¿Qué es la microbiología? Se define como la rama de la biología que estudia los microorganismos. Un microorganismo o microbio es todo aquel organismo que solo se pueda ver al microscopio. Los primeros microbios en los que pensamos son bacterias y virus, aunque también entran en este grupo algunos hongos, algas y ciertos parásitos eucariotas, como helmintos, protozoos y algunos artrópodos (todo elemento que se vea al microscopio).
Así, aparecen microorganismos con organización celular como los organismos procariotas y algunos eucariotas. Todos éstos tienen en común que poseen membrana celular y tienen ambos ácidos nucleicos (ADN y ARN).
También aparecen microorganismos sin organización celular: Virus y partículas subvirales como viroides y priones. Estos seres no poseen membranas, ni tienen ambos ácidos nucleicos (tienen ADN o ARN, pero nunca los dos a la vez). Todos éstos son parásitos intracelulares obligados, ya que carecen de metabolismo; necesitan un hospedador con organización celular para replicarse.
Si tienes alguna duda sobre algún término puedes consultar nuestro glosario.
Este es un tema bastante amplio, y, para un análisis más exhaustivo, puedes consultarlo en nuestro artículo "historiaç de la microbiología".
De manera más resumida, podemos hablar un preperíodo, y tres períodos en su historia:
En el artículo anteriormente mencionado tendrás una visión más amplia de la historia de la microbiología.
En esencia, las aplicaciones de la microbiología son dos: clínica e industrial. La aplicación clínica es para el control de las bacterias, virus y hongos y de su impacto en la salud humana y animal. La aplicación industrial saca provecho de las actividades de los microorganismos. Dentro de la microbiología existen estás disciplinas:
Si bien no hay muchas universidades con la carrera de microbiología, una opción interesante puede ser la de cursar la carrera de biología o biotecnología (más comunes) y especializarte más adelante en microbiología. En ambas carreras se dan los conocimientos adecuados para una futura especialización (si bien debe haber un análisis previo para elegir la opción que se adecue más a tus necesidades ya que, aunque la carrera de biología o biotecnología sobre el papel sean iguales, en cada universidad pueden haber enfoques diferentes que pueden ser útiles para tus objetivos o no). También hay que tener en cuenta las asignaturas optativas; eligiendo adecuadamente puedes salir aun más preparado. De todas formas, por si te lo preguntas, sí, puedes trabajar como microbiólogo estudiando las carreras de biología o biotecnología; no es estrictamente necesario cursar la carrera de microbiología.
Sea que elijas una carrera u otra, en España hay la ventaja de que hay prácticas en laboratorio dentro de la propia universidad donde puedes aprender a trabajar en laboratorio (no son iguales a prácticas de empresa). En otros países solo se estudia teoría y no tienen esas prácticas, es otro factor a tener en cuenta.
Dentro de España, puedes estudiar el grado de microbiología en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB).
Si quieres hacer un máster, o maestría, hay más opciones:
Una vez acabados los estudios, el microbiólogo es un profesional que estudia, organiza, clasifica e investiga los microorganismos, tales como virus, hongos o bacterias, para contribuir al conocimiento y avance en medicamentos o de soluciones a problemas de salud e higiene en sectores como la agricultura, la industria o la veterinaria. Puede realizar dichas funciones en hospitales, universidades, laboratorios o instituciones de investigación, en ámbitos tanto públicos como privados.
Una vacuna es, en esencia, cualquier preparación cuyo objetivo sea el de generar inmunidad (no es un tratamiento) contra una enfermedad estimulando la producción de anticuerpos. Se puede usar una suspensión de microorganismos muertos o debilitados, de sus toxinas, de sus proteínas de superficie, o de su material genético. Si bien el método más conocido para la administración de vacunas es la inyección, también hay vacunas que se administran por via nasal u oral.
Podríamos decir que la vacuna es una simulación para nuestro sistema inmunológico. En nuestro cuerpo entraría un compuesto que es reconocido como una amenaza; el sistema inmune crearía una respuesta frente a él, que serviría de precedente para el futuro. Así, cuando "en la vida real" ese patógeno entre a nuestro cuerpo, el sistema inmune ya sabe la respuesta que tiene que dar frente a él. Más adelante, veremos una explicación más exhaustiva sobre este proceso.
La vacunación es el método por el cual se genera inmunización de manera inducida frente a ciertos patógenos. El inicio de estas prácticas es antiguo, ya que comenzaron con las observaciones de Edward Jenner en el siglo XVIII. Observó que la viruela era una enfermedad tanto humana como vacuna. Se dio cuenta de algo extraño: las personas que ordeñaban a las vacas afectadas de viruela no adquirían la viruela humana, de algún modo se hacían resistentes. Para intentar conseguir esa resistencia, cogió muestras de las heridas de la viruela vacuna y las inoculó en humanos sanos. Nacía de esta forma la primera vacuna, denominada así por Pasteur, en honor a Jenner y sus estudios con las vacas. Actuaba contra enfermedades no sólo de origen viral, sino también de origen bacteriano, como el carbunco.
Más adelante, Pasteur desarrollaría la vacuna contra la rabia. La rabia es un virus que ataca al sistema nervioso, primero actuando sobre los músculos de la zona de la garganta. Se le llamaba hidrofobia porque los afectados, aun teniendo sed, no pueden beber agua porque no controlan la epiglotis. La rabia es la única enfermedad en la cual se puede vacunar al paciente después de haberse infectado, si es que el virus no ha llegado al sistema nervioso. Esto fue clave en la primera persona vacunada, Joseph Meister. Su madre lo llevó a Pasteur tras recibir una mordedura de perro. La vacuna aun no había sido probada, pero accedió a que le vacunaran, lo que salvo la vida de su hijo. Como agradecimiento, trabajó para el toda su vida. Es más, la fama que le dio esta primera vacunación exitosa ayudo a la creación del Instituto Pasteur. Además de la rabia, Pasteur desarrolló vacunas contra el cólera aviar y el carbunco.
Hasta hace unos meses, han habido en general cuatro tipos de vacunas:
Actualmente, hay otros tipos de vacunas que se están desarrollando:
Vacuna de vector recombinante. En ella se usa el ADN del patógeno objetivo dentro del cuerpo de otro microorganismo, que hace de vector, que transmite dicho patógeno. El microorganismo que se usa de vector debe ser un patógeno que se conozca muy bien y cuyos efectos patogénicos sean más suaves. Dentro del cuerpo, en la célula se transcribirá el ADN de nuestro patógeno objetivo para producir el antígeno, y esto hará que se active el sistema inmune. La vacuna rusa SPUTNIK-V es un ejemplo de vector recombinante.
Vacuna de ARNm. Se usa el ARN mensajero del patógeno en cuestión cubierto por una nanopartícula lipídica que hará de cápsula. Dentro de la célula, este ARNm se traducirá y se formará la proteína que provoque la respuesta inmune. Las vacunas de Pfizer-BioNTech (BNT162b2) o Moderna (mARN-1273) son ejemplos de vacunas de ARNm.
Un tratamiento médico se define como un conjunto de medios que se utilizan para aliviar o curar una enfermedad. La noción de tratamiento suele usarse como sinónimo de terapia. Como dice la definición de la palabra, el objetivo de un tratamiento es la curación del paciente. Así, para el tratamiento de COVID-19 se han llegado a usar de manera experimental medicamentos como la cloroquina o antivirales como el lopinavir / ritonavir.
Por otra parte, la vacuna es una sustancia compuesta por una suspensión de microorganismos atenuados o muertos que se introduce en el organismo para prevenir y tratar determinadas enfermedades infecciosas; estimula la formación de anticuerpos con lo que se consigue una inmunización contra estas enfermedades. En el caso de COVID-19, una hipotética vacuna no tiene como objetivo curar COVID-19, sino más bien la prevención de dicha infección.
Por cierto, como parte de un tratamiento puedes recibir la inyección de algún medicamento. Pero eso no es una vacuna, sigue siendo un tratamiento.
El proceso que vamos a explicar ocurre de manera natural cuando nos enfrentamos a una infección. Las vacunas generan también este proceso de inmunización, pero sin los riesgos que pueden venir de una infección totalmente activa.
Todo comienza cuando el antígeno (sustancia que al entrar en el organismo provoca una respuesta inmunitaria, la formación de anticuerpos) entra al cuerpo. Éste debe ser presentado a las células del sistema inmune. Para ello, existen las moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) de clase I y II.
Las moléculas MHC-I aparecen en todas las células con núcleo, y se forman en el retículo endoplasmático (RE). Este complejo se une a péptidos que provienen de la degradación de proteínas en el citosol.
Al entrar en la célula, las proteínas del patógeno son "marcadas" por la ubiquitina, y dichas proteínas serán degradadas por el proteasoma. Las proteínas degradadas quedan divididas en péptidos que son transportados desde el citosol hasta el retículo endoplasmático. En el retículo endoplasmático se une el péptido a MHC-I, y de allí, serán transportadas al complejo de Golgi, para más tarde, mediante una vesícula, serán transferidos a la superficie celular; aquí interaccionan con los linfocitos T citotóxicos CD8+ que reconoce al antígeno y formará la respuesta para su destrucción. Esta es la llamada respuesta celular.
Las moléculas aparecen en la células presentadoras de antígenos (APC), tales como las células dentríticas, los macrófagos y las células B. Estas moléculas unen péptidos que provienen de proteínas degradadas en la vía endocítica.
Estás células APC fagocitan a un patógeno, que entra a la célula por medio de endocitosis. Se forma un fagosoma que contiene al patógeno, y que más tarde se unirá a un lisosoma, formando un fagolisosoma. El lisososoma provoca un pH ácido en la vesícula que degrada al patógeno, formando péptidos que se unirán a MHC-II. Este complejo será transferido a la superficie celular, donde interaccionará con los linfocitos T helper CD4+. Esta, junto con otras señales, harán que el linfocito T se active y comience a sintetizar citoquinas (interleucina 2 (IL-2) e interferón gamma (IFN-γ), entre otros). Estos compuestos provocan el aumento de la respuesta celular (linfocitos T CD8+), así como el aumento de macrófagos. También se activarán los linfocitos B, que se diferenciarán a linfocitos B de memoria y a células plasmáticas, que formarán inmunoglobulinas G frente al patógeno objetivo. Esta es la respuesta humoral, la respuesta buscada por las vacunas, ya que perdurá en el tiempo.
Es la investigación de laboratorio, en la que se indetifican antígenos, naturales o artificiales, que pueden ayudar a la prevención de un enfermedad. Suele durar entre 2 y 4 años.
Se comienza a evaluar la seguridad de la vacuna, así como su capacidad de provocar una respuesta inmunológica. Para ello, se usan cultivos de tejidos o de células, además de pruebas en animales, que pueden ser ratones o monos. De esta forma, los científicos se pueden hacer una idea de una forma segura de administrar la vacuna, además de la dosis inicial adecuada para la siguente fase, donde ya se hacen estudios con humanos. Esta fase suele durar entre 1 y 2 años.
Fase I. En esta primera fase se hace la prueba con un pequeño número de adultos, que suele ser menor de 100. Estos ensayos pueden ser abiertos, no ciegos, así que los investigadores, y a veces los componentes del grupo de prueba, saben si lo que se esta utilizando es la vacuna o un placebo. El objetivo es la evaluación de la seguridad de la vacuna (dosis adecuada, vía de administración), así como como sus efectos biológicos, entre ellos su inmunogenicidad. Si el ensayo es exitoso, se pasará a la siguiente fase.
Fase II. En este ensayo se usan más personas, y el grupo suele ser de entre 200 y 500 personas. En este ensayo pueden aparecer personas que sean de grupos de riesgo para contraer la enfermedad. Las pruebas son aleatorias, y siempre se incluye un grupo con placebo. El objetivo es sigue siendo el mismo: comprobar la seguridad de la vacuna, su inmunogenicidad, y seguir ajustando las dosis propuestas y las vías de administración. Si la fase II es correcta, se pasa a la fase III.
Fase III. Este ensayo es mucho más grande, y participan miles, o incluso decenas de miles de personas. Se prueba la vacuna frente a un placebo; las pruebas son aleatorias y de doble ciego (tanto el investigador como el sujeto no saben si la solución administrada es la vacuna o el placebo). Los objetivos siguen siendo los mismos que en las anteriores fases, pero este ensayo se enfoca más en la seguridad y en los efectos adversos, ya que, cualquier efecto secundario que puede no haber aparecido en grupos más pequeños puede aparecer ahora con grupos más grandes. Esto es especialmente útil ya que, si la vacuna se aprueba, sera administrada a muchas más personas que las que han participado en el ensayo, de ahí que haya que saber cualquier efecto adverso que aparezca antes de su aprobación.
Si el ensayo tiene tiene éxito, se presentará al organismo correspondiente una solicitud de autorización oficial para productos biológicos (en Estados Unidos la FDA, en Europa la EMA). Estos organismos son los encargados de inspeccionar la vacuna y aprobarla para su uso.
Fase IV. Son estudios que se hacen después de la aprobación de una vacuna. Se comprueba la efectividad que ha tenido la vacuna, y además, se sigue comprobando la seguridad de ésta y sus posibles efectos adversos.
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