Hay cerca de 1.400 patógenos humanos conocidos – virus, bacterias, hongos, protozoos y helmintos que pueden causar lesiones o la muerte a una persona.
Pero en un mundo con un billón de especies individuales de microorganismos, donde los científicos solo han contado una milésima de uno por ciento, ¿qué tan probable es que los investigadores hayan descubierto y caracterizado todo lo que pueda amenazar a la gente?
No es muy probable en absoluto. Y se puede ganar mucho conociendo mejor a estos enemigos microscópicos.
Entonces, aunque en la vida cotidiana tiene sentido evitar estos peligrosos microorganismos, los científicos como yo están motivados a estudiarlos de cerca y personalmente para aprender cómo funcionan. Por supuesto, queremos hacerlo de la forma más segura posible.
He trabajado en laboratorios de biocontención y he publicado artículos científicos sobre bacterias y virus, incluida la influenza. y el coronavirus SARS-CoV-2.
Aquí, en la Universidad Estatal de Oklahoma, 10 grupos de investigación están estudiando patógenos en laboratorios bioseguros. Están identificando variaciones genéticas de virus y bacterias, estudiando cómo operan dentro de las células de sus anfitriones.
Algunos están desenredando cómo el sistema inmunológico del huésped responde a estos invasores y se ve afectado por las llamadas comorbilidades de la obesidad. diabetes o edad avanzada. Otros están investigando cómo detectar y eliminar patógenos.
Este tipo de investigación, para comprender cómo los patógenos causan daño, es crucial para la medicina humana y veterinaria, así como para la salud de mamíferos, aves, peces, plantas, insectos y otras especies en todo el mundo.
Prevenido vale por dos
Piense en todo lo que los científicos han aprendido en el último siglo sobre cómo prevenir enfermedades basándose en la comprensión de qué microorganismo es responsable, dónde se encuentra en el medio ambiente y cómo supera las defensas naturales de los seres humanos.
Comprender qué hacen estos organismos, cómo lo hacen y cómo se propagan ayuda a los investigadores a desarrollar medidas para detectar, mitigar y controlar su expansión. El objetivo es poder curar o prevenir la enfermedad que provocan. Cuanto más peligroso sea el patógeno, con mayor urgencia los científicos deben comprenderlo.
Aquí es donde entra la investigación de laboratorio.
Los científicos tienen preguntas básicas sobre cómo se comporta un patógeno. ¿Qué maquinaria utiliza para ingresar a una célula huésped y replicarse? ¿Qué genes activa para producir qué proteínas? Este tipo de información se puede utilizar para identificar estrategias para eliminar el patógeno o dar lugar a tratamientos de enfermedades o vacunas.
A medida que crece la biblioteca de lo que se conoce sobre patógenos, hay más posibilidades de que los investigadores puedan aplicar parte de ese conocimiento cuando se enfrentan a un patógeno emergente.
Las personas pueden encontrar nuevos patógenos a medida que se trasladan a diferentes partes del mundo o alteran los ecosistemas. A veces, un patógeno se adapta a un nuevo vector, lo que significa que puede ser transportado por un organismo diferente, lo que le permite propagarse a nuevas áreas e infectar nuevas poblaciones. Aproximadamente el 70 por ciento de las enfermedades infecciosas emergentes
Es fundamental comprender cómo funcionan estas vías para tener incluso una capacidad modesta de predecir lo que podría suceder.
Si bien existen patrones en la naturaleza que pueden proporcionar pistas, la tremenda diversidad del mundo microbiano y la velocidad a la que estos organismos desarrollan nuevas estrategias para su propia defensa y supervivencia hace que sea imperativo estudiar y comprender cada uno a medida que se descubre.
¿Se puede realizar esta investigación de manera segura?
No existe el riesgo cero en ningún esfuerzo, pero durante muchos años, los investigadores han desarrollado métodos de laboratorio seguros para trabajar con patógenos peligrosos.
Cada estudio debe documentar de antemano qué se va a hacer, cómo, dónde y por quién. Estas descripciones son revisadas por comités independientes para asegurarse de que los planes describan la forma más segura de realizar el trabajo.
Hay un seguimiento independiente por parte de profesionales capacitados dentro de la institución y, en algunos casos, por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., El Departamento de Agricultura de EE. UU. O ambos, para garantizar que los investigadores estén siguiendo los procedimientos y regulaciones aprobados.
Aquellos que trabajan con patógenos peligrosos. adherirse a dos conjuntos de principios. Existe la bioseguridad, que se refiere a la contención. Incluye todos los controles de ingeniería que mantienen seguros a los científicos y su entorno: espacios de trabajo cerrados y ventilados llamados gabinetes de bioseguridad, flujos de aire direccionales y antesalas para controlar el movimiento del aire dentro del laboratorio. Los filtros especiales de aire de partículas de alta eficiencia (HEPA) limpian el aire que entra y sale del laboratorio.
Nos atenemos a las buenas prácticas de trabajo de laboratorio y todos se visten con equipo de protección personal, como batas, máscaras y guantes. A veces usamos respiradores especiales para filtrar el aire que respiramos mientras estamos en el laboratorio. Además, a menudo inactivamos el patógeno que estamos estudiando, esencialmente desarmandolo para que no sea funcional, y trabajamos en las piezas una o unas pocas a la vez.
Luego está la bioseguridad, es decir, las medidas diseñadas para evitar la pérdida, el robo, la liberación o el uso indebido de un patógeno. Incluyen controles de acceso, controles de inventario y métodos certificados para descontaminar y eliminar desechos. Parte de estas medidas de seguridad es mantener los detalles cerca.
Niveles de bioseguridad definidos por el riesgo que implica trabajar con patógenos particulares. (La conversación / CC BY-ND)
La comunidad investigadora reconoce cuatro niveles de prácticas de bioseguridad. El nivel de bioseguridad 1 (BSL-1) y BSL-2 se aplican a espacios generales de laboratorio donde el riesgo es bajo o nulo. No trabajarían con microorganismos que representen una seria amenaza para las personas o los animales.
BSL-3 se refiere a laboratorios donde existe un alto riesgo individual pero un riesgo bajo para la comunidad, lo que significa que hay un patógeno que puede causar una enfermedad humana pero que no se transmite de persona a persona y la enfermedad es fácilmente tratable. Este es el tipo de trabajo que haremos mis colegas y yo, y muchas facultades de medicina y veterinaria.
BSL-4 se refiere al trabajo con patógenos que presentan un alto riesgo de enfermedad significativa en personas, animales o ambos que se transmite entre individuos y para los cuales puede no estar disponible un tratamiento efectivo. Los laboratorios BSL-4 son relativamente raros, según una estimación solo unos 50 existen en el mundo.
En cada nivel, el aumento del riesgo requiere precauciones cada vez más estrictas para mantener a los trabajadores seguros y evitar cualquier uso indebido accidental o malintencionado.
¿Qué está en riesgo si la ciencia ignora estos microbios?
En los últimos años, el mundo ha visto brotes de enfermedad grave causada por varios tipos de patógenos. Incluso para los patógenos que los científicos conocen, aún se desconoce mucho. Es razonable esperar que aún haya más amenazas por descubrir.
Es fundamental que los científicos estudien nuevos patógenos de enfermedades en el laboratorio a medida que se descubren y comprendan cómo se mueven de un huésped a otro y se ven afectados por las condiciones; qué variaciones se desarrollan con el tiempo; y qué medidas de control eficaces se pueden desarrollar.
Además de virus más conocidos como la rabia, el virus del Nilo Occidental y Ébola, existen varios patógenos de importancia crítica que circulan en el mundo de hoy que representan una seria amenaza. Hantavirus, dengue, Virus del zika y el Deshazte del virus todos están bajo investigación en varios laboratorios, donde los investigadores están trabajando para comprender más sobre cómo se transmiten, desarrollar diagnósticos rápidos y producir vacunas y terapias.
Los microorganismos son la forma de vida más abundante del planeta y son extremadamente importantes para la salud humana y la salud de las plantas y los animales. En general, la gente se ha adaptado a su presencia y viceversa. Para aquellos microbios con la capacidad de causar un daño real, tiene sentido estudiar tantos como los científicos puedan ahora, antes del próximo. pandemia golpes. 
Jerry Malayer, Decano Asociado de Investigación y Educación de Postgrado y Profesor de Ciencias Fisiológicas en la Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Estatal de Oklahoma.
Este artículo se vuelve a publicar desde La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.
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