Muchas veces, cuando nos enfermamos, atribuimos nuestras molestias a organismos microscópicos como las bacterias o los virus. Sin embargo, ¿alguna vez te has preguntado qué es una bacteria o qué es un virus? ¿En qué se diferencian? ¿Son siempre malos para nosotros y debemos huir de ellos? A continuación, responderemos estas preguntas.
Resumen
- Si bien las bacterias y los virus causan enfermedades que a veces pueden ser mortales, la mayoría de ellos no nos afecta e incluso pueden ser beneficiosos para nosotros.
- Las bacterias son células procariotas que carecen de núcleo y organelos, a diferencia de nuestras células, que sí los tienen. Las bacterias pueden reproducirse por sí solas ya sea mediante fisión binaria o germinación.
- Los virus, por otro lado, no son considerados organismos vivos, por muchos, a pesar de que contienen material genético.
- A diferencia de las bacterias y otras células, los virus no pueden reproducirse por sí solos ni realizar otras actividades fundamentales, para ello requieren parasitar otras células.
- Al encontrar una célula huésped, los virus la usan para reproducirse y así expandirse hacia otras células.
- Actualmente, se está investigando el uso de virus para combatir infecciones bacterianas.
¿Qué es una bacteria?
Empecemos por explicar qué es una bacteria. Según Aparna Vidyasagar, escritor de ciencias con estudios de genética en la Universidad de Wisconsin-Madison, las bacterias son organismos de una sola célula, o unicelulares, como comúnmente se los llama. Estos organismos son clasificados, además, como procariontes. ¿Qué significa esto?
Como explica la Enciclopedia Británica, todos los organismos vivos de nuestro planeta están formados por uno de dos tipos distintos de células: eucariotas o procariotas. En las células eucariotas, el material genético está cubierto por una membrana llamada membrana nuclear. Además, este tipo de células se caracteriza por tener organelos; estructuras que cumplen ciertas funciones en la célula, como las mitocondrias que se encargan de generar energía.
Por otra parte, según la Enciclopedia Británica, un organismo procarionte se caracteriza por poseer una sola célula que carece de organelos (estructuras de las células que cumplen ciertas funciones, por ejemplo, un núcleo distintivo), debido a la ausencia de membranas internas. En el gráfico de abajo, podemos ver cómo se diferencia una célula procariota de una célula animal, que es eucariota, como las nuestras.
Como vemos en el gráfico, mientras que nuestro material genético se encuentra en el núcleo de nuestras células, en las bacterias el material genético (cromosomas) flota libremente formando una masa retorcida llamada nucleoide o en piezas circulares llamadas plásmidos. Otra diferencia entre las células procariotas y eucariotas es que las primeras usualmente son mucho más pequeñas.
Dada su simplicidad y pequeñez, las bacterias (procariotas) pueden crecer y reproducirse muy rápidamente y florecer en casi cualquier ambiente. Pero ¿cómo se reproducen estos organismos?
Como explica Aparna Vidyasagar, la mayoría de bacterias se multiplica por un proceso llamado fisión binaria. En este proceso, afirma la Enciclopedia Británica, una célula aumenta su volumen hasta que se divide a la mitad, produciendo así dos células hijas idénticas. En el gráfico de abajo podemos ver este proceso.
Otras bacterias se reproducen por un proceso llamado germinación. En esta caso, afirma Vidyasagar, una célula hija nace como si fuera una extensión de la célula progenitora. La célula hija empieza como una pequeña protuberancia y crece hasta ser del mismo tamaño que la célula madre, para luego separarse.
¿Son peligrosas las bacterias?
Ya sabemos qué es una bacteria; sin embargo, es necesario eliminar una creencia usual que solemos tener: todas las bacterias son malas para la salud. Es verdad que las bacterias nos pueden enfermar y muchas veces pueden causar la muerte. De hecho, como afirma la Enciclopedia Británica, las enfermedades por bacterias han jugado un rol importante en la historia de la humanidad. Epidemias extendidas como el cólera y la plaga han reducido la población de ciertas áreas por más de un tercio. Sin embargo, actualmente esto ya no sucede en parte gracias a la creación de los antibióticos.
Pese a esto, la mayoría de bacterias son inofensivas e incluso nos ayudan, por ejemplo, a digerir la comida, a destruir otros microbios que causan enfermedades e incluso a pelear contra el cáncer. De hecho, menos del 1% causan enfermedades en las personas.
¿Qué es un virus?
Definir qué es un virus es un poco más complicado. Primero, los virus se caracterizan porque siempre son agentes parasitarios. En contraste con las bacterias, por lo general son mucho más pequeños que estas. Son tan pequeños que cuando se les descubrió fueron descritos como un “líquido viviente tóxico”. ¿Por qué?
Porque en el siglo XIX se hicieron experimentos con plantas infectadas con la enfermedad del mosaico del tabaco, causada por un virus. En estos experimentos se aplastaban hojas infectadas con el virus del mosaico del tabaco. Luego, inyectaban, a través de un papel filtrante que no dejaba que pasen bacterias, un líquido compuesto por estas hojas aplastadas a una planta sana. El resultado era que la planta sana contraía el mosaico del tabaco, por lo que los científicos de la época asumieron que algo vivo en el líquido causaba esta enfermedad. De hecho, la misma palabra virus significa veneno en latín. Como cuenta Vidyasagar, en 1898 el científico danés Martinus Beijerinck fue el primero en decir que el mosaico del tabaco era causado por un líquido vivo tóxico, de donde vino la palabra virus.
Por otro lado, el tamaño no es lo único que diferencia a los virus de las bacterias. Según Vidyasagar, los virus se encuentran en la frontera de lo que puede ser considerado un ser vivo o una cosa inerte. Si bien tienen elementos necesarios para los organismos vivos como el ADN o el ARN (poseen uno de ambos), son incapaces de leer o seguir la información contenida en el ADN o ARN: necesitan infectar a otras células para ello.
Es por esto que la Enciclopedia Británica explica que no se debería considerar a los virus un organismo vivo, pues no se pueden reproducir ni realizar procesos metabólicos por sí mismos sin una célula huésped. Esto los diferencia tanto de las células procariotas (bacterias) como de las eucariotas, que sí pueden realizar estos procesos por sí mismas. Por ello, los virus son organismos parasitarios por excelencia; dependen de otras células para casi todas sus funciones. Pero ¿cómo realizan esto?
¿Qué hacen los virus?
Los virus solo se pueden reproducir infectando una célula huésped. Al hacerlo, los virus usan a la célula para producir otros virus genética y estructuralmente idénticos. ¿Cómo hacen esto?
Como explica la Enciclopedia Británica, hay diversas formas en que los virus se reproducen, pero hay ciertos eventos básicos en el ciclo de la infección que comparten todos. El primer paso en este ciclo ocurre cuando un virus padre se prende de la superficie de una célula huésped.
A partir de ahí pueden suceder dos cosas, dependiendo del virus. Una opción es que este penetre la membrana externa de la célula y entre en ella. Una vez adentro, se libera el material genético del virus. La otra opción es que el virus se quede afuera, pero inyecte su material genético en el interior de la célula.
Según Vidyasagar, una vez liberado el material genético del virus en la célula, este toma el control de ella y usa su maquinaria para reproducirse. De esta manera, la célula ignora sus propias necesidades para producir nuevos virus. Por último, los virus dentro de la célula son expulsados para infectar otras células. Dependiendo del virus, algunas veces las células son destruidas en este proceso.
Los virus muchas veces pueden causarnos enfermedades peligrosas. Sin embargo, como mencionamos anteriormente, no todos los virus nos atacan y, así como hay bacterias que pueden ser beneficiosas para nosotros, también hay virus que pueden resultar beneficiosos.
¿Cómo nos podrían resultar beneficiosos los virus?
Veamos por un momento la imagen de abajo.
(Bacteria atacada por bacteriófagos – Fuente: Dr. Graham Beards)
La imagen muestra una bacteria rodeada por múltiples bacteriófagos, un tipo de virus que infecta exclusivamente a las bacterias. Vemos entonces que, así como existen bacterias que no nos hacen daño, también existen virus que no nos hacen daño.
De hecho, en la Tierra hay más bacteriófagos que la combinación de todos los organismos vivientes, incluyendo a las bacterias. En este preciso momento, tienes miles de millones de estos en tu cuerpo. Pero no te preocupes, ellos solo atacarán a las bacterias. Asimismo, hay muchos tipos de bacteriófagos y cada uno ataca a solo un tipo de bacteria y sus parientes. ¿Por qué esto puede ser beneficioso?
Porque, cuando usamos antibióticos, estos atacan a todas las bacterias de nuestro cuerpo, incluyendo aquellas que son beneficiosas para nosotros. Por el contrario, cada tipo de bacteriófago ataca a ciertas bacterias específicas relacionadas. De esta manera, podrían ser usados para tratar infecciones bacterianas sin preocuparse de que maten a aquellas que nos benefician.
Por otro lado, los bacteriófagos son importantes porque podrían ser una solución al problema de la resistencia de las bacterias a los antibióticos. Los antibióticos son sustancias producidas por organismos vivos que, por lo general, son perjudiciales para otros microorganismos como bacterias y hongos, pero no los virus.
Lamentablemente, con el paso del tiempo, las bacterias han mutado y han generado resistencia a estas sustancias. De hecho, se estima que al menos dos millones de personas en los Estados Unidos se infectan con este tipo de bacterias resistentes cada año, llevando al menos a 23 mil personas a la muerte. Lo peor es que, a medida que sigamos usando antibióticos, las bacterias se volverán cada vez más resistentes. ¿Cómo combatir entonces a estas bacterias resistentes?
La respuesta se puede encontrar justamente en los bacteriófagos, ya que estos pueden matar a las bacterias de una forma distinta a los antibióticos. De hecho, las defensas de las bacterias contra los antibióticos no serían un problema para los virus.
¿Por qué aún no usamos bacteriófagos para tratar infecciones?
Si bien el uso de virus para tratar infecciones bacterianas parece ser prometedor, aún es algo que falta investigar. Esta falta de investigación se debió, en parte, a la creciente disponibilidad y efectividad de los antibióticos en las últimas décadas. Sin embargo, con la mayor resistencia que han adquirido las bacterias, los bacteriófagos se han puesto en la mira como una posible solución.
Por ejemplo, la Unión Europea invirtió 5 millones de euros en un proyecto que estudia el uso de bacteriófagos para prevenir infecciones en la piel de quemados. Por otro lado, la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA, por sus siglas en inglés), es decir, la agencia del gobierno de los Estados Unidos encargada de regular los medicamentos, aprobó el uso de aditivos para la comida que contengan bacteriófagos que maten patógenos como la listeria monocytogenes, que causa infecciones al estómago.
Asimismo, existe un caso exitoso de una persona tratada con bacteriófagos contra una infección de bacterias resistentes a antibióticos. Tom Patterson contrajo una bacteria durante unas vacaciones a Egipto. Luego de no mejorar tras 100 días de tratamiento y quedar en estado de coma, se le administró un cóctel de bacteriófagos, logrando que Patterson se salve. Lamentablemente, como mencionamos, el conocimiento que tenemos actualmente sobre ellos es insuficiente y algunas pruebas clínicas realizadas para evaluar su eficacia han resultado parcialmente negativas.
Además, el uso de bacteriófagos también tiene limitaciones. Primero, es difícil producirlos, pues, para que se reproduzcan, necesitan infectar a bacterias (como mencionamos más arriba). Al necesitar de bacterias para reproducirse, estos virus podrían estar mezclados con restos de bacterias muertas que podrían causarnos una sepsis.
Por otro lado, el tratamiento con bacteriófagos toma más tiempo en comparación con los antibióticos, pues cada tipo de bacteriófago ataca a unas pocas especies de bacterias. Los doctores primero tendrían que identificar qué bacteria causa la enfermedad y luego ver si hay virus disponibles que ataquen a esa bacteria. Todo este proceso toma tiempo.
