En 1943, antes del uso de antibióticos, Luria y Delbruck describieron la prueba que permitía demostrar que los antibióticos no producen, seleccionan mutantes resistentes.

selección-resistentes-644x362No es fácil para el hombre actual asumir que su dotación génica es similar a la de animales inferiores porque la tradición religiosa y cultural han dado al hombre una categoría superior, de dominio absoluto sobre las demás especies.

Desde que se conoció la localización de la información de la herencia se pensó que el genoma humano era muy superior a cualquier otro en cantidad y calidad. Por ello el conocimiento del genoma ha supuesto un punto de inflexión en la cultura que todavía no podemos calibrar.

Si echamos la vista atrás, hace más de 60 años no se podía nadie imaginar la importancia del papel del azar y la selección en el futuro de cualquier especie viva. Un ingenioso experimento llevado a cabo por Luria y Delbruck en 1943, denominado análisis de fluctuación hizo que se tambaleara el concepto de la vida como un proceso evolutivo dirigido.

Luria-delbruck_diagramLuria y Delbruck encontraron una fluctuación en resultados, estudiando la acción de fagos líticos (T1) frente a E. coli. Al sembrar inóculos independientes de E. coli en placas con fagos T.1 aparecerían algunas colonias (crecimiento de bacterias resistentes) de forma aleatoria descartando que las bacterias resistentes a la lisis (las que crecieron dando lugar a colonias) hubieran estado expuestas previamente al virus. Serían las mutantes espontáneas, demostrando que la fluctuación y número de mutantes entre las resiembras desde un solo cultivo era baja y mantenida dentro del intervalo del error esperado, pero las resiembras desde cultivos independientes, la fluctuación era cientos de veces mayor.

Coincidió este experimento con la llegada de los antibióticos y la preocupación por el descubrimiento de las resistencias, que se extendió entre los científicos. Era difícil explicar a los intelectuales de la época que las bacterias no recibían instrucciones de los antibióticos para hacerse resistentes, es decir que “iban a su aire”. Por eso el test de fluctuación, desde entonces se viene identificando con la demostración de las resistencias a los antibióticos como única aplicación, hasta el punto de que en la mayoría de los libros de texto se explica el test sobre la resistencia a la estreptomicina (STM).

Se inocula un pequeño número de bacterias sensibles a STM en un matraz con 100 cc de caldo y en 100 tubos con 1 cc de caldo cada uno. Tras incubar, se siembra 1 ml de cada uno en varias placas con STM y se recontará al cabo de 24 h. La fluctuación del número de colonias (resistentes a STM) fue mucho mayor en las procedentes de los tubos que en las procedentes del matraz, demostrando inequívocamente que las mutantes resistentes aparecían espontáneamente antes de la exposición. En conclusión los antibióticos ¡no producen mutantes, las seleccionan!.

Aunque Luria y Delbruck fueran contundentes no todos los científicos lo entendieron así. Al fin y al cabo la demostración había que hacerla sobre la placa que llevaba el agente inhibidor. La fluctuación podía deberse a algún fenómeno no conocido o a una aplicación estadística no comprendida.

Estas discrepancias fueron acalladas por Lederberg en 1952 con un curioso y sencillo procedimiento denominado replicación en placa: Se siembra en placa una suspensión de 105 bacterias y se incuban hasta alcanzar un crecimiento confluente. Sobre esta placa se apoya el extremo plano de un cilindro recubierto con un paño de terciopelo que, una vez impregnado se apoya de nuevo y sucesivamente sobre varias placas con estreptomicina. Tras incubar, crecerán algunas bacterias resistentes en las 2 ó 3 placas con estreptomicina, ¡en las mismas posiciones!, correspondientes a las áreas de la placa maestra de donde mas bacterias resistentes se podían seguir aislando. Evidentemente las mutantes han surgido sin exposición previa al antibiótico.

Cabía pensar que las mutaciones solo aparecerían cuando la bacteria se está multiplicando, está en fase logarítmica, pero se ha comprobado que también aparecen en fase estacionaria, teóricamente en ausencia de división bacteriana.

Además, en esta fase las bacterias necesitan adaptarse a nuevas condiciones, sustratos, y competencias. La aparición de mutantes es mucho mas veloz que en la fase exponencial, lo que no significa que las mutaciones estén inducidas por el entorno sino, posiblemente que la frecuencia de mutaciones facilita la adaptación evolutiva. Sería la forma de conjugar el lamarquismo y darvinismo. Además las repercusiones en determinadas infecciones (otitis media aguda, urinarias, abscesos etc.) donde las bacterias están en fase estacionaria, explicaría muchas resistencias.

Podríamos preguntarnos ¿las mutaciones afectan solo a las resistencias a fagos o antibióticos? Naturalmente que no. Puede afectar a genes que controlan virulencia, dotación antigénica, etc. y también funciones vitales como la división celular, o la replicación del ADN. Pero en estos últimos casos, al no funcionar la bacteria, las mutaciones letales son indetectables porque no tenemos indicadores, pues la bacteria inevitablemente muere.

El fenómeno de la transformación bacteriana, descubierta casualmente en 1928 por Griffth fue la base de la demostración en 1944 por el grupo de Avery del “principio transformador” que luego resultaría ser el ADN. Pues bien, la mayoría de las especialistas consideran que el test de fluctuación de Luria y Delbruck en 1943, sin lugar a dudas supone el nacimiento de la genética microbiana, incluso antes del descubrimiento del papel de ADN.

 

Autor: J. Prieto. “Resistentes”

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