peso en la prueba. Turing planteaba esta prueba como una conversación entre “examinador y examinado”. Cuanto mayor tiempo se mantiene esta “conversación” sin atisbar pruebas de que sea una máquina, mayor valoración se obtiene en el test de Turing.

De hecho, desde 1990, existe el Premio Loebner que es una competición anual  entre programas de ordenador en el que cada año se presentan para competir por cuál es el más “humano”. Este premio no está exento de polémica y científicos como Marvin Minsky, considerado uno de los padres de la inteligencia artificial, criticó abiertamente esta prueba argumentando que es un truco publicitario y que no aportaba nada a esta ciencia.

Lo cierto es que este tipo de premios fomentan la creación de programas que tienen aplicaciones en la vida real. 

• Uno es Captcha (“Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart”) utilizado en webs para identificar los usuarios correspondientes a personas reales. 

• Los chatbots son utilizados por empresas para atender a sus clientes mediante mensajes de texto y resolver incidencias.

Como curiosidad para los cinéfilos, en la película de Blade Runner (Ridley Scott, 1982) se utiliza una prueba parecida a la del test de Turing. Esta película describe un futuro en el que la sociedad convive con los replicantes, humanos artificiales utilizados como una especie de esclavos que realizan los trabajos más peligrosos. En un momento dado estos replicantes se rebelan y se hace necesario una manera de distinguir un replicante de un humano real. La película comienza con una escena donde un policía humano interroga mediante este test a un sospechoso de ser replicante. (escena test de Turing)

                

INTELIGENCIA ARTIFICIAL. Reflexión

                                                                         Reflexión

Hoy en día la percepción que tiene la sociedad sobre la inteligencia artificial ya no es la de antes. Para la mayoría de las personas no expertas como yo, esta visión ha evolucionado con el tiempo. No hace mucho, estas dos palabras evocaban el mundo de los robots y el potencial que imaginábamos que esto tenía en un futuro. Las películas y las noticias con las últimas tecnologías ayudaban a que nos formáramos un concepto de inteligencia artificial que nada tiene que ver con la actualidad.

Ya hemos llegado al “futuro” y aquellos robots que pensamos llegaríamos a conocer no están aquí. Y menos mal, porque entendíamos que el objetivo del desarrollo de la inteligencia artificial era imitar la mente humana lo máximo posible incluidas las percepciones de las emociones y los comportamientos humanos. 

En cambio, lo que sí ha llegado es esta inteligencia artificial enfocada a objetivos concretos. No solamente ha llegado la sustitución de mano de obra humana por robots en cadenas de manufacturación de productos o incluso la conducción automática de vehículos de mercancías. La inteligencia artificial constituye un elemento de apoyo fundamental en muchas de las tareas de profesionales como es en la medicina diagnóstica por ejemplo. Pero también para mejorar aspectos menos tangibles como es el tratamiento para personas con Alzheimer y autismo.

La IA se encuentra instalada e integrada en todos los ámbitos de nuestra sociedad. Desde todo tipo de aplicaciones que se pueden instalar en nuestros móviles para facilitarnos la vida hasta en el mundo de la investigación científica de cualquier ámbito. Por ello considero que la inteligencia artificial es una rama de la ciencia desarrollada por expertos de diferentes áreas que a su vez persiguen el objetivo de facilitar el desarrollo e interpretación de toda la ciencia en general.

Por último, destacar la importancia de establecer una legislación sobre los límites éticos en el desarrollo de la IA tal y como ya existe en el ámbito de la ingeniería genética por ejemplo.