RESÚMENES DE LOS ARTÍCULOS
Visita con guía al centro del arsenal bacteriano
La resistencia de las bacterias a los antibióticos puede ser natural, provenir de mutaciones y también de transferencias de genes. Cuando todas las cepas pertenecientes a la misma especie son resistentes a un antibiótico, se habla de resistencia natural. Pero, desde luego, éste no es el caso general. Cuando la resistencia bacteriana sólo aparece en algunas cepas de una especie normalmente sensible, se habla de resistencia adquirida. Es el resultado de la mutación o de la adquisición de uno o varios genes.
Contrariamente a una idea corrientemente extendida, la resistencia por mutación sólo afecta a un pequeño porcentaje (10 al 20%) de las cepas patógenas aisladas en clínica. El antibiótico no es mutágeno, pero selecciona los raros mutantes existentes en la población bacteriana sensible.
La probabilidad de obtener por mutación bacterias resistentes a dos antibióticos (doble mutante) es igual al producto de la probabilidad de aparición de cada una de las mutaciones consideradas independientemente. Dada la rareza de estos acontecimientos, la utilización de una combinación de antibióticos en bi o triantibioterapia parecía poder prevenir la emergencia de mutantes resistentes. Lamentablemente, algunas mutaciones cromosómicas pueden conferir una resistencia simultánea a varios antibióticos pertenecientes a familias diferentes y hacer inútil esta táctica.
En algunos raros casos, la emergencia de un nuevo tipo de resistencia es la consecuencia de una o varias mutaciones puntuales que modifican un gen de resistencia ya conocido y amplían el campo de sus capacidades. No obstante, la gran mayoría de los casos de resistencia bacteriana aislados en clínica (alrededor del 80%) provienen de la adquisición de información genética exógena.
Los nuevos genes codifican la mayoría de las veces para enzimas cuya actividad permitirá que la célula se defienda del antibiótico, y hacen posible el establecimiento de cuatro estrategias principales: Interferencia (la bacteria sintetiza una enzima que modifica el antibiótico y lo hace inofensivo), camuflaje (la bacteria modifica el blanco del antibiótico para hacerlo insensible a su acción), blindaje (la bacteria sintetiza una bomba membranal que arroja el antibiótico fuera de la bacteria) y esquiva (la bacteria sustituye en el blanco una molécula por otra no vulnerable).
Las transferencias de genes entre bacterias permiten una difusión rápida y extensa de las informaciones genéticas. Observadas tanto en las bacterias Gram positivo como Gram negativo se califican de horizontales ya que se producen al margen de todo mecanismo de reproducción. Tres mecanismos diferentes permiten esta transferencia horizontal: transducción (en este caso, las partículas defectivas son los vectores), transformación (adquisición e incorporación de DNA exógeno desnudo), y conjugación (el DNA se transfiere de una bacteria donante a una bacteria receptora por medio de un mecanismo que requiere un estrecho contacto celular).
Cualquiera que sea el proceso implicado, la transferencia de un gen de resistencia entre dos gérmenes patógenos será más eficaz cuanto menor sea la distancia genética entre las bacterias implicadas. Sin embargo, los límites hasta los que bacterias filogenéticamente distantes pueden intercambiar información genética en condiciones naturales han sido ampliados por la demostración de transferencias horizontales de genes de resistencia entre bacterias Gram positivo a las Gram negativo.
La mayoría de las veces, los genes de resistencia a los antibióticos están situados en estructuras genéticas móviles, los plásmidos (moléculas de DNA circular que se replican independientemente del cromosoma bacteriano) y los transposones o elementos transponibles (cuando los plásmidos de resistencia son susceptibles de evolucionar de forma modular, es decir, de adquirir sucesivamente diferentes genes de resistencia).
La mayoría de los antibióticos naturales son producidos por las bacterias del suelo, llamadas telúricas, pertenecientes al género Streptomyces; otros provienen de hongos, como la penicilina. Ambos tipos, desempeñan una importante función en la fertilización de los suelos y, además, no son patógenos. Sin embargo, han de protegerse contra su propio veneno, como todos los organismos productores de sustancias tóxicas. Para hacerlo, utilizan mecanismos de resistencia similares a los que se encuentran en las bacterias patógenas. Esta observación ha llevado a diferentes autores a sugerir que los genes de resistencia presentes en las bacterias patógenas podrían haber surgido de los microoganismos productores de antibióticos.
Otra hipótesis, no excluyente, es que los genes de resistencia derivan de algunos genes del metabolismo, después de la duplicación de un gen ancestral. En este caso, una copia del gen conservaría la función inicial, mientras que la otra evolucionaría a gen de resistencia.
Dean Hamer: del gen "gay" al gen de la alegría
Dean Hamer es un hombre feliz. Incluso en un día no muy afortunado, Hamer se declara más feliz que muchas personas que sí tienen un buen día. Y, según él, esto se debe a sus genes. Los psicólogos, explica, han descubierto que cada ser humano jamás se aleja mucho de cierto nivel de felicidad que le es propio, y que "este nivel de felicidad es esencialmente una cuestión de herencia".
"Estoy persuadido de que descubriremos algo importante sobre el comportamiento humano estudiando sus fundamentos genéticos", dice Hamer. "Infinidad de estudios sobre familias y gemelos", prosigue, "demuestran que la herencia explica entre el 30% y el 70% de las diferencias de personalidad entre las personas". Evidentemente, esto carga sobre el entorno entre el 70% y el 30% de la responsabilidad de nuestro carácter.
Su descubrimiento más controvertido es la relación que ha establecido entre la homosexualidad masculina y ciertos genes presentes en el cromosoma X. Por otra parte, ha iniciado uno de los proyectos más ambiciosos de la ciencia actual. Partiendo de perfiles psicológicos y de muestras de DNA de ciertos sujetos, estudia actualmente el genoma humano, cromosoma a cromosoma, a fin de descubrir cualquier gen que tenga un efecto notable sobre la personalidad.
Al principio se lanzó a una empresa mucho más especulativa: la búsqueda de los genes relacionados con la homosexualidad. Varios estudios demostraban que la homosexualidad es un carácter parcialmente heredable (por ejemplo, los resultados indican que el 50% de gemelos verdaderos de padres homosexuales son, a su vez, homosexuales) y era legítimo creer en la existencia de estos genes. Hamer había establecido que la homosexualidad masculina es transmisible por la madre. Empezó entonces su investigación centrando su atención en el cromosoma X, que los varones reciben únicamente de su madre.
En cada sujeto, aisló e identificó un mismo conjunto de 22 marcadores, una especie de segmentos de DNA fácilmente reconocibles, diferentes en cada individuo. Si dos hermanos poseían un mismo marcador, había grandes probabilidades de que los genes situados en las proximidades de este marcador fueran comunes a ambos. Hamer descubrió que en una región cromosómica llamada Xq28, 33 de los 40 pares de hermanos tenían en común un mismo conjunto de cinco marcadores. ¿Qué ha pasado con el gen "gay"? Parece que, desde que publicó estos resultados en 1993, está resistiendo: Hamer ha conseguido reproducir sus resultados y hasta el momento, ningún resultado lo ha contradicho. Sin embargo, no siempre ha podido ser localizado, y su verdadera función sigue ignorándose.
En la misma época, su curiosidad le encaminó a un problema que estudiaba uno de sus colegas de los NIH, Jonathan Benjamin. Años de investigaciones, la mayoría realizadas con falsos gemelos y verdaderos, mostraban que aproximadamente la mitad de las diferencias de puntuaciones que daban las personas sometidas a tests sobre la extraversión, la conciencia, etc., se explicaban por las particularidades del patrimonio genético.
Antes de abandonar Israel para ir a los NIH, Benjamin oyó decir a sus colegas que habían establecido una relación entre la búsqueda de la novedad y un gen que proporcionaba sus instrucciones a los receptores de dopamina. Poco después, Hamer salió a la caza de otro gen. En un seminario en los NIH, oyó a Klaus-Peter Lesch, de la Universidad de Wurtzburg (Alemania), describir el descubrimiento de diferencias que afectan la zona reguladora del gen que codifica el vector de serotonina. Este descubrimiento intrigó a Hamer, ya que se sabía no sólo que la serotonina del tejido cerebral es un regulador del estado psicológico, sino también que el gen en cuestión tiene un papel clave en el transporte de la serotonina. Hamer descubrió una relación entre el estado psicológico y la regulación del vector de serotonina.
Los futuros descubrimientos probablemente nos explicarán no el gen en sí mismo, sino su regulación. "Estoy persuadido de que muchísimas diferencias comportamentales se interpretarán en términos de índices de proteínas más que en términos de estructuras proteicas". No obstante, la mayoría de los genes considerados uno por uno sólo pueden explicar una pequeña parte del temperamento de una persona.
"Estoy convencido de que los aspectos positivos vencerán finalmente sobre los negativos", dice. "El conocimiento de los genes que subyacen en nuestra personalidad debería, por ejemplo, llevarnos a la invención de medicamentos más complejos para tratar las enfermedades mentales y al descubrimiento de métodos nuevos para ayudar a las personas a superar sus dependencias de ciertos productos. Pero lo más importante es que tendremos conocimientos más firmes sobre nosotros mismos y sobre los demás. La comprensión de nuestro patrimonio genético es la clave que nos permitirá descubrir quiénes somos. Es un instrumento de liberación, una ventana que la ciencia abre sobre el alma humana".