Bacterias y laboratorios

—El laboratorio bacteriológico se transformó en la segunda mitad del siglo XIX en un nuevo escenario para diagnosticar, prevenir y tratar las enfermedades infecciosas.—

La comprobación de que seres vivos microscópicos eran el origen de las enfermedades infecciosas se llevó a cabo en el laboratorio. Proporcionó una confirmación diagnóstica a las primeras hipótesis formuladas en este sentido. La consolidación de la microbiología médica se produjo en el último cuarto del siglo XIX y fue pareja con la aparición de la inmunología, un área dedicada al estudio de los mecanismos defensivos del organismo frente a la infección. En estos desarrollos fueron decisivos los estudios llevados a cabo por los laboratorios microbiológicos de Louis Pasteur en Francia y de Robert Koch en Alemania. En ambos casos fue esencial la movilización de nociones y técnicas procedentes de la química, una disciplina científica plenamente cristalizada en las décadas anteriores.

Vaporizador de ácido carbólico de Lister. Wellcome Library.

Louis Pasteur (1822-1895) procedía de una modesta familia católica dedicada al curtido de pieles. Se formó en ciencias experimentales hasta obtener el título de licenciado en ciencias para ser nombrado profesor de química en la Universidad de Strassbourg. Desde esta formación inicial abordó el estudió de la fermentación, particularmente la que producía la transformación del vino en vinagre. Comprobó que ocurría cuando se depositaba sobre el vino un fermento específico proveniente del aire, un microorganismo. Observó que el mismo fenómeno se producía cuando se agriaba la cerveza o la leche, aunque ocasionado por otros fermentos específicos, diferentes al anterior. Sin la presencia de estos microbios, la fermentación no se producía y, por tanto, no era un proceso exclusivamente químico como se había defendido hasta entonces. La utilización del microscopio permitió identificar los distintos fermentos. El hallazgo aportó soluciones a la industria alimenticia como la «pasteurización» de la leche y otros alimentos, sobre todo bebidas. Se trataba de someterlos a temperaturas inferiores a 100 ºC con el fin de eliminar los microorganismos sensibles al calor. La antisepsia quirúrgica fue el resultado de la aplicación médica de este descubrimiento y contribuyó a la consolidación de la microbiología médica. Tras leer los estudios de Pasteur, el cirujano británico Joseph Lister (1827-1912) atribuyó la gangrena gaseosa que se producía muchas veces en las heridas, tanto accidentales como quirúrgicas, a microorganismos existentes en el aire que rodeaba al enfermo y que se depositaban sobre la herida. La utilización de desinfectantes como el ácido fénico (fenol) permitió controlar esta grave complicación médica que con elevada frecuencia obligaba a realizar amputaciones o bien, ocasionaba la muerte del paciente.

Louis Pasteur (1822-1895). Wellcome Library.

La posibilidad de que fermentos, semejantes a los estudiados por Pasteur, pudieran aparecer de forma espontánea en el aire era aceptada por un buen número de autores en las décadas centrales del siglo XIX. Pasteur preparó toda una serie de experimentos para rebatir esta teoría de la «generación espontánea». Empleó matraces con cuello de cisne, en los que colocaba una infusión vegetal, hacía entrar aire con gérmenes en su interior, llevaba a ebullición la infusión para esterilizarla y comprobaba que permanecía libre de gérmenes, asumiendo que el cuello del matraz los retenía. Como prueba adicional, Pasteur mostraba que cuando se rompía el cuello la contaminación era inmediata, lo que parecía confirmar el papel del aire en la aparición de los microorganismos. Estos experimentos fueron contestados por Félix-Archimède Pouchet (1800-1872) en una de las polémicas más estudiadas de la historia de la ciencia, de la que se tratará en otro apartado.

Robert Koch (1843-1910). Wellcome Library.

La teoría de los gérmenes que Pasteur aplicó a la fermentación fue reutilizada para interpretar las enfermedades, porque estaba convencido de que eran procesos análogos. Su primera incursión decisiva en este terreno fue a través del estudio del ántrax o carbunco en 1877. Confirmó la hipótesis de Koch, descubridor de la bacteridia carbuncosa, sobre la transmisión de la enfermedad a los animales a través de los alimentos. Interpretó así la alta mortandad de animales por carbunco en determinadas zonas de pastoreo conocidas como «campos malditos» que no eran sino lugares de enterramiento de animales carbuncosos. Pasteur afirmó que las esporas del ántrax, transportadas a la superficie por las lombrices de tierra, eran depositadas en el suelo. Cualquier herida que un animal se produjera al comer plantas espinosas mezcladas con alfalfa podía servir de entrada a la bacteridia.

Ampollas con suero en el Science Museum de Londres. Wellcome Library.

En 1881 desarrolló una vacuna anticarbuncosa que ensayó en sus famosos experimentos de Pouilly-le-Fort. En una granja de esta localidad y ante una multitud expectante, vacunó a 31 animales a los que posteriormente inoculó la bacteridia carbuncosa, al igual que a otros 29 animales no vacunados. Pudo mostrar con satisfacción que el primer grupo sobrevivió, mientras los no vacunados murieron de la enfermedad. Tras el éxito logrado, Pasteur insistió en que la vacuna debía ser preparada en su laboratorio, con el fin de controlar su utilización. Compaginaba las comunicaciones «oficiales» de los resultados de sus trabajos científicos con la información directa a los afectados por los problemas agrícolas y ganaderos estudiados en su laboratorio. Prueba de ello es la conferencia que dio en la mencionada granja al público congregado para presenciar la vacunación carbuncosa. De forma clara expuso los estudios que había llevado a cabo sobre la enfermedad y su profilaxis.

Pasteur hizo extensiva la técnica de la vacunación a algunas enfermedades humana, en primer lugar, a la rabia. Debido a la imposibilidad de cultivar in vitro su agente patógeno al tratarse de un virus, optó por cultivarlo en organismo vivos y logró transmitir la enfermedad mediante la inoculación directa de sustancia cerebral de un perro rabioso en la superficie del cerebro de un animal sano, previamente trepanado. Tras obtener virus rábicos de grados de virulencia variables mediante pases sucesivos en diferentes especies de animales, hizo refractarios a la rabia a una serie de perros por medio de inoculaciones de cultivos de virulencia progresivamente creciente. En 1885 aplicó por vez primera la vacuna a Joseph Meister, un niño de 9 años llegado al laboratorio de Pasteur dos días después de ser mordido por un perro rabioso. En la fabricación de esta vacuna había utilizado un método de atenuación del virus in vitro, consistente en utilizar médulas de conejo que contuvieran virus con un periodo de inoculación fijo de siete días. La desecación de estas médulas atenuaba el virus. La protección frente a la enfermedad se conseguía mediante la inoculación de médulas progresivamente mas frescas. Poco a poco los centros que proporcionaban este tratamiento se extendieron por todo el mundo. En Francia, la Academia de Ciencias acordó la creación de un centro antirrábico que llevara el nombre de Instituto Pasteur.

La escuela bacteriológica alemana estuvo capitaneada por Robert Koch (1843-1910). En 1873 comenzó su investigación en microbiología desde el ámbito de la salud pública al abordar el problema del carbunco, que diezmaba el ganado de la región y que a veces se transmitía al hombre y consiguió esclarecer el mecanismo de contagio desde el animal carbuncoso al hombre. En 1880 se puso a la cabeza de un laboratorio de investigación bacteriológica en el que se desarrollaron técnicas de cultivos puros de microorganismos en medios sólidos y semisólidos, más específicos que los medios líquidos utilizados por Pasteur y se desarrollaron técnicas de esterilización y desinfección. Koch definió las características que debe reunir un microorganismo para ser identificado como causa de una infección específica en un enfermo (conocidos como postulados de Koch): ha de encontrarse siempre en todos los individuos que presenten la enfermedad; ha de aislarse en un cultivo puro; cuando este cultivo puro se inocule en un animal de experimentación, ha de originarle la enfermedad; en este animal de experimentación ha de aislarse de nuevo el microorganismo causal y ser identificado en un cultivo puro.

En su laboratorio se identificaron también el bacilo de la tuberculosis, conocido como bacilo de Koch, en 1882 y el bacilo del cólera en 1884, en el transcurso de un viaje a Egipto y a la India, en el que demostró su mecanismo de transmisión. Koch erró al pensar que la tuberculina, derivado proteico que obtuvo del bacilo tuberculoso, podría ser una sustancia curativa. Sin embargo, se convirtió en una prueba diagnóstica al detectar anticuerpos frente a la enfermedad al ser inoculado. Se la conoce como test de Mantoux. La detección de anticuerpos, proteínas producidas por el sistema inmunitario del organismo cuando detecta sustancias extrañas, sobre todo microorganismos, se convirtió en una prueba diagnóstica de laboratorio fundamental en la identificación de la enfermedad infecciosa sufrida por el paciente. El conocimiento de los anticuerpos dio lugar a su vez a la seroterapia, método terapéutico que consiste en administrar suero que contenga los anticuerpos específicos frente al microorganismo causal de la infección que padece el enfermo.

Vacuna de la rabia en el laboratorio de Louis Pasteur. Litografía de Gsell y Pirodon. Wellcome Library.

La identificación de la etiología microbiana de la tuberculosis y el cólera propició el establecimiento de un Instituto de Higiene en la Universidad de Berlín, que contaba con un laboratorio de bacteriología. Koch empezó a trabajar en él en 1885 como profesor de higiene y formó a un grupo de discípulos que constituyeron el núcleo de la escuela alemana de microbiología. Al poco tiempo Koch pasó al recién creado Instituto de Enfermedades Infecciosas, que dirigió entre 1891 y 1904, en cuyos laboratorios se desarrollaron las antitoxinas tetánica y diftérica. En los últimos años de su vida realizó diferentes viajes por África para estudiar enfermedades tropicales como el paludismo y la enfermedad del sueño. Sus investigaciones le valieron el premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1905. Falleció cinco años después.

Mª José Báguena Cervellera
IILP-UV

Cómo citar este artículo:
Báguena Cervellera, Mª José. Bacterias y laboratorios. Sabers en acció, 2021-01-15. https://sabersenaccio.iec.cat/es/bacterias-y-laboratorios/.

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