El lado positivo de las bacterias.
The positive side of bacterias.
Daniel Marcano*
* Departamento de Bacteriología. Instituto Nacional de Higiene "Rafael Rangel". Venezuela.
Las bacterias son microorganismos procariotas unicelulares que presentan un tamaño de algunos micrómetros de largo (entre 0,5 y 5 µm, por lo general) y diversas formas incluyendo esferas, bastones y espirales. Ellas son los organismos más abundantes del planeta. Son ubicuas, encontrándose en todo hábitat de la tierra, creciendo en el suelo, en manantiales calientes y ácidos, en desechos radioactivos (1), en las profundidades del mar y de la corteza terrestre. Algunas bacterias pueden incluso sobrevivir en las condiciones extremas del espacio exterior. Se estima que hay en torno a 40 millones de células bacterianas en un gramo de tierra y un millón de células bacterianas en un mililitro de agua dulce. En total, se calcula que hay aproximadamente 5x1030 bacterias en el mundo (2).
Aunque la mayoría de las personas asocie a estos organismos unicelulares con enfermedades, sólo el 1 por ciento las produce. El resto cumple diversas funciones, entre las que encontramos, por ejemplo, procesos simbióticos con el ser humano como la síntesis de vitaminas y fermentación de carbohidratos complejos indigeribles, reciclaje de elementos a nivel biogeoquímico, producción de sustancias químicas en la industria y biorremediación (3).
BENEFICIOS PARA LA SALUD HUMANA
La interacción que ocurre entre las bacterias y el humano es compleja. En el cuerpo humano hay aproximadamente diez veces tantas células bacterianas como células humanas, con una gran cantidad de bacterias en la piel y en el tracto digestivo(4). Aunque algunas bacterias pueden ser patógenas para el hombre, el efecto protector del sistema inmune hace que la gran mayoría de ellas sea inofensiva o beneficiosa. Muchas otras bacterias se encuentran como simbiontes en seres humanos y en otros organismos. Por ejemplo, en el tracto digestivo proliferan unas mil especies bacterianas. Sin te tizan vitaminas tales como ácido fólico, vitamina K y biotina. También fermentan los carbohidratos complejos indigeribles y convierten las proteínas de la leche en ácido láctico (por ejemplo, Lactobacillus) (5,6,7). Ade más, la presencia de esta flora intestinal inhibe el crecimiento de bacterias potencialmente patógenas (generalmente por exclusión competitiva). Muchas veces estas bacterias beneficiosas se venden como suplementos dietéticos probióticos (8).
Algunas especies bacterianas incluso son beneficiosas desde el punto de vista de la higiene personal. El grupo de Anesti y col. reportó en el año 2005 la presencia de bacterias metilotróficas en la lengua, encía y placa supragingival de un cierto número de pacientes en Londres. Estas bacterias comprendían cepas de Baci llus, Brevibacterium casei, Hyphomicrobium sulfonivorans, Me thylobacterium, Micrococcus luteus y Variovorax para doxus, y eran capaces de consumir los compuestos metilo responsables del mal aliento que son producto de la degradación natural de aminoácidos sulfurados en la boca. Hasta ese momento no se había reconocido que las bacterias metilotróficas eran parte de la flora bucal normal, y que bajas concentraciones de éstas en la boca pueden estar asociadas al mal aliento (9).
]]> Otro descubrimiento revolucionario en lo respectivo a la interacción positiva entre las bacterias y los humanos viene reflejado en investigaciones recientes que indican que la colonización de la persona con cierto tipo de bacteria puede tener un efecto protector contra el VIH. Estas bacterias son ciertos tipos de cepas de Lactobacillus productores de peróxido de hidrógeno10, los cuales se encuentran normalmente en la cavidad oral y vaginal sin ocasionar ningún tipo de patología, pero sin embargo atacan al VIH debido a que su fuente preferencial de alimento es la manosa que recubre a este virus. Debido a la alta tasa mutacional del VIH, el desarrollo de vacunas contra él ha sido infructuoso, por lo que el método de inocular las mucosas donde normalmente ocurre la transmisión del virus con Lactobacillus que lo capturen podría convertirse en un método económico y eficiente para prevenir la diseminación del HIV, sobre todo si se logra modificar genéticamente estas cepas de forma que inactiven al virus de la forma más eficiente posible (11).BENEFICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA INDUSTRIAL
Muchas industrias dependen en parte o enteramente de la acción bacteriana. Gran cantidad de sustancias químicas importantes como alcohol etílico, ácido acético y acetona son producidas por bacterias específicas. También se emplean bacterias para el curado de tabaco, el curtido de cueros, caucho, algodón, etc. En la industria alimentaria las bacterias, junto con levaduras y mohos, se han utilizado durante miles de años para la preparación de alimentos fermentados tales como queso, mantequilla, encurtidos, vinagre, vino y yogurt (12,13).
Para la biorremediación, el uso de bacterias tiene la gran ventaja de que éstas pueden degradar una gran variedad de compuestos orgánicos sin ocasionarle daño al medio ambiente como ocurriría con productos químicos, por lo cual son útiles en el reciclado de basura y para limpiar ambientes contaminados; por ejemplo, después del vertido del petrolero Exxon Valdez en 1989, en algunas playas de Alaska se usaron fertilizantes con objeto de promover el crecimiento de estas bacterias na turales de tal forma que degradaran el petróleo (14,15). Investigadores de la Universidad de Utah descubrieron en el 2005 una nueva bacteria que limpiaba de forma natural y económica el suelo contaminado. Este microorganismo fue encontrado en un terreno que era rutinariamente contaminado con carcinógenos químicos, pero sin embargo, aunque en ese sitio normalmente se aplicaban preservativos a la madera con un alto grado de toxicidad, no se encontraban en el suelo residuos de toxinas; esto llevó al descubrimiento que en dicho suelo había bacterias que consumían estas toxinas. Luego de su identificación, se determinó que los tres tipos de bacterias presentes eran micobacterias, y se procederá a analizarlas desde el punto de vista genético por secuenciación de su genoma y caracterización de plásmidos, de tal forma de determinar qué propiedad de estas bacterias les permite proliferar en estos suelos contaminados y degradar las toxinas, limpiándolos, lo cual puede abrir mucho camino en este campo de descontaminación amigable con el ambiente (16).
CONCLUSIONES
En el clásico La Guerra de los Mundos las bacterias salvaban al planeta y a la humanidad en general de una invasión alienígena; si bien ése no es un peligro que corramos en la realidad, sí estamos expuestos a un deterioro ambiental acelerado y a un número cada vez mayor de patologías infecciosas y metabólicas, por lo cual es tranquilizador saber que estos microorganismos, los cuales clásicamente son conocidos como causantes de enfermedad, ahora pueden verse como una posible ayuda para "salvar al mundo" proporcionándonos beneficios desde el punto de vista de la salud y proporcionando alternativas amigables para el ambiente, para la producción de sustancias necesarias en la industria y hasta para resolver directamente problemas medioambientales mediante la degradación de toxinas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Fredrickson J, Zachara J, Balkwill D. Geomicrobiology of high-level nuclear waste-contaminated vadose sediments at the hanford site, Washington state. Appl. Environ Microbiol. 2004; 70 (7): 4230-41. [ Links ]
2. Whitman W, Coleman D, Wiebe W. "Prokaryotes: the unseen majority". Proc Natl Acad Sci USA. 1998; 95 (12): 6578-83. [ Links ]
3. Bello, Marcela. "Beneficios de las bacterias". Comunicación de prensa de la Universidad Nacional de General Sarmiento, Argentina. Disponible http://infouniversidades.siu.edu.ar/noticia.php?id=125 [ Links ]
4. Sears C. A dynamic partnership: Celebrating our gut flora. Anaerobe. 2005; 11 (5): 247-51. [ Links ]
5. O’Hara A, Shanahan F. "The gut flora as a forgotten organ". EMBO Rep. 2006; 7 (7): 688-93. [ Links ]
6. Zoetendal E, Vaughan E, de Vos W. A microbial world within us. Mol Microbiol. 2006; 59 (6): 1639-50. [ Links ]
7. Gorbach S. Lactic acid bacteria and human health. Ann Med. 1990; 22 (1): 37-41. [ Links ]
8. Salminen S, Gueimonde M, Isolauri E. Probiotics that modify disease risk. J Nutr. 2005; 135 (5): 1294–8. [ Links ]
9. Vasiliki A, McDonald I, Ramaswamy M, Wade W, Kelly D, Word A. Isolation and molecular detection of methylotrophic bacteria occurring in the human mouth. Env Micr. 2005; 7(8):1227-1238. [ Links ]
10. Hitti J. Protective Effect of Vaginal Lactobacillus on Genital HIV-1 RNA Concentrations: Longitudinal Data from a US Cohort Study. 15th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections, Boston, abstract 27LB, 2008. [ Links ]
11. Chang T, Chang C, Simpson D, Xu Q, Martin P, Lagenaur L, Schoolnik G, Ho D, Hillier S, Holodniy M, Lewicki J, Lee P. Inhibition of HIV infectivity by a natural human isolate of Lactobacillus jensenii engineered to express functional two-domain CD4. PNAS. 2003; 100(20):11672-11677. [ Links ]
12. Johnson M, Lucey J. Major technological advances and trends in cheese. J Dairy Sci. 2006; 89 (4): 1174-8. [ Links ]
13. Hagedorn S, Kaphammer B. Microbial biocatalysis in the generation of flavor and fragrance chemicals. Annu Rev Microbiol. 1994; 48: 773–800. [ Links ]
14. Cohen Y. Bioremediation of oil by marine microbial mats. Int Microbiol. 2002; 5 (4): 189–93. [ Links ]
15. Neves L, Miyamura T, Moraes D, Penna T, Converti A. Biofiltration methods for the removal of phenolic residues. Appl Biochem Biotechnol. 2006; 129–132: 130–52. [ Links ]
16. Utah State University, Center for Integrated BioSystems. "Newly Discovered Bacteria Dine On Carcinogens". Disponible: http://www.biosystems.usu.edu/home/news/cib_news/newly.php [ Links ] ]]>