Experto químico: ANGELA PARDO
Los aminoglucósidos

Los aminoglucósidos son una familia de antibióticos formada por aminoazúcares, unidos por enlaces glucosídicos a un alcohol cíclico hexagonal con grupos aminos (aminociclitol). En el caso de la estreptomicina, este aminociclitol corresponde a la estreptidina que representa su núcleo central, mientras que en los otros antibióticos de la familía es la 2-deoxiestreptamina es el núcleo que se encuentra en la Amikacina, Gentamicina, Kanamicina, Neomicina y la Tobramicina.

Teniendo en cuenta el núcleo central (aminociclitol) que lo conforma, los aminoglucósidos se clasifican como derivados de la estreptidina a la cual pertenece la estreptomicina y los derivados de la 2 - desoxiestreptamina que incluye la gran mayoría de antibióticos de esta familia.

Estructura química general de los aminoglucósidos

Aunque espectinomicina estructuralmente es un aminoglucósido, pues tiene un anillo aminociclitol, el hecho de no contener ninguna molécula de azúcar ni enlaces glucosídicos le confiere diferentes propiedades, lo que determinan que del punto de vista práctico no se le incluya en esta familia.

En resumen esta familia de antibióticos se caracteriza por:

1. Poseer en su estructura 1 o 2 aminoazúcares unidos por enlaces glucósidicos.

2. El núcleo central es un alcohol cíclico hexagonal con grupos aminos (aminociclitol).

Teniendo en cuenta esta última característica, el aminiciclitol puede ser de dos tipos:

a. Estreptidina y b. 2-desoxiestreptamina. (observa el esquema que indica la estructura química general de los aminoglucosidos).

Clasificación de los aminoglucósidos

Los aminoglucósidos son antibióticos semisintéticos obtenidos de cultivos de Estreptomyces o Micronospora. Como se mencionó anteriormente estos antibióticos contienen 1 o 2 aminoazúcares unidos a un núcleo central de hexosa (mas exactamente aminociclitol).

Núcleo central de los dos tipos de aminoglucósidos

La Estreptidina es el núcleo central de la Estreptomicina, mientras que la 2-desoxiestreptamina es el núcleo que se encuentra en la Amikacina, Gentamicina, Kanamicina, Neomicina y la Tobramicina.

La estreptomicina
Estructura química de la estreptomicina

La estreptomicina es un antibiótico aminoglucósido semisintétitco, obtenido en 1943 por el químico ruso Selman Waksman y sus colaboradores Elizabeth Bugie y Albert Schatz, del hongo Streptomyces griseus. Su importancia se debe a que fue la primera sustancia química de actividad antimicrobiana contra el Mycobacterium tuberculosis (conocido como el bacilo de Koch). Como su nombre lo indica es el agente infeccioso que causa la tuberculosis, bacteria que había cobrado la vida de millones de personas y que hasta el momento no se tenia ninguna sustancia efectiva para combatirla.

Espectro de actividad

La estreptomicina muestra actividad antimicrobiana contra las bacterias gram negativas específicamente las de tipo aerobio, como es el Mycobacterium tuberculosis causante de la tuberculosis. También ataca algunos cocos gram positivos, no deben usarse como monoterapia sino en combinación con drogas como betalactámicos o vancomicina por su efecto sinérgico, particularmente en la terapia contra Enterococos, Estafilococos, Estreptococo Viridans y Listeria.

Administración y eliminación de los aminoglucósidos

Los aminoglucósidos son antibióticos que se administran por vía intravenosa o intramuscular (uso parenteral); excepto la estreptomicina que solamente se usa por vía intramuscular, generalmente en una sola dosis diaria. Esto se debe a que no se absorben en el tracto gastrointestinal por lo tanto deben administrarse de esta manera.

Esquema del riñon humano

Todos los aminoglucósidos son excretados por filtración glomerular (riñón) sin alteración metabólica previa. Más del 90% de la dosis administrada se recupera sin modificar en la orina durante las primeras 24 h.

Mecanismo de acción

La estreptomicina al penetrar la pared y la membrana celular de las bacterias, se fija a la subunidad menor de los ribosomas de esta, conocida como la subunidad 30S y no deja que se forme el complejo de iniciación durante la fabricación de proteínas de las bacterias.

Mecanismo de acción de la estreptomicina

Esta acción no explica la actividad bactericida (eliminación o muerte) de la bacteria, este punto llevó a los investigadores a que buscaran nuevos mecanismos de acción de este antibiótico y encontraron:
1. Los aminoglucósidos como la estreptomicina, poseen moléculas catiónicas que producen fisuras o un rompimiento de las barreras de protección de las bacterias (membrana y pared celular) provocando una mayor absorción del antibiótico, favoreciendo la salida del contenido celular y por lo tanto la muerte de las bacterias.

2. Al administrar los aminoglucósidos junto con los antibióticos que detienen la fabricación de la pared celular de las bacterias como los betalactámicos, se favorece aún mas su entrada a nivel intracelular, lo cual explica como el uso combinado de ambos medicamentos muestra un efecto sinérgico.

Experto en medicina: YOMAIRA PEREZ

La tuberculosis

La tuberculosis es una enfermedad contagiosa que puede ser mortal si no se detecta a tiempo .esta enfermedad es producida por la bacteria micobacteryum tuberculosis del genero mycobacterium es el único genero de las bacterias mycobacteriaceae. Mycobacterium

La tuberculosis se presenta tos crónica con sangre en el espetu, fiebre, sudoración nocturna y pérdida de peso son los síntomas más comunes. Pero si la tuberculosis aparecen en otros órganos por volverse sintética, aparecen otros síntomas.la tuberculosis puede afectar a cualquier persona puesto a que esta enfermedad se propaga por medio del aire. Si una persona tose frente uno o habla y esta está afectada nos trasmite la enfermedad pero no suele ser de forma casual, tiene que haber un contacto frecuente como un familiar o una convivencia diaria con personas infectadas de mycobacterium tuberculosis es muy raro contagiarse de forma casual como hemos dicho anteriormente para que se infecte las persona el que la trasmite tiene que tenerla activa y no por un paciente latente. también se contagian por vía digestiva sobre todo a ingerir leche no higienizada procedentes de vacas tuberculosas infectadas con mycobacteryum bovis Esta enfermedad suele deformar a el cuerpo humano cuando esta avanzada y ya no tiene cura.

La tuberculosis es precisamente más grave en los niños y ancianos puestos a que su organismo no tienen suficiente defensas. Esta enfermedad también la origina otras bacterias cuyo nombre es mycobacterium bovio entre otras estas especies suelen no contagiar a los individuos, sanos la tuberculosis es predominante en los pulmones pero también pueden afectar potras partes del organismo como el sistema nervioso central, el sistema linfático, circulatorio, genitourinario, el hueso, articulaciones y aun la piel.

Una vez esta bacteria se introduce en los pulmones un granuloma el cual es la infección primaria de la tuberculosis este no produce síntomas y en la mayor de los casos se re recuperan sin problemas, la bacteria de la tuberculosis pasa a una etapa de inactividad en un granuloma si aparecen otras enfermedades como el sida este debilita las defensas y hace que las bacterias se reactiven y produzca la enfermedad.

Radiografia de un torax con tuberculosis

Tratamiento

El tratamiento de la tuberculosis se realiza con combinaciones de fármacos antituberculosos, haciendo eficaces las pautas de 6 meses de tratamiento.
La tuberculosis no es difícil de curar siempre y cuando se detecte a tiempo, por ello cuando se sientas síntomas que se parezcan a el de la tuberculosis es necesario ir inmediatamente a el médico pues no es una enfermedad grave si se detecta a tiempo siendo lo contrario es muy grave llevando a la muerte a la persona afectada por ella. la persona se somete a un tratamiento En seguida Se utiliza una radiación de rifampicina, isoniazida y pirazinamida durante un año, pero es indispensable no abandonar el tratamiento dado por el médico pues, al suspender el tratamiento, dado a que esta enfermedad se empeora rápidamente porque los bacilos ya están actuando en el organismos principalmente los pulmones que es donde se desarrolla la enfermedad en la mayoría de los casos y se favorece la proliferación de los bacilos que eran resistente a esos medicamentos.

Diagnóstico

Si la persona no está segura de portar la tuberculosis, la clínica hace los siguientes exámenes
· Radiografía de tórax
· Cultivo de espetu
· Tuberculina
· Broncoscopio con aspiradosa de secreciones y cultivo. la exploración, inclusive la auscultación pulmonar, puede ser anodinos.

Transmisión

La higiene y la pobreza conllevan a que las personas tengan más facilidad de infectarse con la tuberculosis. La transmisión de la tuberculosis solo puede ocurrir de unas personas que tenga activa la infección y no por un paciente latente. La TBC se transmite a través de partículas expelidas por el paciente bacilífero (con TBC activa) con la tos, estornudo, hablando, etcétera. Las gotas infecciosas son de un diámetro entre 0,5 a 5 µm, pudiendo ser producidas alrededor de 400.000 con un sólo estornudo. Cada una de esas gotitas proveniente de un enfermo activo puede transmitir el microorganismo, especialmente sabiendo que la dosis infectante de la tuberculosis es considerablemente baja, de modo que la inhalación de una sola de las bacterias puede causar una infección. La probabilidad de una transmisión eficaz aumenta con el número de partículas contaminadas expelidas por el enfermo, en lo bueno que sea la ventilación del área, la duración de la exposición y en la virulencia de la cepa del M. tuberculosis. Las personas con contactos frecuentes, prolongados, o intensos tienen un riesgo alrededor del 25 % mayor de ser infectados. Un paciente con TBC activa sin tratamiento puede infectar entre 10-15 personas por año. Otros riesgos incluyen aquellas áreas donde la TBC es frecuente, en pacientes inmunodeprimidos con condiciones como malnutrición y SIDA, poblaciones étnicas en alto riesgo y trabajadores de la salud sirviendo en regiones de alto riesgo. La cadena de transmisión puede romperse si se aísla al enfermo con tuberculosis activa y comenzando de inmediato la terapia antituberculosas efectiva. Después de dos semanas con dicho tratamiento, aquellos pacientes con TBC activa y no-resistente dejan de ser contagiosos. Si una persona llegase a quedar infectada, le tomará menos de 21 días a un mes antes que pueda comenzar a transmitir la enfermedad a otros.

Adenopatías axilares y supraclaviculares abscedadas.

La infección mico bacteriana diseminada después de la vacunación por bacilo Calmette-Guerin (BCG) es un trastorno muy raro que ocurre principalmente en pacientes con inmunodeficiencia. Se describe un caso donde se observó una reacción adversa inducida por la vacunación con BCG expresada por una linfadenitis regional supurada y abscedada, la cual se manifestó en una paciente al mes de nacida. A los 5 meses de nacida presentó fiebre, vómitos y diarreas, y exantema súbito a los 11 meses. El curso clínico y la evaluación inmunológica sugieren una inmunodeficiencia congénita.
La tuberculosis se cura con antibióticos como la estreptomicina, este antibiótico es el más utilizado en la tuberculosis claro se utiliza siempre y cuando no tenga la enfermedad en la tercera etapa o etapa final.

Experto en biología: Kareinis salinas y Eliana Angarita

Clasificación científica del bacilo causante de la tuberculosis

La clasificación científica se refiere a la disciplina por la cual los biólogos agrupan y categorizan a los organismos (sean especies extintas o vivas) y a sus diferentes conjuntos (taxones).
La clasificación científica es una de las tareas de la biología sistemática, y, más en particular, de la taxonomía biológica, que no sólo admite una jerarquización de características y funciones (taxonomía), sino que también permite establecer un esquema de parentescos, similitudes y relaciones (sistemática) entre los diferentes organismos.

Niveles de clasificación taxonómica

La clasificación moderna tiene sus raíces en el sistema de Carlos Linneo (1753), que propuso la clasificación jerárquica de las especies según sus características físicas compartidas y normalizó su denominación. Pero también Linneo propuso la fórmula binominal, consistente en el uso de dos palabras para asignar un nombre único para cada especie: la primera es el nombre del género y la segunda es el epíteto específico; de esta forma, la combinación de ambas designa a la especie como si ésta tuviera "nombre y apellido".

En consulta realizada en Internet, encontramos que la bacteria que ocasiona la tuberculosis es un bacilo gram negativo, conocido como el bacilo de Koch dado que fue Robert Koch el científico que la describió por primera vez.
Su clasificación científica es:

Bacilos de Koch visto en el microscopio con células sanguíneas

Reino:Bacteria
Filo: Actinobacteria
Orden: Actinomycetales
Familia: Mycobacteriaceae
Género: Mycobacterium
Especie: M. tuberculosis
Nombre binomial Mycobacterium tuberculosis

Como podemos observar en la clasificación, es una bacteria cuyo nombre científico es el Mycobacterium tuberculosis.

Microorganismos que salvan vidas

Desde el descubrimiento de la penicilina, por Alexander Fleming se intentó buscar también otros microorganismo que actuarán como antibióticos para eliminar enfermedades infecciosas. Es así como Waksman y sus colaboradores, inician su trabajo investigativo en los organismos que se encontraban en el suelo. Su búsqueda se dirigió hacia las bacterias del genero Streptomyces, encontrando una especie que era capaz de producir una sustancia capaz de eliminar otras bacterias entre las que se encontraban la especie Mycobacterium tuberculosis, causante de la tuberculosis.

Las investigaciones de Waksman, Bugie y Schatz los llevaron a purificar esa sustancia con fines comerciales, que llamaron estreptomicina, por el nombre de la bacteria que produce la sustancia en forma natural y de la que se derivan otros antibióticos de manera semisintética, conformando una de las familias de antibióticos que describimos en el apartado químico: aminoglucósidos.

Foto de Streptomyces griseus cultivada en una caja de petri

Antibióticos antifúngicos
Nistatina (S. noursei)
Anfotericina B (S. nodosus)
Natamicina (S. natalensis)
Antibióticos antibacterianos
Eritromicina (S. erythreus)
Neomicina (S. fradiae)
Estreptomicina (S. griseus)
Tetraciclina (S. rimosus)
Vancomicina (S. orientalis)
Rifamicina (S. mediterranei)
Cloranfenicol (S. venezuelae)
Microorganismos del genero Streptomyces de los que se derivan los principales antibióticos.

Streptomyces es el género más extenso de Actinobacteria, un grupo de bacterias Gram-positivas de contenido GC generalmente alto. Se encuentran predominantemente en suelos y en vegetación descompuesta y la mayoría produce esporas (también denominadas conidios) en los extremos de las hifas aéreas. Se distinguen por el olor "a tierra húmeda" que desprenden, resultado de la producción de un metabolito volátil, la geosmina.

Las especies del género Streptomyces se caracterizan por poseer un metabolismo secundario (rutas metabólicas no requeridas para la supervivencia) complejo.Producen numerosos antibióticos de uso clínico como estreptomicina, ácido clavulánico, neomicina, cloranfenicol, etc. Los Streptomyces son raramente patógenos, aunque pueden producir infecciones en humanos, tales como micetoma por S. somaliensis y S. sudanensis. En las plantas, S. caviscabies y S. scabies ocasionan costras.

Clasificación científica

Reino: Bacteria

Filum: Actinobacteria

Orden: Actinomycetales

Familia:: Streptomycetaceae

Género: Streptomyces

Especie: Strptomyces griseus

Experto en historia: por LINA MONTAÑO

Mary Tifoidea: La mujer más peligrosa de América

Mary Tifoidea en 1909 en el periódico The New York American.

Mary Mallon, también conocida como Mary Tifoidea (Typhoid Mary), fue la primera persona en ser identificada como portadora sana de fiebres tifoideas en los Estados Unidos. Adquirió gran fama por su obstinación en negar que ella fuera la causante de la aparición de la enfermedad, negándose por tanto a dejar de trabajar como cocinera y con ello propagar las bacterias mortales.La Tifoidea se adquiere por la toma de agua o alimentos que han sido contaminados. El transmisor suele ser una persona sana que ha sobrevivido a un anterior episodio de la fiebre, pero en los que las bacterias tifoideas han sido capaces de sobrevivir sin causar síntomas aparentes. Los portadores al excretar la bacteria en sus heces y orina, y esto añadido a una falta de higiene puede dar lugar a su introducción en la comida y bebida.

Mary trabajo en Nueva York entre 1900 y 1907. Durante este tiempo, infecto a dos docenas de personas con la fiebre tifoidea, algunos de los cuales murieron. Estuvo trabajando en una casa de Mamaroneck, Nueva York durante dos semanas en las que los residentes contrajeron la enfermedad.Se mudó a Manhattan en 1901 y de nuevo los miembros de la familia para la cual trabajaba desarrollaron fiebre y diarrea, muriendo una sirvienta. Después se fue a casa de un abogado y siete de los ocho miembros de la familia desarrollaron tifoideas. Mary pasaba meses ayudando en la atención a las personas enfermas, pero su cuidado ayudaba a una mayor propagación de la enfermedad a toda la familia. En 1906, se fue a Long Island, pasadas dos semanas, seis de los once miembros de la familia fueron hospitalizados. Cambió de nuevo empleo y tres hogares se vieron infectados.Aunque se negó en numerosas ocasiones a proporcionar muestras analizables, las autoridades sanitarias consiguieron probar que era portadora. Fue puesta en cuarentena durante tres años en un hospital ubicado en la isla de North Brother. Pasado este tiempo fue puesta en libertad con la condición de que no volviera a trabajar con alimentos.

Pero regresó con otro nombre y siguió cocinando y propagando la enfermedad que portaba, respecto a la finalización de esta historia, observa el video:

La vida de Mary Mallon, explica la existencia de personas que pueden portar la enfermedad sin padecerla pero servir como via de transmisión y así infectar a personas que viven a su alrededor.

Esta historia se relaciona con el caso de Cristopher, un niño que tiene tuberculosis y que resulta un enigma médico identificar quien lo contagió. Le han realizado pruebas a los padresy familiares cercanos pero resultaron negativos, entonces ¿Quén contagió a Cristopher?

Identificar un portador sano, puede convertirse en un caso de vida o muerte para las personas que viven a su alrededor por eso el afán de los dectetives médicos para identificarlos y tratarlos. Observa el video que describe el caso de Cristopher:

La historia que relata la creación del primer antibiótico que cura la tuberculosis

Ante el descubrimiento de la penicilina, Selman Waksman un microbiólogo de origen ucraniano, estaba impresionado por la forma como este medicamento milagroso había salvado la vida de millones de personas pero no había sido efectivo contra ciertas enfermedades como la tuberculosis. Waksman y sus colaboradores: Elizabeth Bugie y Albert Schatz, se encaminaron en encontrar el antibiótico que pudiera combatir esta terrible enfermedad.

Es así como después de tres años de trabajó arduo que finalizó en 1943, hallaron de un hongo Streptomyces griseus el antibiótico al que llamaron estreptomicina y con resultados positivos para combatir y eliminar la tuberculosis. Este hallazgo fue publicado en una revista científica y como descubridores aparecen los nombres de tres personas: Selman Waskman, Elizabeth Bugie y Albert Schatz.

En los años 40, no habían muchas mujeres dedicadas a la Ciencia, Waksman y Shatz decidieron aprovechar esta condición y le dijeron a Elizabeth Bugie que cediera sus derechos para la patente, ya que ella pronto se casaría tendría hijos y por lo tanto su reputación no sería de gran importancia.

Así que solo quedaron en la patente, Selman Waksman y Albert Schatz. Más adelante, en un aparente acto de desinterés Waksman le propone a Schatz que cediera sus derechos sobre la patente de la estreptomicina, a favor de la fundación para financiar otras investigaciones. Schatz lo hizo pero creyendo que Waksman también lo había hecho, esto llevó a Schatz a demandar a Waksman por sus derechos como codescubridor de la estreptomicina.

En un fallo revolucionario, la corte ordenó reconocer a Albert Schatz como codescubridor y a distribuir las ganancias obtenidas, no solamente con Schatz sino con los demás colaboradores entre ellos Elizabeth Bugie otorgándole solo el 0,3% de las ganancias obtenidas.
En 1952 solamente Selman Waksman gana el premio Nobel de medicina, al referirse al trabajo de Waksman, el comité del premio Nobel menciona “como científico lo consideramos uno de los grandes benefactores de la humanidad”.

En conclusión, el relato de este escándalo que empaña el descubrimiento de un medicamento que ha salvado la vida de millones de personas, pasó por la discriminación, la avaricia, sin reconocer que así tengamos el don de la inteligencia para la búsqueda milagrosa de una cura que la humanidad reconocería, también necesitamos de un equipo de personas que muchas veces pasa desapercibida y también la humanidad misma les debe reconocer, por lo visto no con premios sino con informes, publicaciones o escritos como estos que den a conocer que estos dos científicos que muy pocos nombran en libros, merecen y reclaman por justicia su lugar en la historia.

Implicaciones sociales

Los índices de mortalidad provocada por la tuberculosis a lo largo de la historia son estremecedores. El 20% de la población adulta europea es diezmada por esta enfermedad en los siglos XVII y XVIII. Se calcula que entre 1850 y mediados del siglo XX, mil millones de personas pierden la vida por el mismo motivo. Con estos datos es posible comprender la dimensión que adquiere el descubrimiento de la estreptomicina, el primer antibiótico eficaz contra la tuberculosis.

Es claro que el descubrimiento de la estreptomicina, ha sido beneficiosa para la humanidad a nivel de salud pública de la misma forma también urge la necesidad de encontrar nuevos antibióticos que mantengan la misma acción y así combatir la enfermedad en contra de la resistencia bacteriana que presentan los microorganismos.

Experto en Industria y tecnología por: Yessica Daza

¿Qué son los antibióticos?

Los antibióticos son sustancias químicas producidas inicialmente por el metabolismo de ciertos microorganismos que detiene el desarrollo ( acción bacteriostática) o causa la muerte de otros microorganismos (acción bactericida). Este proceso natural que tienen estos microorganismos, es aprovechada por los seres humanos que mediante procedimientos biotecnológicos purifican esta sustancia y la utilizan como medicamento para acabar con las infecciones o enfermedades que causan la muerte de muchas personas.

Antibióticos sintéticos y semi - sintéticos

En la actualidad no solo se fabrican antibióticos naturales como las penicilinas, ósea aquellos obtenidos directamente de los microorganismos sino también, antibióticos sintéticos y semisintéticos. Los antibióticos sintéticos son los obtenidos por procesos de síntesis química como las sulfamidas. Otros se obtienen directamente de los microorganismos para luego ser modificados por procesos químicos como es el caso de los aminoglucósidos.

Producción industrial de antibióticos

La producción industrial de antibióticos ocurre por un proceso de fermentación conocido como método de fermentación sumergida, en la que el microorganismo crece en grandes calderos (de 100.000-150.000 litros cada uno) que contienen medio de cultivo líquido. La concentración de oxígeno

, la temperatura, el pH y los niveles de nutrientes son controlados a un nivel óptimo para cada microorganismo.

Producción de antibióticos

El antibiótico, que es un metabolito del germen, es extraído y purificado hasta obtener un producto cristalizado. Ahora bien, este tipo de producción industrial hasta aquí descrito corresponde a la producción de un antibiótico natural pero si este requiere modificaciones por procesos químicos obtendremos un antibiótico de tipo semisintético. En caso tal de que el antibiótico se obtengan en el laboratorio por procedimientos de síntesis química, obtendríamos un antibiótico de tipo sintético. Observa el gráfico de la producción de antibióticos que resume los procedimientos de producción de este.