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Requisitos para un avance científico
Contexto teórico-temporal (que sea adecuado)
Posibilidades técnicas
Contexto económico-ideologico- social
Quién observó microorganismos por primera vez?
Anton Van Leeuwenhoek
Personajes destacados de la revolución microbiológica
Pasteur, Koch y Lister
La revolución microbiológica, 3 aspectos
Avances técnicos y tecnológicos: Microscopios, cultivos, esterilización, tinciones
Avances conceptuales: Pasteur concibe la fermentación como algo microbiológico, derrocan la generación espontánea, Koch plantea el daño a los tejidos por microorganismos.
Contextos: Industrias bebidas y alimentos, políticas sanitarias, expansión colonialista
Figura destacada por su labor con enfermedades tropicales
Carlos Finlay
Teoría del germen
Propone que hay enfermedades causadas por microorganismos
Qué aspectos consolidan a la microbiología médica
Métodos para determinar la etiología de las enfermedades infecciosas y diagnosticarlas: Descubrieron enfermedades y demostraron la relación entre cuadros y microorganismos específicos. Además, se habló de microorganismos filtrables (virus) y de vectores.
Prevención: Tratamiento de aguas, letrinización, hábitos higiénicos, programas de vacunación, control de ciertos vectores artrópodos. OPS, OMS, GAVI.
Tratamientos: Paul Ehrlich evalúa efecto de químicos. Salvarsan (arsénico para curar sífilis). Alexander Fleming desarrolla la penicilina. Sueros antidiftérico y antitetánico.
Algunas de las primeras enfermedades descubiertas
Ántrax, tuberculosis, cólera, infecciones piógenas, gonorrea, tifoidea, difteria, tétano, gangrena gaseosa, peste bubónica y sífilis,
Nuevos paradigmas que causan la revolución (Big-bang) microbiológico
Quimioterapia de infecciones
Etiología de enfermedades
Diagnóstico
Inmunización preventiva
Revolución microbiológica en Costa Rica: contexto
Reformas liberales: Ideología del progreso, educación laica, Mauro Fernández.
Primeros salubristas: Promueven estudiar medicina en el extranjero, Carlos Durán Cartín y Solón Núñez Frutos
Educación e higiene: Mejoran condiciones relacionadas con el suministro de agua, la construcción de letrinas y el uso de calzado.
Políticas de salud pública: Subsecretaría de Higiene y Salud Pública, luego Secretaría de Salubridad Pública y Protección Social a cargo de Solón N.
Labs en hospitales: Clodomiro Picado dirige lab del Hospital San Juan de Dios. Su investigación la retoman Alfonso Trejos Willis, Libia Herrero Uribe, Róger Bolaños Herrera, entre otros discipulos
Cómo surge la FMic?
Gracias a la labor de Clodomiro P., se crea la Sección de Bacteriología (que luego se llamó de Microbiología) en la Facultad de Ciencias
Colaboración con el lab del Hospital San Juan de Dios
En 1956 se convirtió en la Facultad de Microbiología
Se crea la Revista de Biología Tropical, con el empuje de Trejos Willis
Algunos de los agentes microbiológicos descubiertos al inicio de la Microbiología
Bacillus anthracis
Staphylococcus
Neisseria gonorrhoeae
Salmonella typhi
Streptococcus
Agentes microbianos no bacterianos descubiertos al inicio de la Microbiología
Filtrables (virus): Fiebre aftosa, enfermedad del mosaico del tabaco. (Científicos: Mayer, Ivanovsky, Loeffler, Frosch)
Virus bacteriófagos (Científico: Hérelle)
La fiebre amarilla (transmisión por artrópodos) (Científicos: Walter Reed, Carlos Finlay)
Cultivo celular de Polio (Científicos: Enders, Weller y Robbins)
Algunas de las primeras vacunas
Viruela
Rabia
Peste bubónica
Difteria
Tosferina
Inmunización pasiva
Científicos: Von Behring y Kitasato
Seroterapia (heteromologa y homologa) para tratamiento de tétano y de difteria
Anticuerpos monoclonales
Primeros tratamientos quimioterapeúticos
Sulfas
Penicilina
Drogas antivirales
Qué hacían los primeros antibióticos?
Frenar la síntesis de ácidos nucléicos, de proteínas o de la pared celular
Lesionar la membrana plasmática
Actvidad antimetabólica
Avances en el diagnóstico de enfermedades infecciosas
Medios de cultivo
Avances en bioquímica
Ensayos inmunológicos
Diagnóstico virológico
Tecnología molecular
Logros de la rev. microbiológica y sus aplicaciones
Casi erradicar la polio y la viruela
Nueva forma de concebir las enfermedades, que impacta otras ramas de la medicina
Identificación de microorganismos patógenos
Diagnóstico de enfermedades infecciosas
Desarrollo de las vacunas y de la quimioterapia de infecciones
Descubrimiento de los antibióticos
Sistemas de tratamiento de aguas
Mejoramiento de la calidad de productos alimenticios
Limitaciones de la rev. microbiológica y sus aplicaciones
Resistencia a los antibióticos
Enfermedades tropicales desatendidas (sin vacunas)
Enfermedades infecciosas emergentes y re-emergentes
Debilitamiento neoliberal de las políticas de salud pública
Armas biológicas (con microorganismos)
Priones (Al ser proteínas y no organismos, desafiaron los paradigmas que teníamos)
Desigualdades sociales y la inequidad
Enfermedades respecto a las cuales seguimos estando limitados en la microbiología
SIDA
Reaparición del dengue, la tuberculosis y el cólera
Aparición de SARS y de enfermedades por los virus Hanta y Ebola
Problemas de Bioética
Caso de Tuskegee
Descubrimientos de la Biología Molecular
J. Watson y F. Crick dilucidaron la estructura de doble hélice del ADN
La doble hélice
El código genético
Las enzimas de restricción
Técnicas de clonaje
Secuenciamiento
PCR (reacción en cadena de la polimerasa)
Métodos para conocer los patrones de expresión del ácido ribonucleico mensajero (ARNm)
Genómica
Secuenciar los genomas de una gran cantidad de microorganismos
El primero fue el de la bacteria Haemophilus influenzae, causante de infecciones respiratorias y de meningitis
Proteómica
Es la caracterización del perfil completo de las proteínas
Transcriptomas
Juego completo de moléculas de ARNm que se transcribe a partir de la información del genoma
Es el perfil de expresión del ARNm
Los postulados de Koch sobre etiología siempre se pueden poner en práctica?
No, porque:
Hay microorganismos causantes de enfermedad que no crecen en medios de cultivo
No hay modelos animales para ciertas enfermedades infecciosas
El avance en genómica indica que la mutación de estos genes eliminaría la patogenicidad del microorganismo, en tanto la reversión de dicha mutación la restablecería
Desafíos para el futuro de la microbiología
Integrar la gran cantidad de nueva información sobre genomas, transcriptomas y proteomas con énfasis en las interacciones microbios-células/tejidos de nuestro organismo. Ej: Microbiota intestinal
Desarrollar nuevos antibióticos y drogas antivirales más poderosas, y nuevas vacunas
Incoporar lo social: Concepto de One Health. Interacción entre las ciencias naturales y las sociales, proyectos inter- y transdisciplinarios
Socializar y democratizar los avances en ciencia y tecnología: Poner los avances científico-tecnológicos al servicio de toda la humanidad, procurando cumplir la meta de que la ciencia sirva para el bien común. Ej: movimientos sociales surgidos en la lucha contra el SIDA
Costa Rica antes de la C.C.S.S.
No había seguridad social
Los nacimientos los atendían parteras
Esperanza de vida de menos de 40 años
Enfermos de Hansen, Tuberculosis, Influenza, Tosferina, Sarampión, Polio, enfermedades venéreas, diarreas, etc.
No había seguridad laboral, y te despedían si te enfermabas
Primeros hospitales CCSS
HMPJ (Maximiliano Peralta Jiménez)
HSJD (San Juan de Dios)
HSRP (Antiguo Hospital San Rafael en Puntarenas)
Médicos benefactores CCSS
Ricardo Jiménez Núñez
Carlos Durán Cartín
Ricardo Moreno Cañas
Clodomiro Picado Twight
Historia de la CCSS
1848-1870: Fundación de la república, abren primer hospital
1871-1920: Fundación del Registro Civil y Electoral
1927: Crean el Ministerio de Salud
1940-1947: Garantías sociales, crean la CCSS
1948-1975: Consolidación de las garantías, Estado Social de Derecho
1973: Ley General de Salud (Universalización de los Seguros de Salud, Se trasladan los 27 hospitales existentes)
1976-1993: Crisis
1994: Reforma sectorial CCSS/MS
2014-2016: Cobertura de grupos de difiícil aseguramiento
Factores que presionan la sostenibilidad de la CCSS
Envejecimiento poblacional
Enfermedades crónicas
Tecnologías médicas
Actores clave del sector salud en CR
CCSS
MS
INS
Municipalidades
AyA
Universidades
3 niveles de la CCSS
Ebais, áreas de salud
Hospitales periféricos y regionales
Hospitales nacionales y centros especializados
Modelo actual y modelo propuesta para la CCSS
Actual: Del Ebais se va al área de salud, luego al hospi periférico, luego al regional y luego al nacional
Propuesta: Ir del Ebais al tipo de hospi más adecuado según cada caso
Estatuto de Servicios de Microbiología y Química Clínica
Ley N° 5462, 24 de diciembre de 1973
3 roles de la medicina veterinaria
Salud animal
Producción animal
Salud pública
Una Salud
Proteger la salud humana, la sanidad animal y el medio ambiente mediante la detección, prevención y control de enfermedades de los animales y las personas; y busca la colaboración intersectorial entre instituciones y sistemas
Contribuciones de la microbiología veterinaria a la One Health
Estudio de reservorios y hospedadores Animales
Control de enfermedades infecciosas y reducción de riesgos para la salud pública
Zoonosis: Identificación y prevención de enfermedades transmitidas de animales a humanos
Microbiología Veterinaria
Estudio de los microorganismos que causan enfermedades infecciosas en los animales y la transmisión de las enfermedades a los humanos.
Diferencias entre la microbiología veterinaria y la humana
Organismos de Estudio: Tipos de paciente
Perfiles bioquímicos de los microrganismos (ej: Salmonella Enteritidis vs Salmonella Choleraesuis)
Valores hematológicos
Valores químicos de la sangre
Morfología de células de la sangre (ej: eritrocitos de aves vs humanos)
Usos no terapéuticos de antibióticos en animales
Postcirugía
Secado de vacas
Antes de transportarlos (antiestrés)
Si hay brotes potenciales
Condiciones estresantes como la temperatura
Bacterias
Microorganismos diminutos formados por una sola célula sin núcleo, o sea, organismos procariotas. Las patógenas son las que causan enfermedades
Clasificación de bacterias según su respuesta al oxígeno
Bacterias aerobias: Ocupan oxígeno para sobrevivir y metabolizan mediante la respiración
Bacterias anaerobias: Se inhiben o mueren en presencia de oxígeno, la mayoría metaboliza con la fermentación
Bacterias facultativas: Si hay presencia de oxígeno utilizan la respiración, pero si no hay (o algunas incluso si sí hay oxígeno), utilizan la fermentación.
Clasificación de bacterias según su tinción de Gram
Grampositivas: se tiñen de color azul o violeta ante el colorante y no reaccionan ante la safranina.
Gramnegativas: se tiñen de color rosa o rojo luego de reaccionar ante la safranina.
Por qué es importante saber la tinción de Gram de una bacteria patógena??
Según su tipo son resistentes a diferentes antibióticos y procedimientos clínicos, saber con qué tipo estamos tratando permite utilizar el abordaje correcto para el bienestar del paciente.
Clasificación de bacterias según su morfología
Cocos: Forma esférica. Por ejemplo, los estafilococos, que generan leves infecciones cutáneas.
Bacilos: Forma de bastón. Por ejemplo, la bacillus anthracis, que provoca el ántrax cutáneo.
Espiroquetas: Forma de espiral. Por ejemplo, la treponema pallidum, que provoca la sífilis.
Ubicuidad de las bacterias patógenas
Es el poder estar presentes y adaptarse en múltiples entornos físicos y biológicos
Estrategia evolutiva compleja que combina versatilidad ecológica, adaptabilidad genética y oportunidad infecciosa
Amplifica su potencial de causar brotes, resistir tratamientos, y desafiar los sistemas de prevención y control de enfermedades infecciosas
Importancia de las bacterias patógenas
Conocerlas permite:
Fomento de la salud pública
Desarrollar tratamientos
Controlar y frenar la ola de enfermedades.
Factores de virulencia
Moléculas o estructuras producidas por microorganismos patógenos que contribuyen a su capacidad para invadir, colonizar y causar daño en el huésped. Ej: proteínas, lípidos, polisacáridos y ácidos nucleicos
Escherichia coli
Bacilo
Gramnegativa
Anaerobia facultativa
Características de la Escherichia coli
Alimentos mal manipulados y contaminados con heces de animales
La mayoría de las cepas son inofensivas, sin embargo, existe la E. coli productora de toxina Shiga
Transmitida por animales bovinos (vacas). Sin embargo, la mayoría de los rumiantes (cabras, ovejas, y ciervos) son portadores de esta bacteria.
Vive en el intestino grueso
Enfermedades que causa la Escherichia Coli
Diarrea del viajero.
Diarrea hemorrágica.
Insuficiencia renal.
Factores de virulencia de la E. Coli
Toxinas de ST y LT (toxinas que alteran el equilibrio hidroelectrolítico en las células intestinales)
Toxina Shiga.
Sistemas de secreción tipo III (inyectan proteínas)
Neisseria meningitidis
Diplococos
Gramnegativa
Aerobia
Características de la Neisseria meningitidis
Enfermedades con rápida evolución y muy letales.
Gotas respiratorias o contacto con los portadores de la enfermedad
Formas endémicas y epidémicas.
Aún no se comprende por qué solo algunos portadores desarrollan la enfermedad.
Enfermedades causadas por la Neisseria meningitidis
Meningitis bacteriana (inflamación de las meninges)
Meningococemia (infección esparcida en sangre, puede ser muy rápida)
Casos graves: choque séptico, coagulación intravascular diseminada, muerte
Factores de virulencia de la Neisseria meningitidis
Cápsula de polisacáridos (protege a la bacteria de la respuesta inmune, especialmente de la fagocitosis y del complemento)
Proteínas Opa y Opc (adhesión e invasión en células epiteliales y endoteliales)
Porinas (Canales que alteran el potencial de membrana en células eucariotas, interfiriendo con su señalización y facilitando que la bacteria entre por la reorganización de actina)
Bacillus cereus
Bacilo
Grampositiva
Anaerobia facultativa
Características Bacillus cereus
Alimentos contaminados y mal conservados, especialmente arroz, carne, leche, verduras y productos con almidón.
Infecciones gastrointestinales y extraintestinales.
Enfermedades pueden ser autolimitadas o potencialmente mortales, especialmente en inmunodeprimidos.
Resistente a antibióticos betalactámicos.
Enfermedades que puede causar la Bacillus cereus
Intoxicación alimentaria.
Síndrome emético (trastorno gastrointestinal que lleva al paciente a tener episodios repetidos e intensos de vómitos intensos)
Síndrome diarreico
Factores de virulencia de bacillus cereus
Cereulida (péptido emético resistente al calor y al pH, que actúa como ionóforo y afecta las células del sistema gastrointestinal superior, provocando vómitos)
Beta-lactamasas (enzimas que inactivan antibióticos betalactámicos, otorgando resistencia antimicrobiana)
Esporas resistentes (sobrevivir a condiciones extremas, favoreciendo su persistencia en alimento)
Funciones del microbiólogo en la industria de dispositivos médicos
Validación de procesos
Control Ambiental
Contacto con regulaciones internacionales
Seguridad de paciente
Esterilización
Biocompatibilidad
Impacto del microbiólogo en la ind. de disp. méd.
Evitar infecciones en pacientes por contaminación
Reducir costos operativos para la empresa
Optimizar procesos
Impacto e influencia en regulaciones y normas ISO
Posibles Caminos del microbiólogo en ind. de disp. méd.
Ingreso como asistente o técnico de laboratorio (y de ahí supervisor, coordinador, especialista)
Gerente de Calidad
Gerente de Servicios tecnicos
Director de Calidad
Papel del microbiólogo en el sector comercial ¿Por qué existen las casas comerciales?
Compra de reactivos
Importación de materiales: (Países, medio transporte...)
Trámite de registros/permisos importación: (IVD/RUO)
Mantenimiento de equipos
Educación continua
Introducción de tecnología
Mercado público para el micr. en casa comercial
CCSS
INCIENSA
UCR
Mercado privado para el micr. en casa comercial
LSJ/Echandi
Clínica Bíblica
Metropolitano
Posibles perfiles para el microbiólogo en casas comerciales
Especialista de aplicaciones
Asesor de ventas
Especialista de producto
Impacto del microbiólogo en casa comercial
Traer ecnología
Educar y actualizar
Unificar y homogenizar
Mantener vivos los sistemas
Invertir en mejoras
Dar soluciones de inicio a fin
Hongos patógenos
Seres vivos heterótrofos, eucariotas con una complejidad biológica mayor a las bacterias. Los patógenos son los dañinos para la salud humana. Producen una variedad de enzimas que degradan los tejidos del huésped, lo que facilita su invasión y propagación por todo el cuerpo.
Por qué los hongos patógenos son más difíciles de tratar que las bacterias patógenas??
Estructuras muy similares a las de un animal comparados con una bacteria o virus.
Pueden diseminarse a través de esporas microscópicas en el aire. Se han detectado hasta 50.000 por metro cúbico
El aumento de personas con las defensas bajas se ha vuelto una amenaza de posibles infecciones fúngicas.
Técnicas para detectar hongos patogénicos
Técnicas moleculares como
Detección de antígenos (más usada)
Detección de anticuerpos
Detección de ADN fúngico
Clasificación de los hongos patógenos según su morfología
Levaduriformes: Unicelulares. Forma redonda u ovalada. 3-40 micrometros. Reproducción por gemación. Heterótrofos.
Filamentosos (o mohos): Cuerpo vegetativo. Hifas (filamentos microscópicos) que se ramifican y entrelazan formando un micelio. Reproducción tanto sexual como asexual. Sus colonias pueden presentar diferentes formas y colores.
Dimórficos: Presentan un crecimiento filamentoso a 25 °C (suelen crecer en el suelo) y levaduriforme a 37 °C (generalmente en el interior del cuerpo humano)
Ejemplos de hongos dimórficos
Candida tropicalis
Candida parapsilosis
Paracoccidioides spp
Ejemplos de hongos filamentosos
Aspergillus fumigatus
Fusarium ssp
Mucorales
Ejemplos de hongos levaduriformes
Cryptococcus neoformans (meningitis)
Candida spp
Formas de las colonias de hongos filamentosos
Algodonosas
Pulverulentas
Cerebriformes
Clasificación de los hongos patógenos según su relación con el sistema inmune del huésped
Patogénos primarios: Causan enfermedades en personas sanas
Patógenos oportunistas: Sólo causan enfermedades si hay inmunosupresión
Clasificación de los hongos patógenos según su micosis (según la enfermedad que causan)
Superficiales: Afectan la piel, uñas y cabello. (generalmente levaduras)
Cutáneas: Afectan la epidermis, uñas y pelo pero genera inflación, picazón, descamación y enrojecimiento. Altamente contiagosos. (mohos dermatofitos)
Subcutáneas: Afectan tejidos debajo de la piel, se adquiere por heridas o traumatismos con elementos contaminados
Sistématicas o profunda: Afecta los organos internos, ocurren en personas inmunodeprimidas. Potencialmente mortales si no se tratan.
Oportunistas (ya se menciona en otra ficha)
Ejemplos de hongos superficiales
Malassezia furfur (es una levadura que a veces presenta filamentos y aunque es parte de la microbiota normal, causa la pitiriasis versicolor en condiciones de sudor o calor)
Trichophyton (tiña, moho dermatofito, se alimenta de keratina)
Microsporum (tiña, moho dermatofito, se alimenta de keratina)
Epidermophyton (tiña, moho dermatofito, se alimenta de keratina)
Ejemplo de hongos cutáneos
Mohos dermatofitos que causan Pie de atleta
Mohos dermatofitos que causan Onicomicosis
Ejemplo de hongo subcutáneo
Sporothrix schenckiI: Causa esporotricosis. Hongo dimorfico.
Ejemplo de hongo profundo
Histoplasma capsulatum: Dimorfo, causa histoplasmosis (infección respiratoria). Se contrae al inhalar sus esporas del suelo, especialmente en áreas con excrementos de aves o murciélagos
Ejemplo de hongo oportunista
Candida albicans: Candidasis (crecimiento de hongos en zonas humendas del cuerpo). Levaduriforme
Lista de Patógenos Fúngicos Prioritarios (FPPL) de la OMS: en qué se basó?
Carga de enfermedad (número de casos globales y mortalidad)
Resistencia a tratamientos (a antimicóticos y medicamentos actuales)
Trasmisibilidad y brotes (capacidad para propagarse rápidamente)
Necesidad de investigación (Falta de conocimiento básico sobre su biología, mecanismos de virulencia o tratamiento)
Ubicuidad de los hongos patogénicos
Común encontrarlos en lugares húmedos y en materia orgánica en descomposición
Muchos se reproducen por esporas microscópicas y, al encontrarse principalmente en el aire, entran fácilmente en contacto con alimentos, animales, personas, y pueden ser inhaladas.
Agua, tierra o incluso aire
Importancia e impacto de los hongos patogénicos
Amenaza importante para la salud pública, ya que cada vez son más comunes y sus infecciones resistentes a los tratamientos.
Especialmente hay riesgo para quienes han vivido algún trasplante, padecido de cáncer, sida, enfermedades respiratorias crónicas y tuberculosis.
Pandemia fúngica: Posible pero no probable
Calentamiento global aumenta preocupaciones porque los hongos se distribuyen y se adaptan mejor y más fácilmente a altas temperaturas
Cómo pueden ingresar los hongos al cuerpo??
Rompiendo la barrera cutánea
Siendo inhalados
Aspergilosis invasiva (IA)
Agente: Aspergillus spp. Especialmente el A. fumigatus
Cuadro: Colonización de los pulmones, lo que resulta en la invasión del tejido pulmonar por hifas y la posterior angioinvasión; la infección luego puede diseminarse a otros órganos, incluido el sistema nervioso central
Histoplasmosis
Agente: Histoplasma capsulatum
Cuadro: Afecta los pulmones, pero puede propagarse al sistema nervioso central o a otras partes a través del torrente sanguíneo. La mayoría no se enferma o se recupera sin medicación, algunos pueden desarrollar una enfermedad diseminada.
Tiña
Agente: Géneros Trichophyton, Epidermophyton y Microsporum
Cuadro: Regiones del cuerpo que sin pelo, exceptuando las palmas. Área escamosa en forma de anillo sobre la piel, la cual genera picazón
Pie de atleta (tinea pedis)
Agentes: Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes y Epidermophyton floccosum
Cuadro: Similar a la tiña pero en los pies. Piel escamosa y agrietada, picazón, inflamación, aparición de ampollas.
Transmisión: Contacto directo o con superficies húmedas con el hongo
Meningitis micótica
Agente: Efecto de la infección por géneros Cryptoccocus, Blastomyces, Coccidioides e Histoplasma cuando esta llega a la médula espinal.
Cuadro: Fiebre, dolor de cabeza, rigidez de cuello, náuseas, vómitos, estado alterado y fotofobia.
Rol del microbiólogo en la industria alimentaria
Monitoreo y control microbiológico
Diseño y validación de procesos higiénico-sanitarios
Gestión de la calidad e inocuidad alimentaria
Fermentaciones industriales
Investigación y desarrollo
Microbiología aplicada en la industria
Uso de microorganismos para la producción a gran escala de alimentos, bebidas, productos químicos, farmacéuticos, etc.
Importancia del microbiólogo en la industria de alimentos
Prevención de enfermedades transmitidas por alimentos
Garantía de calidad de los productos e higiene del proceso
Cumplimiento normativo (HACCP, BPM, FSSC 22000)
Nuevas tendencias en la microbiología de alimentos
Alimentos funcionales y probióticos
Microbiología Predictiva
Bioconservación
Reduccion de aditivos químicos
Empresas empleadoras de microbiólogos en la industria
Plantas de alimentos y bebidas.
Laboratorios de análisis microbiológicos
Empresas certificadoras de normas sanitarias
Instituciones públicas y reguladoras
Empresas de consultorias