Consiliencia en Infecciones

El término Consiliencia, del inglés “saltar juntos”,se refiere a un marco unificado de entendimiento a partir del conocimiento de diferentes disciplinas. En la Patología Infecciosa van juntas la enfermedad y la microbiología, además de otras áreas de conocimiento.

Siguiendo a Wilson

El 26 de diciembre pasado murió Edward O. Wilson, considerado el biólogo más influyente desde C. Darwin. Aunque sus publicaciones abarcan numerosos campos, fue conocido como “el padre de la biodiversidad y la sociobiología”. Observó el comportamiento de las poblaciones de hormigas estudiando su organización, “gestión” de recursos, migraciones, etc. Extendió sus estudios analíticos a poblaciones de vertebrados, comprobando grandes similitudes en la conducta de todas las especies.

Lamentablemente no contempló la utilidad de las poblaciones microbianas entre los modelos experimentales. Es fácil seguir en el laboratorio el cultivo de una población millonaria en células bacterianas, como E. coli, que se duplica cada pocos minutos. Sometidos a diferentes condiciones (estrés, nutrientes, curvas de crecimiento, cultivo continuo, organización,…), los resultados, similares a los de otras especies, se pueden leer rápidamente.

Wilson, analizó la dinámica de poblaciones y defendió la unificación de conocimientos de fenómenos complejos en “Consilience: La Unidad del Conocimiento”  (1.998). La eficiencia de la naturaleza se basa en principios o leyes comunes a todos los seres vivos, es decir, un marco unificado de entendimiento. Los principios, síndromes, clasificaciones, etc. son formas de compendiar la Medicina; si no, nos resultaría incomprensible, caótica. Este Reduccionismo, que podría chocar con el desarrollo de las Especialidades, se supera incorporándolas a los conceptos de la matriz general.

Cada especialidad es una rama de la Medicina, cuya realidad depende de otras ramas. Por ejemplo, la Química y Bioquímica, son básicas para entender la Microbiología, la Inmunología, la Patología y la Farmacología, a su vez fundamentales para conocer la Patología Infecciosa. Ésta última, junto a la Epidemiología, constituyen el fundamento de la Medicina Preventiva y Salud Pública

Diez consiliencias

“La infección es cosa de dos poblaciones: la microbiana y la de células humanas”

1-Al principio la vida fue anaerobia y en el principio de la consiliencia, el oxígeno fue protagonista. Su toxicidad, obligó a las poblaciones de especies patógenas, anaerobias estrictas, a defenderse produciendo superóxido-dismutasa o multiplicándose en nichos anaerobios. Las poblaciones celulares humanas hicieron lo mismo: desarrollaron sistemas antioxidantes (sistema superóxido-dismutasa, catalasa-peroxidasa o el NADH) para defenderse de los radicales libres generados.

Ambas poblaciones evolucionaron e hicieron de la toxicidad (del oxígeno), virtud. La mayoría de los patógenos evolucionaron a aerobios-anaerobios facultativos; muchos crecen mejor en presencia de O2. Para los humanos el oxígeno resulta vital, como es bien sabido.

2- Detrás de una conducta, siempre hay un gen. Nos enseñaron en Medicina que la inmunidad se caracterizaba por: memoria, especificidad y diferenciar lo propio de lo extraño. En realidad son características vitales que garantizan la identidad individual de cualquier especie. Por eso, las especies patógenas, como el bacilo tuberculoso o E. coli, y la especie humana, conservan su misma identidad tras miles o millones de años de íntima relación. La explicación de identidad de especie, contagiosidad infecciosa, virulencia, resistencia, adaptación, inmunidad, enfermedad, pronóstico, etc. está en los genes. Ni población ni individuo, son los genes los que se expresan en las conductas de las poblaciones, matizadas por el entorno climático, cultural, etc.

3- Una población sin comunicación no funciona. Si nos referimos a la consiliencia de varias especies, el “diálogo” es más importante todavía. Las proteínas de “quorum” (quorum sensing), toxinas y otros componentes microbianos, receptores, anticuerpos, reguladores endocrinos o inmunológicos son ejemplos de códigos de señales.

Sensores, más o menos especializados, relacionan las poblaciones de distintas especies con el entorno, como el caso de los órganos de los sentidos en los humanos. Los microbiólogos conocen la sensibilidad de los patógenos a señales químicas, diferentes espectros de la luz, sonidos (ultrasonidos), temperatura o presión. Recientemente se han encontrado más de mil sustancias que regularían las relaciones de la compleja microbiota humana.

4-Adaptación, una garantía de supervivencia de las poblaciones. La dinámica poblacional se adorna de conceptos como defensa, tolerancia, competencia, integración,…, que son la “salsa” de la vida; sostenible se dice ahora.

Ante situaciones de estrés (hambre, calor, frío, traumatismos, infecciones, etc.), individuos y poblaciones responden con el conocido Síndrome general de adaptación (Selye, 1963). Se desarrolla en tres etapas: alarma, adaptación y, si no se soluciona, agotamiento o fracaso del sistema.

 El fenómeno de estrés es común a todos los seres vivos, incluidos los microorganismos patógenos. Se ha estudiado sobre todo en la especie E. coli, pero sus características son generalizables a otros patógenos. Ante estresantes internos (errores metabólicos, del ADN, etc.) o externos (falta de nutrientes, temperatura, antibióticos,…) se activan los genes reguladores adecuados.

Un ejemplo de la resistencia bacteriana por presión antibiótica es el mecanismo SOS. Ante una lesión del ADN, se sintetizan  proteasas para activar el sistema SOS (fase de alarma). Luego la bacteria fabrica enzimas para la reparación por escisión del ADN dañado, resistente al antibiótico (adaptación). La fase de agotamiento se expresa en el tipo de reparación por derivación. La bacteria se adapta mal, no compite adecuadamente con el resto de la población bacteriana y es eliminada; se trataría de un intento fallido de adaptación o resistencia.

5-La consiliencia no es etérea, las poblaciones tienen asentamientos definidos. Las poblaciones implicadas en un conflicto infeccioso se organizan estratégicamente en el campo de batalla. Cada una tiene su “suelo”. Estroma y parénquima con sus vías de suministros por un lado y el “biofilm” microbiano, con sus características por otro, explican la patogenia infecciosa. La reacción inflamatoria, los abscesos, neumonía, sepsis, complicaciones, etc. son las consecuencias. 

6-Las poblaciones se comportan de forma sincronizada. Van ajustando sus tiempos a lo largo de la infección. Es importante recordar que los patógenos tienen una velocidad de crecimiento diferente, pero se modula según las circunstancias. Leucocitos, linfocitos, producción de anticuerpos, etc. tienen también sus tiempos. La relación temporal  o patocronia, traduce las fases de incubación, estado y convalecencia y los tipos de infecciones subagudas, agudas, crónicas, persistentes, etc.

7-La microbiota y el huésped, están condenados a entenderse. Cuando hay una disbacteriosis (antibióticos, alimentación, enfermedad,…) o una solución de continuidad de piel o mucosas (anestesia, traumatismos,…) la relación armoniosa es insostenible. Se traduce en infecciones oportunistas: endógenas, polimicrobianas e inespecíficas.

8- Los postulados de Koch, ejemplo de consiliencia. Sintetizaron muy bien los conocimientos sobre la asociación de un patógeno con una infección, pero en la práctica ya no son útiles. La clínica (fiebre, tos, neumonía,…) y laboratorio inespecífico (leucocitosis, , velocidad sedimentación, proteína C reactiva, etc…) se confirmará con el diagnóstico específico (demostración agente causal). El síndrome, los signos patognomónicos, las asociaciones más probables o los algoritmos de diagnóstico, ofrecen un marco unificado de entendimiento, objetivo de la consiliencia.

9-Mitridatismo y toxicidad selectiva fundamentan el tratamiento farmacológico. Un antimicrobiano a bajas concentraciones es ineficaz frente a la infección; el riesgo: fenómenos de tolerancia y sensibilización. Concentraciones intermedias pueden ser terapéuticas; el riesgo: seleccionan patógenos resistentes. Altas concentraciones eliminan los patógenos; el riesgo: la toxicidad para el enfermo. Lo ideal: toxicidad selectiva; concentración tóxica letal para el patógeno, inocua para el huésped. No olvidar que síntomas y factores de riesgo forman parte de la infección y también deben ser neutralizados.

10-La población de patógenos es trashumante. Cuando los elementos patógenos pierden sus recursos ante la muerte o eficacia defensiva del huésped, necesitan migrar para sobrevivir. Los movimientos migratorios siguen patrones generales: nuevos asentamientos (reservorios), traslados (mecanismos de transmisión), localización de nuevos recursos etc. La cadena epidemiológica, modelo de migración, está bien esquematizada para cada especie, y aquí entra en juego una nueva población humana, la población susceptible.    

Estas 10 consiliencias se resumen en dos

   -1ª La sociobiología, como declaró el propio Wilson, no resuelve nada por sí misma. Acumula datos, experiencias y métodos de trabajo en un marco resumido de entendimiento, que denominó consiliencia.

  -2ª Los principios y conceptos de los que se ocupa la consiliencia, tratándose de poblaciones, biología o medicina, no pueden ser dogmáticos. Su adaptación a las circunstancias, se explican por la resiliencia.