Parásitos (entrevista a Santiago Merino)

Durante cientos de miles de años hemos estado peleando con los virus y con las bacterias sin percatarnos. Tanto es así que el curso de nuestra evolución no puede entenderse sin su concurso. Nuestras anatomía, fisiología y comportamiento tienen grabadas a fuego las huellas de nuestra interminable lucha a muerte con un enemigo cuyo tamaño no nos inspiraría ningún respeto.

En el siglo XVII Anton van Leeuwenhoek descubrió que había toda clase de animalículos (protozoos y bacterias) en una humilde gota de agua, gracias a un microscopio que había construido con sus propias manos. Lo hasta entonces invisible se hizo visible, pero el enemigo que atacaba desde dentro no pudo ser reconocido, aunque sí en parte combatido, gracias a la inteligencia de Edward Jenner, hasta el siglo XIX, cuando Louis Pasteur formuló su “teoría germinal de las enfermedades infecciosas”, que atribuía la etiología de las enfermedades infecciosas a los gérmenes, que pasaban de cuerpo a cuerpo.

La ciencia combatió con éxito dichas enfermedades, y a sus causantes, gracias sobre todo a las investigaciones del propio Pasteur, de Robert Koch, a las “balas mágicas” de Paul Ehrlich (los primeros antibióticos) y a la penicilina, descubierta accidentalmente por Alexander Fleming.

Pero con posterioridad se pudo comprobar fehacientemente que las bacterias eran mucho más que patógenos, y que en conjunto, más que quitar vida lo que hacían era darla. Su enorme variedad de metabolismos está en la base de los flujos de energía de los ecosistemas. Son las grandes recicladoras y las grandes creadoras de la biosfera. Y son, de hecho, esos organismos diminutos, más que bacterias. Aparte de los eucariotas unicelulares, los protozoos, había todo un dominio natural por descubrir dentro de los propios procariotas: las Archaea. Gracias al trabajo de muchos científicos, y en particular el del microbiólogo Carl Woese, sabemos hoy mucho más sobre la grandeza de lo pequeño, de lo unicelular, que nos precedió miles de millones de años en el tiempo, que dirige nuestros destinos sin que apenas lo advirtamos, y que seguramente heredará la tierra cuando nosotros, nuestra tecnología, nuestra cultura y nuestra ciencia ya no estemos.

Uno de los científicos que trabaja en el apasionante campo de la parasitología es el catalán Santiago Merino, investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales, del CSIC. Investiga fundamentalmente las relaciones hospedador/huésped entre organismos multicelulares y patógenos a lo largo del tiempo, y la coevolución de micro y macroorganismos.

El Profesor Merino ha tenido la amabilidad de respondernos unas preguntas, así como de enviarnos su foto y la de ese animalículo denominado Trypanosoma, campando a sus anchas en la sangre de un ave.

1.-¿Cómo explicar la importancia que tienen los microorganismos en los sistemas ecológicos de la biosfera?

Creo que fue el prestigioso investigador John Maynard Smith el que dijo aquello de que estamos en la era de las bacterias y siempre lo hemos estado. Efectivamente sin los microorganismos la vida no se habría desarrollado tal y como la conocemos hoy día. Nuestras células son un conglomerado evolutivo formado por varios microorganismos que entraron en simbiosis aunando lo mejor de cada uno para aprovechar nuevos nichos ecológicos. Las plantas no pueden hacer la fotosíntesis sin sus cloroplastos que tienen un origen bacteriano y muchas plantas dependen de la simbiosis con ciertas bacterias en sus raíces para fijar nitrógeno. Las mitocondrias forman parte de todas nuestras células y les permiten obtener energía. Los sistemas digestivos de muchos seres vivos están llenos de bacterias simbiontes que nos permiten asimilar nuestros alimentos y a todo eso podemos sumar su función descomponedora de materia orgánica en todo tipo de hábitats.

Ahora bien, también es cierto que muchos microorganismos se especializan en obtener recursos de otros seres vivos, es decir son parásitos, causan enfermedades de todo tipo y suponen un control importantísimo en el crecimiento de las poblaciones de otros seres vivos. Hay quien puede pensar que estos microorganismos parásitos son una minoría pero nada más lejos de la realidad. Se calcula que casi la mitad de los seres vivos que pueblan el planeta llevan una vida parásita al menos durante una parte de su ciclo vital y los microorganismos son algunos de los seres más abundantes en la naturaleza.

2.- Muchos rasgos de nuestra psicología evolucionada están asociados al rechazo de fuentes de patógenos, por ejemplo el asco, que se concentra especialmente en determinadas sustancias, como las heces. También parece que, al menos en parte, elegimos pareja atendiendo de alguna manera al sistema inmunológico, expresado a través de feromonas o rasgos faciales. A pesar de no ver a los microorganismos, siempre los hemos tenido en mente.¿Cuál ha sido nuestra coevolución con nuestros huéspedes microbianos? ¿Cuántas huellas de nuestras interacciones con ellos podemos llevar en nuestro genoma, en nuestra anatomía, fisiología y psicología?

Efectivamente la evolución no necesita que se vean u observen los microorganismos para que estos modelen nuestro comportamiento y las interacciones evolutivas que se han mantenido durante miles de años entre los seres humanos y las enfermedades han dejado su huella bien arraigada en nuestros genes. El área de investigación que llamamos medicina Darwiniana nos está permitiendo conocer a que se deben algunas enfermedades o aparentes defectos que sufren los seres humanos en la actualidad y que no son sino adaptaciones de nuestro organismo a un ambiente en el que la supervivencia dependía de poder escapar al efecto letal de algunos microorganismos. El ejemplo más conocido es el de la anemia falciforme, un defecto morfológico en los glóbulos rojos provocado por la presencia de un gen que se encuentra extendido en poblaciones que han sufrido o sufren el impacto de la malaria. Cuando un individuo tiene dos copias (alelos) de este gen la alteración en los glóbulos de la sangre es tal que se produce la muerte sin remedio a una edad temprana. Si no tiene esta alteración genética y se infecta por Plasmodium, el protozoo causante de la malaria, este infectará sus glóbulos rojos y acabará con la persona a una edad temprana. Sin embargo, cuando tiene una copia de ese gen alterada y otra normal el individuo muestra una alteración en los glóbulos que le permite evitar la infección y sobrevivir hasta la edad reproductiva. La selección ha mantenido esta alteración genética en las zonas donde existe esta enfermedad porque en ese ambiente resulta adaptativa pero donde se ha erradicado ahora la anemia falciforme es un problema para los portadores de esa variación genética. Se han encontrado otras alteraciones genéticas que aparentemente están relacionadas con la historia evolutiva de lucha contra la malaria que han sufrido las poblaciones humanas como por ejemplo la talasemia que está muy extendida en poblaciones de origen mediterráneo donde la malaria también existía no hace mucho tiempo. Armados con la perspectiva evolutiva cada vez encontramos más huellas genéticas de nuestra historia evolutiva de enfrentamiento con la enfermedad y esto nos afecta a todos los niveles, desde el fisiológico hasta el comportamental como usted bien dice.

3.-Después de Pasteur, Koch y Fleming parecía como si la ciencia médica hubiera derrotado para siempre a los patógenos. Sin embargo estos mutan y evolucionan a gran velocidad. ¿Cree que asistimos hoy a un resurgir de las enfermedades infecciosas, que supone, en un mundo globalizado, un riesgo de pandemias? ¿Cómo cree que podremos controlar las epidemias en el futuro?

Con el uso masivo de antimicrobianos a mediados del siglo pasado hubo quien se atrevió a predecir el fin de los patógenos. La realidad es otra muy distinta porque muchos de esos seres son capaces de adaptarse con rapidez a ese medio agresivo que les planteamos con los antibióticos y generan resistencia. Hoy en día nos encontramos con un resurgir de algunas enfermedades que han evolucionado generando multiresistencias de forma que son capaces de sobrevivir aún en presencia de varios tipos de medicamentos antibióticos. A la presencia de estas enfermedades tenemos que sumar dos factores que favorecen su extensión y por tanto el surgimiento de pandemias: la gran densidad de población y la gran facilidad de transporte del ser humano. Estos factores son fundamentales para que una enfermedad virulenta se instale en poblaciones humanas a nivel global. Por un lado las enfermedades virulentas necesitan contagiar a otra persona antes de que muera su hospedador actual cosa que suele ocurrir con rapidez en una enfermedad muy virulenta. Por eso una elevada densidad de hospedadores susceptibles es necesaria para que la enfermedad se mantenga sino desaparece rápidamente al no poder transmitirse de unos individuos a otros. El segundo factor favorece la transmisión de este tipo de enfermedades aunque la densidad de población no sea tan elevada puesto que una persona infectada hoy en un extremo del mundo puede encontrarse al día siguiente en el otro extremo del planeta y por tanto contagiar la enfermedad en zonas muy alejadas y generar distintos focos de extensión de la enfermedad.

Para poder controlar las pandemias además de poner en marcha todos los mecanismos disponibles de lucha contra la enfermedad a nivel de vacunas y medicamentos debemos ser capaces de aislar al patógeno. Es decir reducir al máximo sus posibilidades de transmisión. Si no consigue infectar otros individuos finalmente desaparecerá, bien por la muerte de la persona infectada, o en el mejor de los casos, porque el sistema inmunitario y los medicamentos suministrados al individuo consigan eliminarlo. En cualquier caso, es muy importante no hacer un uso indiscriminado de los medicamentos porque eso va a favorecer la aparición de resistencias. Lo ideal es que los microorganismos patógenos no hayan tenido contacto previo con nuestras defensas de forma que no se hayan podido adaptar a ellas.

4.-¿Cuáles son, a su juicio, los mecanismos fundamentales a través de los cuales evolucionan las especies? ¿Cómo se produce la especiación?

El mecanismo de evolución de las especies fue descrito por Charles Darwin y Alfred Rusell Wallace hace 150 años y lo conocemos como selección natural. Los individuos de las poblaciones no son todos iguales, hay pequeñas diferencias entre ellos que permiten que a unos les vaya mejor que a otros en un ambiente concreto. A aquellos a los que les va mejor dejarán más descendencia y esta heredará los rasgos de sus progenitores, esos rasgos que resultan tan adaptativos. Incluso en algunos casos esos rasgos se acentuarán por la variación que también ocurre con la reproducción. Si la exageración de ese rasgo permite una adaptación mejor al medio, esos individuos a su vez se reproducirán mejor y así poco a poco el rasgo va cambiando a través de las generaciones para adaptarse al ambiente concreto de cada especie. Este mecanismo va por lo tanto generando cierta divergencia entre poblaciones de una misma especie si estas están sometidas a ambientes ligeramente distintos y al final la divergencia llega hasta el punto de que nos encontramos con especies distintas donde los individuos de las distintas poblaciones, ahora ya especies, no se aparean entre si. Se ha producido especiación debido a la selección de la naturaleza, del ambiente, sobre las poblaciones de individuos. Es decir, selección natural.

5.- Tomemos una sugestiva frase de Leigh Van Valen: "evolution is the control of development by ecology” (la evolución es el control del desarrollo por parte de la ecología). ¿Está de acuerdo? ¿De que forma se la explicaría a alguien que no supiera nada de biología?

Es una buena frase y en general estoy de acuerdo aunque se queda un poco corta para definir la evolución de todos los seres vivos. El desarrollo de un organismo está bajo control genético y los cambios y alteraciones que se producen en los mecanismos genéticos de control del desarrollo tienen gran importancia evolutiva porque permiten hacer cambios muy importantes en el individuo mediante cambios relativamente pequeños en los genes. Esto se debe a que estos genes controlan a su vez a muchos otros y una alteración en ellos puede adelantar o retrasar la activación de muchos otros de forma que el resultado puede ser muy importante. Cambios en esos genes pueden generar una gran cantidad de variación. Esa variación es el combustible que necesita el motor selección natural para producir cambio evolutivo. Como indica Van Valen el control final lo tiene la ecología que es una manera de decir que lo tiene la selección natural. Si los cambios que se producen en un individuo son más o menos beneficiosos dependerá de si esos cambios le permiten una mejor adaptación a su entorno, dependerá por tanto, de la interacción del individuo con los condicionantes ecológicos con los que se encuentre.

6.-¿Cómo organizan el trabajo en el Museo de Ciencias Naturales?

El Museo Nacional de Ciencias Naturales es uno de los institutos más grandes del Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Hay mucha gente que no sabe esto y piensa que es un Museo sin más, un lugar de exposición. Sin embargo, no es un Museo cualquiera puesto que pertenece a un organismo científico y en él trabajan más de un centenar de investigadores científicos. El Museo se organiza alrededor de tres subdirecciones, una de investigación que a su vez está subdividida en 5 departamentos, una de colecciones y otra de exposiciones y programas públicos. Esta última es la conexión entre la ciencia que se hace en el Museo y el público que lo visita. Representa nuestro nexo de unión con la sociedad y nos permite divulgar los conocimientos que vamos atesorando. Además tiene un gran valor en la educación y divulgación científica. La sección de colecciones se encarga de conservar y aumentar el gran legado que el Estado tiene en el Museo en forma de muestras y ejemplares de todo tipo, desde esqueletos a meteoritos, pasando por todo tipo de piezas representativas de seres vivos e incluso documentos de valor histórico y/o científico. Este legado permite seguir investigando y comparando unos individuos con otros, unas poblaciones con otras en la actualidad. Los departamentos de investigación en el Museo acumulan a los investigadores en torno a distintas áreas científicas: Ecología evolutiva, Biodiversidad, Paleontología, Geología y Volcanología.

7.-¿Qué investiga en estos momentos? ¿Cuál es su mayor reto como científico? ¿Cuál el misterio que desearía desvelar?

Mi trabajo gira alrededor del estudio de la evolución de las interacciones entre seres vivos, en concreto en la relación entre patógenos y parásitos de todo tipo y sus hospedadores. En la actualidad trabajo en varios proyectos en España y Sudamérica estudiando las relaciones entre poblaciones silvestres y distintos tipos de patógenos, especialmente la transmisión de parásitos entre especies distintas de hospedadores. Este tipo de relaciones parasitarias son muy abundantes en la naturaleza, y conocer cuales son los factores que determinan el éxito de estos parásitos es muy importante, no sólo por su aplicación directa al bienestar humano, sino también por su importancia en el entramado de la vida en la tierra. Este es mi reto científico principal, poner de manifiesto cuales son esos factores que permiten que una enfermedad se extienda o no, que sea más o menos virulenta y que sea capaz o no de llevar a una especie hospedadora a la extinción. Encontrar algún mecanismo que permita minimizar la virulencia de las enfermedades sería el gran misterio a desvelar en esta área.