Mitos y peligros de las esporas bacterianas y fúngicas
Cualquier buen microbiólogo le diría que matar los microbios vegetativos es una cosa, pero acabar con las esporas es otra muy distinta. ¿Por qué ocurre esto? ¿Se pueden tratar todas las esporas de la misma forma? En este artículo intentaremos explicar por qué las esporas microbianas y las procedentes de bacterias, en concreto, pueden resultar perjudiciales para la industria.
Imagen 1: espora fúngica en un cuerpo fructífero
¿Qué es y qué no es la espora microbiana? Hablando en términos generales, las esporas son un mecanismo de supervivencia empleado por los microorganismos en momentos de estrés, inanición o ataque. Podría asemejarse en cierta medida a lo que ocurre con las semillas y el polen del reino de las plantas. A pesar de que la función de la semilla es dar lugar a una nueva planta, permanece "dormida" hasta que se dan unas condiciones de germinación favorables. Las semillas deben cumplir dos funciones principales. En primer lugar, proteger el material genético almacenado en su interior y, en segundo lugar, dispersarse de la planta madre. La función de una espora bacteriana es prácticamente la misma.
Sin embargo, la esporulación no es solo cosa de las bacterias. Cuando disponen de una buena cantidad de nutrientes, los hongos se presentan como una masa de filamentos (micelio). Los filamentos de los hongos, conocidos como hifas, extruyen enzimas digestivas en los nutrientes circundantes. Es decir, absorben los nutrientes de los entornos ricos en alimentos. Cuando los niveles de nutrientes son bajos o están sometidos a otros factores de estrés, como la falta de hidratación, la forma de crecimiento de los hongos cambia. Las hifas situadas en zonas del micelio sometidas a estrés forman cuerpos fructíferos que crecen en el aire. Algunos de los ejemplos más llamativos de cuerpos fructíferos son las setas y los champiñones, y todos ellos tienen un mismo propósito: producir decenas de miles de esporas fúngicas que se dispersan en el aire. Algunas crean incluso su propio clima para favorecer la dispersión. En el caso de las setas, por ejemplo, liberan vapor de agua que enfría el aire que las rodea y hace que las esporas que salen de su cuerpo se dispersen hacia abajo y lejos de ellas.
Las esporas fúngicas han evolucionado para favorecer la dispersión del organismo en zonas libres de competencia o ricas en nutrientes. De forma similar a lo que ocurre con las semillas de las plantas y las esporas bacterianas, las esporas fúngicas están diseñadas para sobrevivir en el ambiente durante largos periodos de tiempo. Las esporas fúngicas podrían considerarse como las "crías" del organismo principal. [Ver imagen 1]
Hay un número limitado de especies bacterianas que también puede formar esporas como respuesta al estrés ambiental. Existen dos tipos de esporas bacterianas: las exosporas y las endosporas. Las exosporas también se conocen como "quistes microbianos" y no son tan resistentes como las endosporas, en las que se centrará este artículo. Solamente las bacterias del filo Firmicutes, como los Bacillus y los Clostridia, pueden formar endosporas.
A diferencia de las esporas fúngicas, que provienen de grandes estructuras específicas (los cuerpos fructíferos), las endosporas se forman dentro de una célula bacteriana, mientras que las exosporas lo hacen fuera. La formación de endosporas suele producirse como respuesta a una escasez de nutrientes disponibles en el ambiente, la cual activa un mecanismo de supervivencia en la célula. Si bien las esporas fúngicas representan un medio de procreación, las endosporas actúan como mecanismo de protección de las células bacterianas individuales.
Una vez formadas, las endosporas presentan una resiliencia asombrosa. Ciertas publicaciones afirman que los científicos pueden aislar y recuperar de manera rutinaria esporas viables con más de diez mil años de antigüedad. No obstante, la posibilidad de recuperar esporas viables de hace más de 40 millones de años (es decir, 32 millones de años antes de que los humanos empezaran a evolucionar en la Tierra) es mucho menos común. Existe incluso un informe científico que habla de la recuperación de esporas Bacillus fiables de hace nada más y nada menos que 250 millones de años, es decir, antes incluso de la aparición de los dinosaurios.
Imagen 2: espora
Debido a su propia naturaleza, las endosporas bacterianas son resistentes a los ataques del entorno exterior. En la actualidad, esto se traduce en los métodos de esterilización y desinfección química, entre otros. Las endosporas son más resistentes a los productos químicos u otros procesos capaces de matar células vegetativas con facilidad.
Imagen 3: la resistencia de las esporas
Tanto las esporas fúngicas como los Bacillus pueden dispersarse o sobrevivir en entornos muy hostiles, por lo que muchas veces existe cierto grado de confusión en torno al tratamiento de estos contaminantes con productos desinfectantes. Dicha confusión se ha trasladado también a la industria farmacéutica de cara a la erradicación de la carga microbiana de las superficies.
Los siguientes cuatro puntos podrían resultar útiles para acabar con falsos mitos y ayudarle a ir en la dirección correcta:
- Aunque son más resistentes que las células vegetativas, las esporas fúngicas aguantan menos que las endosporas bacterianas. Existe una gran variedad de bactericidas de amplio espectro capaces de acabar con las esporas fúngicas sin problema. Por tanto, no siempre será necesario emplear un agente esporicida para tratar de controlar o erradicar las esporas fúngicas en entornos asépticos.
- Las distintas especies de bacterias que producen endosporas presentan distintos perfiles de resistencia. En las industrias alimentaria y sanitaria, las bacterias Clostridia spp.son representan microorganismos patógenos importantes. Su presencia en estos entornos puede generar grandes problemas, por lo que es necesario erradicarlas. En la industria de productos farmacéuticos, es más importante realizar pruebas con las Bacillus spp., ya que son más resistentes que las Clostridia. Es recomendable emplear un desinfectante esporicida para acabar con las endosporas bacterianas de la Bacillus spp. Si este método resulta efectivo, el producto habrá acabado también con las Clostridia.
- En ocasiones, he podido observar que los clientes no incluyen los desinfectantes esporicidas como parte de su estrategia de rotación rutinaria. Uno de los motivos por los que ocurre esto es que creen que un grupo de bacterias forma las esporas de forma simultánea como respuesta a los cambios ambientales. Mientras que las células vegetativas expuestas a estos bactericidas de amplio espectro se eliminarán por completo, lo cierto es que la formación de endosporas se produce en momentos distintos dentro de un mismo grupo de bacterias. Esto se debe a toda una serie de factores como la edad de las células, la exposición a agentes causantes de estrés o incluso la posición dentro de una misma población. Por tanto, incluso aplicando el desinfectante de forma regular, las esporas seguirán formándose y asentándose en los ambientes asépticos.
- Un error cometido a menudo en la industria es que se hace un uso más reactivo que preventivo de los esporicidas, es decir, solo se usan cuando se detectan las bacterias que forman esporas, y no durante los procesos de desinfección regulares. Una de las principales razones para hacer esto es el riesgo que supone tanto para la salud y la seguridad de las personas como para las infraestructuras el uso de productos químicos tan agresivos. No obstante, este enfoque reactivo frente a la recuperación de las bacterias que forman las esporas permite que se desarrollen en zonas críticas, lo cual incrementa el riesgo de que acaben entrando en su producto. Si opta por una estrategia de rotación proactiva de esporicidas y desinfectantes de amplio espectro, reducirá enormemente el riesgo de aparición de bacterias que formen esporas y contaminen sus instalaciones.
En conclusión, las bacterias y los hongos han desarrollado mecanismos que favorecen su proliferación y supervivencia como respuesta a condiciones hostiles en el entorno. Es necesario tener en cuenta esta resiliencia al planificar el abanico de desinfectantes que utilizará una empresa. Por último, se debería tener especial cuidado con la selección tanto de los organismos empleados en la validación del desinfectante como de los propios desinfectantes de uso rutinario en las instalaciones. Estamos aquí para ofrecerle asesoramiento técnico.