PARA PODER COMBATIR LAS INFECCIONES QUE ERAN LO QUE HACÍAN FRACASAR LAS GRANDES CIRUGÍAS, FUERON NECESARIOS:

• EL DESCUBRIMIENTO DE LOS AGENTES PATÓGENOS (BACTERIAS, VIRUS, PARÁSITOS, ETC.) Y LAS MEDIDAS PROFILÁCTICAS.

• EL DESCUBRIMIENTO DE LOS FÁRMACOS PARA COMBATIRLOS (ANTIBIÓTICOS, ANTIVIRALES, ANTIPARASITARIOS).

• EL DESCUBRIMIENTO DE LA INMUNIDAD Y EL DESARROLLO DE LA INMUNOLOGÍA.

• LA EPIDEMIOLOGÍA.

Cuando Robert Koch nació, Pasteur tenía 21 años de edad, pero entre 1878 (año en que Koch publicó sus estudios sobre el ántrax) y 1895 (muerte de Pasteur) los dos investigadores brillaron en el firmamento científico de Europa y del resto del mundo como sus máximos exponentes. Aunque ambos contribuyeron al desarrollo de la microbiología médica, sus respectivos estudios fueron realizados en campos un tanto diferentes, Pasteur en la fabricación de vacunas y Koch en la identificación de gérmenes responsables de distintas enfermedades infecciosas ( Chávez , 2015).

A Koch se le conoce principalmente como el descubridor del agente causal de la tuberculosis, el Mycobacterium tuberculosis, también llamado "Bacilo de Koch", pero su contribución principal a la teoría infecciosa de la enfermedad, fueron sus trabajos previos acerca del ántrax y las enfermedades infecciosas traumáticas, que realizó cuando era médico de pueblo en Wollstein. Respecto al ántrax, Koch demostró experimentalmente la transformación de bacteria en espora y de espora en bacteria, lo que explica la supervivencia del germen en condiciones adversas (humedad y frío); y en relación con las enfermedades infecciosas, reprodujo en animales a seis diferentes, de las que aisló sus respectivos agentes causales microbianos.

El conocimiento de la etiología infecciosa de una enfermedad establece de inmediato el objetivo central de su tratamiento, que es la eliminación del parásito. Esto fue lo que persiguieron Pasteur con sus vacunas, Koch con su tuberculina, Ehrlich con sus "balas mágicas", Domagk con sus sulfonamidas, Fleming con su penicilina, y es lo que se persigue en la actualidad con los nuevos antibióticos ( Chávez , 2015).

El que realmente pagó su educación fue su tío, y el muchacho de veinte años decidió dedicar el dinero de la herencia a estudiar medicina. Luego consiguió un puesto en el departamento de investigación del hospital de St. Mary y luego una plaza de profesor. Marchó a los hospitales de campaña en el frente de Francia durante la 1° Guerra Mundial, y allí vio con horror la cantidad de jóvenes que morían de gangrena gaseosa y descubrió que los antisépticos mataban más gente que las infecciones que supuestamente trataban. Tras terminar la guerra, después de muchas frustraciones con el uso de antisépticos en las infecciones generalizadas, Fleming hizo su primer gran descubrimiento en 1922: la "Lisozima". Trabajaba con placas Petri, pequeños platos tapados por otro plato donde se extiende una capa de un medio de cultivo y allí crecen las bacterias relativamente protegidas. Una de las leyendas, dice que Fleming estornudó encima de una de esas placas abiertas y vio que muchas bacterias morían. La lisozima es una enzima presente en muchas secreciones, incluyendo la saliva, las lágrimas, la leche y el moco, que destruye las paredes de muchos microorganismos. Sería el primero de sus errores afortunados.

La leyenda dice que el 3 de septiembre de 1928 Fleming volvió a trabajar después de las vacaciones de verano, pero en realidad seguía de vacaciones y volvió a Londres. Antes de irse de vacaciones había colocado sus cultivos de estafilococos en un esquina del laboratorio, pero algunos se habían estropeado y los desechó.

Al parecer Fleming había tirado ya las placas estropeadas, pero con un colega, Merlin Pryce vieron algo llamativo: alrededor del hongo las bacterias habían desaparecido. Fleming fue mucho más afortunado de lo que nunca pensó. No mucho tiempo después Fleming determinó que el hongo producía una sustancia a la que llamó primero "jugo del moho", luego "el inhibidor" y finalmente "penicilina", que detenía el crecimiento de muchas bacterias, incluido el estafilococo. Otro golpe de suerte fue que después de probar cientos de cepas de Penicillum se vio que la original de Fleming era una de las tres mejores, una cepa excepcional.

Se encontró que el caldo en el que había crecido el hongo a la temperatura ambiente durante una o dos semanas había adquirido marcadas propiedades inhibitorias, bactericidas y bacteriolíticas para muchas de las bacterias patógenas más comunes. Fleming identificó al hongo como "Penicillium notatum" y bautizó a la sustancia antibiótica como "Penicilina". Demostró que era efectiva en contra de gérmenes gram positivos, menos para los bacilos diftérico y del ántrax y no tenía efecto sobre el crecimiento de gérmenes gramnegativos, incluyendo la Salmonella typhi. Nueve años después, en 1938, Howard Florey (1898-1968), profesor australiano de patología en Oxford, con colaboración de Ernst Chain (1906-1979), bioquímico alemán refugiado, y varios otros asociados, iniciaron una serie de trabajos para purificar y producir penicilina en cantidades suficientes para hacer pruebas experimentales válidas sobre su utilidad terapéutica (Villabon, 2014).

En mayo de 1940 inyectaron ocho ratones por vía intraperitoneal con estreptococos y a cuatro de ellos les administraron penicilina por vía subcutánea; en 17 horas los ratones controles estaban muertos mientras que los inyectados seguían vivos y dos de ellos curaron por completo. Con otros experimentos usando estafilococos y clostridia, que dieron los mismos resultados, Florey y sus colegas publicaron un artículo titulado "Penicillinas as a Chemotherapeutic Agent" e iniciaron la parte más difícil de su trabajo: encontrar apoyo en la industria para continuar produciendo el antibiótico y explorar métodos para hacerlo en gran escala. Florey no tuvo suerte en Inglaterra, que estaba entonces enfrascada en la parte más difícil de la segunda Guerra Mundial, pero viajó a EE.UU. (que todavía no entraba en la guerra) y con la ayuda de personajes influyentes logró que tres compañías farmacéuticas se interesaran en la empresa. La penicilina fue el primero de los antibióticos que alcanzó desarrollo industrial y uso universal, y fue y sigue siendo el mejor tratamiento para varias enfermedades comunes y el único para ciertos padecimientos. Pero no es una panacea, ya que hay infecciones que no responden a ella y otras en las que los gérmenes adquieren resistencia; además, su uso inmoderado puede tener consecuencias más o menos graves. Pero su descubrimiento y sus aplicaciones abrieron la puerta a la búsqueda de nuevos antibióticos, de los que la estreptomicina fue el siguiente y el más celebrado, por su efecto sobre el Mycobacterium tuberculosis (Villabon, 2014).

Selman A. Waksman (1888-1973), originario de Ucrania, emigró a EE.UU. en 1910 y estudió en la Universidad Rutgers, de New Brunswick. Antes de graduarse mostró gran interés en la microbiología del suelo, y en especial en los actinomicetos; después de doctorarse en bioquímica en la Universidad de California regresó a Rutgers y continuó trabajando en lo mismo. Poco a poco su laboratorio adquirió fama como uno de los mejores en el campo de la microbiología del suelo, por lo que recibió estudiantes de muchas partes del mundo. Uno de ellos, René Dubos (1901-1982), llegó de París a estudiar con Waksman y se doctoró en 1927 con una tesis sobre la degradación del H2O2 en el suelo. De Rutgers pasó a a trabajar con O. T. Avery (1877-1955), en el Instituto Rockefeller, en Nueva York, y ahí logró aislar un antibiótico de bacterias del suelo, la tirotricina, una mezcla de polipéptidos demasiado tóxica para administrarla por vía parenteral. De todos modos, su descubrimiento estimuló a Waksman y a sus colaboradores, quienes iniciaron la búsqueda sistemática de antibióticos en los microorganismos del suelo (Villabon, 2014).

El primer resultado de estos estudios fue la actinomicina, obtenida por Waksman y Woodruff en 1940, el mismo año en que Florey y sus colaboradores describieron el potente efecto antibiótico de la penicilina; sin embargo, en contraste con ésta, la actinomicina era muy tóxica. En 1942 Waksman y Woodruff publicaron el aislamiento de otro producto de los actinomicetos, la estreptotricina, con actividad antibiótica contra gram positivos y gramnegativos, así como contra las microbacterias, que no eran atacadas por la penicilina; sin embargo, otra vez resultó tener elevada toxicidad tardía. Dos años más tarde, en 1944, Waksman y sus colegas Schatz y Bugie describieron otro antibiótico más, la estreptomicina, también derivado de actinomicetos, y en ese mismo año Feldman y Hinshaw demostraron que era efectivo en la quimioterapia de la tuberculosis experimental en cobayos. En el laboratorio de Waksman se aislaron cerca de 20 antibióticos diferentes; además de los mencionados, la neomicina y un aminoglicósido, que se usa sobre todo en aplicaciones tópicas o por vía digestiva. Antes de 1950 otros autores aislaron el cloranfenicol, las tetraciclinas y la terramicina, también producidas por actinomicetos, y posteriormente surgieron otros antibióticos más, como la polimixina, la entromicina, las cefalosporinas, etc. A principios de la década se observó que en ciertas enfermedades infecciosas la combinación de dos o más antibióticos tenía un efecto sinérgico, pero casi al mismo tiempo se encontró también que con ciertas combinaciones el resultado podía ser el opuesto (Villabon, 2014).

En la actualidad existen infinidad de antibióticos con diferentes espectros y alta sensibilidad, pero desgraciadamente su mal uso está generando la resistencia bacteriana.

Metchnikoff comparó la fagocitosis de bacilos del ántrax por células sanguíneas en animales sensibles y resistentes a la enfermedad y observó que era más activa en los vacunados. Al poco tiempo regresó a Odesa a dirigir un laboratorio encargado de preparar vacunas contra el ántrax. En 1989 llegó al Instituto Pasteur, y un colaborador de Koch, Carl Fränkel (1861-1915), observó que si se inyectaba animales con cultivos de bacilo diftérico muertos por calor, al poco tiempo se les podía inyectar con bacilos diftéricos vivos sin que se enfermaran (Viloura, 2007).

Al mismo tiempo, Emil von Behring (1854-1917) y Shibasaburo Kitasato (1852-1931) demostraron que la inyección de dosis crecientes pero no letales de toxina tetánica en conejos y ratones los hacía resistentes a dosis 300 veces mayores que las letales, y que además, el suero de estos animales, en ausencia de células, era capaz de neutralizar la toxina tetánica sin que sufrieran daño alguno. Behring y Kitasato bautizaron a esta propiedad del suero como "antitóxica".

El artículo de Frankel se publicó el 30 de diciembre de 1890, mientras que el de Behring y Kitasato apareció en otra revista al día siguiente. Behring publicó otro artículo en el que informaba resultados semejantes pero con toxina diftérica, y que los sueros no producían inmunidad cruzada (o sea que el suero antidiftérico no tenía propiedades de antitoxina tetánica, ni viceversa). Pronto vino el desarrollo comercial de la antitoxina.

Paul Ehrlich (1854-1915) también trabajó en ese proyecto, y contribuyónes con su "teoría de las cadenas laterales" para explicar la reacción antígeno-anticuerpo.

Se establecieron dos escuelas que iban a contender por la supremacía del mecanismo fundamental de la inmunidad:

• La teoría celular, o la teoría de la fagocitosis, de Metchnikoff, y

• La teoría humoral o de los anticuerpos, de Behring.

La disputa fue histórica y careció de los límites de la cortesía y la educación más elemental.

La animosidad no era nada sólo por una teoría científica sino por un conflicto mucho más antiguo y más arraigado entre franceses y alemanes, que se había agudizado por la reciente derrota de Francia por Alemania, en la guerra de 1871.

Pero como frecuentemente ocurre en disputas entre grandes hombres Behring admiraba mucho a Pasteur y era gran amigo y compadre de Metchnikoff; además, resultó que los dos bandos tenían razón y que tanto las células como los anticuerpos participan en la inmunidad. Behring recibió el premio Nobel en 1901 y Metchnikoff lo compartió con Ehrlich en 1908 (Viloura, 2007).

También se estableció que los mecanismos de la inmunidad, o sea las células sensibilizadas y anticuerpos específicos, no sólo funcionan como protectores del organismo en contra de agentes biológicos de enfermedad o de sus toxinas, sino que también pueden actuar en contra del propio sujeto y producirle ciertos padecimientos. La primera observación de este tipo la hizo Koch en 1891, vió que la inyección de bacilos tuberculosos muertos en la piel de un cobayo previamente hecho tuberculoso resultaba en un proceso inflamatorio localizado de aparición lenta (24-48 horas) y que esto no ocurría en cobayos sanos. Ésto llevó a Koch a la preparación que llamó "tuberculina" (PPD) y a proponer su uso como tratamiento de la tuberculosis humana, aunque después se retractó. Sin saberlo Koch describió lo que hoy se conoce como "hipersensibilidad celular", mecanismo inmunopatológico responsable de enfermedades como la tiroiditis de Hashimoto y la polimiositis, de parte de las lesiones de la misma tuberculosis, de la hepatitis viral y de otras afecciones infecciosas. En 1902 Charles Richet (1850-1935), profesor de fisiología en París, y sus colegas, describieron otro mecanismo inmunopatológico que llamaron "anafilaxia", lo que literalmente significa ausencia de protección (profilaxia quiere decir protección). Usando extractos de ciertas anémonas marinas establecieron la dosis tóxica para perros; los animales que recibieron las dosis más bajas sobrevivieron después de presentar síntomas leves y transitorios. Pero cuando varias semanas después, a estos animales sobrevivientes se les inyectaron dosis mínimas de la misma toxina, mostraron una reacción inmediata y violenta que terminó con su muerte en pocas horas. Posteriormente se ha establecido que en la anafilaxia el antígeno reacciona con un anticuerpo que está fijo en las células cebadas, y que como consecuencia de esa reacción la célula cebada libera una serie de sustancias contenidas en sus granulaciones citoplásmicas, como histamina y serotonina, responsables de los síntomas y de la muerte.

En 1903 Maurice Arthus (1862-1945) señaló que la inyección repetida a intervalos adecuados de un antígeno (suero de caballo) en el mismo sitio del tejido subcutáneo de conejos al principio produce una reacción edematosa y congestiva transitoria, pero que con más inyecciones locales el sitio se endurece y acaba por mostrar necrosis hemorrágica y esfacelarse. Estudios ulteriores han demostrado que este fenómeno se debe a la acción de complejos antígeno-anticuerpo locales que activan C, generan moléculas con poderosa actividad quimiotáctica para leucocitos polimorfonucleares; éstos se acumulan en el sitio de donde proviene el estímulo, fagocitan los complejos mencionados y se desgranulan, liberando sus enzimas lisosomales al medio que los rodea. Hoy sabemos que la expresión completa de este mecanismo inmunopatológico no sólo requiere cuentas normales de leucocitos polimorfonucleares (porque no ocurre en animales leucopénicos) sino también la presencia de la coagulación sanguínea normal. El fenómeno de Arthus explicó muchos casos humanos de vasculitis por hipersensibilidad.

Otra contribución fundamental fue la de Clements von Pirquet (1874-192) y Béla Schick (1877-1967), dos pediatras vieneses, quienes en 1905 publicaron la monografía "La enfermedad del suero", en la que sugieren una explicación para los síntomas que desarrollaban muchos niños de 10 a 14 días después del tratamiento de la difteria con suero antidiftérico, que entonces se preparaba de los caballos. Los niños tenían fiebre, crecimiento ganglionar generalizado, esplenomegalia, poliartritis y un exantema transitorio que duraban más o menos una semana y desaparecían espontáneamente. Postularon que las proteínas del suero de caballo actuaban como antígenos, y como se inyectaban en grandes cantidades todavía se encontraban en la circulación cuando el aparato inmunológico del niño respondía formando anticuerpos. Así se formaban complejos antígeno-anticuerpo en exceso de antígeno, que son solubles y se depositan en distintas partes del organismo, produciendo los síntomas de la enfermedad del suero, que desaparece cuando ya se ha consumido todo el antígeno. Ésto fue confirmado experimentalmente 53 años después por Dixon y sus colaboradores. La enfermedad del suero ya no existe, pero el mecanismo se encuentra en un número considerable de enfermedades humanas en las que se producen complejos inmunes que causan daño tisular, como en el lupus eritematoso diseminado (L.E.S.) o en la glomérulonefritis aguda postestreptocóccica. Cuando los efectores de la respuesta inmune están dirigidos en contra de antígenos propios del organismo se producen las enfermedades de "autoinmunidad", entre las que se encuentra el L.E.S., la tiroiditis de Hashimoto, algunas anemias hemolíticas, la endoftalmitis facoanafiláctica, la miastenia gravis y muchas otras.

La naturaleza química y la estructura molecular de los anticuerpos se establecieron en la segunda mitad de este siglo, junto con los mecanismos genéticos que controlan su especificidad. Uno de los avances más importantes en la inmunología fue el descubrimiento de la participación de los linfocitos, realizado por James L. Gowans (1924) y sus colaboradores, aunque antes ya se había identificado a la célula plasmática como la responsable de la síntesis de los anticuerpos. La naturaleza "doble" de la respuesta inmune surgió como consecuencia de los estudios de L. Glick (1927) en aves a las que se les eliminó el órgano llamado bolsa de Fabricio, que regula la maduración de elementos responsables de la síntesis de anticuerpos y los trabajos de J. F. A. P. Miller (1920), en ratones timectomizados, en los que se reduce o se pierde el desarrollo de la inmunidad celular. La teoría general más aceptada sobre el funcionamiento general de la respuesta inmune es la de la selección clonal, que fue propuesta por Niels K. Jerne (1911-1995) y McFarlane Burnet (1899-1985). Los estudios de Peter B. Medawar (1915-1987) y sus colegas establecieron que el rechazo de los aloinjertos es a través de la respuesta inmune, y además descubrieron el fenómeno de la tolerancia inmunológica (Viloura, 2007).

Existe un grupo de padecimientos congénitos muy poco frecuentes en los que alguna parte del aparato inmunológico no se desarrolla normalmente, lo que en general resulta en infecciones oportunistas más o menos graves, pero cuyo estudio ha permitido conocer mejor las funciones y la integración de las distintas partes del aparato inmunológico entre sí. A estos "experimentos de la naturaleza" se ha agregado, a partir de 1983, la epidemia mundial del sida (síndrome de inmunodeficiencia adquirida), enfermedad producida por el retrovirus VIH-1 que destruye a un subtipo de linfocitos que participa en la respuesta inmune en contra de agentes biológicos patógenos, por lo que los pacientes fallecen a consecuencia de infecciones secundarias.

LA EPIDEMIOLOGÍA

Como su nombre lo indica, la epidemiología es la rama de la medicina que estudia las epidemias, pero en este siglo se ha transformado en mucho más que eso. Desde los tiempos de Hipócrates la ocurrencia de enfermedades en ciertos climas y épocas del año llamó la atención a los observadores, y en el texto conocido como Epidemias I y III del Corpus Hipocraticum el autor presenta los padecimientos epidémicos que prevalecen en cada una las cuatro "constituciones", que no son diferentes época del año sino más bien periodos que ocurren en distintos años. Sin embargo, las descripciones no contienen detalles cuantitativos sino juicios cualitativos, como "muchos" o "pocos", lo que no sólo no permite tener una idea clara de lo que se describe, sino que marcó un estilo de registro de las observaciones que prevaleció durante 2.000 años. Galeno creó un nuevo sistema para explicar todas las enfermedades en el que participan los temperamentos, la dieta, la ocupación, el ejercicio y otros factores, que resultan en un desequilibrio de los humores, que se aceptó ciegamente durante 14 siglos. No fue sino hasta que Sydenham recuperó el concepto de "constitución" de Hipócrates que se volvieron a examinar las epidemias; por ejemplo, Sydenham dividió en dos las fiebres que eran frecuentes en Londres, las estacionarias y las intercurrentes, y señaló que su aparición dependía de la "constitución" de cada año.

Dos siglos después Henle publicó su libro Von den Miasmen und Kontagien, en el que separa a las enfermedades epidémicas en tres, grupos:

1. Debidas a miasmas, con el paludismo como su único miembro;

2. Debidas en un principio a miasmas, pero en su evolución se forma un parásito en el organismo que se multiplica y disemina el padecimiento, que incluye a la mayor parte de las enfermedades infeciosas, y

3. Las contagiosas que incluyen la sarna y la sífilis (Marin, 2014).

En 1848 un médico londinense, John Snow (1813-1858), señaló que las deyeciones de pacientes de cólera podían contaminar accidentalmente el agua potable y que la enfermedad se diseminaba de esa manera. En1853- 1854 hubo otra epidemia de cólera en Londres, en la que en una zona central pequeña de la ciudad hubo más de 500 muertos en 10 días. Snow realizó una encuesta casa por casa y demostró que sólo aquellos que obtenían el agua potable de una bomba instalada en la Broad Street enfermaban de cólera, por lo que recomendó se cancelara, con lo que desaparecieron los brotes del padecimiento en esa zona. Un paso de gran importancia fue el que dio William Farr (1807-1883), médico inglés que estudió en París y después en Londres, y a quien por sus múltiples contribuciones se considera como el "padre de las estadísticas vitales" (Marin, 2014).

Farr observó en 1840 que la iniciación, el desarrollo y la terminación de una epidemia es con frecuencia un fenómeno regular, de modo que si se reúnen los casos que ocurren en breves intervalos de tiempo (generalmente semanas) y se grafican, los puntos que representan las frecuencias medias en cada intervalo pueden unirse con una línea curva que se describe con una fórmula matemática. Sin embargo, no todas las epidemias tienen ese comportamiento, y para ampliar el estudio de Farr el pionero de la ciencia llamada biometría, Karl Pearson (1857-1936), desarrolló seis tipos diferentes de curvas de frecuencia y para cada una de ellas derivó la ecuación adecuada. Sin embargo, las epidemias pueden tener evoluciones todavía más complicadas, por lo que su estudio demanda otras técnicas (Marin, 2014).

Con toda la importancia que tiene conocer la historia de las epidemias, su estudio tiene otros objetivos adicionales, entre los que se encuentra establecer correlaciones entre la presencia y el desarollo de la enfermedad y algunos factores que pudieran ser causales. Un ejemplo de este tipo de estudio fue el realizado primero por Franz Herman Müller, de Colonia, quien en 1939 estudió en forma restrospectiva los hábitos de 172 sujetos adultos fumadores, la mitad con cáncer del pulmón y el resto sano, y encontró que entre los fumadores había 65% con ese cáncer, mientras que entre los no fumadores sólo 3.5% lo habían padecido. A partir de este estudio se han publicado literalmente docenas de otros trabajos sobre el mismo tema, tanto retrospectivos como prospectivos, con resultados muy semejantes. El tabaquismo no sólo se asocia al carcinoma broncogénico sino también a otros cánceres, de boca, laringe, faringe, esófago, vejiga urinaria, etc. De hecho, en EE.UU. se ha calculado que si se suman todas las muertes ocurridas por estos distintos tipos de cáncer en 1978 se obtiene la cifra de 115 000, el 30% de todas las muertes por cáncer de ese año. La conclusión es que si no fuera por el tabaco esas muertes no hubieran ocurrido (Marin, 2014).

Otro tipo de estudios epidemiológicos de desarrollo reciente son los experimentales, utilizando para ello colonias de distintos animales en las que se pueden introducir ciertas bacterias y virus no patógenos para el hombre. Este tipo de estudios fue desarrollado por William Topley (1886-1944) en la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, a partir de 1921, y a lo largo de 15 años usaron cerca de 200 000 ratones. Se examinaron las condiciones que mantienen una epidemia, el papel de la inmunización natural, de la introducción de nuevas colonias de animales no infectados, de las infecciones latentes, del papel de los animales susceptibles, etc. Otra forma de epidemiología experimental es la teórica, que por medio de modelos matemáticos y con la ayuda de la computación realiza simulaciones de epidemias estableciendo una serie de patrones constantes y examinando su comportamiento cuando se introducen uno o más factores que tienden a modificarlo.