LA MICROBIOLOGÍA NO ES QUÍMICA
Siete claves para que químicos, ingenieros y responsables de Calidad empiecen a comprender los resultados microbiológicos.
Hace unos días pasamos ocho horas trabajando en una auditoría microbiológica con el equipo de una empresa de los sectores cosmético y de detergencia. Fue una jornada intensa, combinando revisión teórica, procedimientos y trabajo práctico de laboratorio.
El nivel técnico del laboratorio de microbiología era excelente. De hecho, después de ocho horas no encontramos ni una sola No Conformidad.
Y, sin embargo, la jornada puso de manifiesto algo mucho más interesante.
Cuando químicos, ingenieros, responsables de Calidad y microbiólogos analizan juntos un mismo problema, no parten del mismo modelo mental. Viven en Universos paralelos.
No es extraño. La química y la ingeniería trabajan habitualmente con sistemas en los que esperamos relaciones relativamente reproducibles entre variables. Pero un microorganismo no es una molécula ni una partícula inerte.
Está vivo.
Puede lesionarse, recuperarse, competir, adaptarse, cambiar su comportamiento e incluso modificar el medio en el que se encuentra.
De aquellas ocho horas surgieron siete paradigmas de la microbiología que merece la pena conocer para interpretar correctamente cualquier análisis microbiológico.
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Las muestras microbiológicas no son homogéneas
Cuando medimos la concentración de una sustancia disuelta, esperamos que dos fracciones adecuadamente homogeneizadas proporcionen resultados similares.
Con los microorganismos no sucede así. Puedes estar toda la mañana agitando una muestra de 100 mL que contenga 100 ufcs y nunca vas a obtener 1 ufc/mL. Esto es aún más evidente en muestras sólidas. Pero sucede en todo tipo de muestras: aire, superficies, aguas, alimentos, cosméticos, medicamentos, productos químicos…
Las células suelen encontrarse distribuidas irregularmente, formando agregados o microcolonias. Por ello, dos porciones tomadas de una misma muestra pueden contener números diferentes de microorganismos por muy bien que hayamos homogeneizado.
Una fracción puede contener 18 UFC, otra 4 y otra ninguna, sin que ninguno de los análisis se haya realizado incorrectamente.
Por eso, en microbiología, la representatividad del muestreo cobra la máxima importancia, ya que puede ser tan importante como la precisión del propio método analítico.
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No detectar un microorganismo no demuestra necesariamente su ausencia
Esta diferencia conceptual es fundamental.
Un resultado negativo significa que el microorganismo no ha sido detectado mediante el procedimiento utilizado y en la cantidad de muestra analizada.
No significa necesariamente que no exista.
Un microorganismo presente en una concentración muy baja puede simplemente no haber quedado incluido en la porción analizada. También puede encontrarse fisiológicamente lesionado y no recuperarse en determinadas condiciones de cultivo.
Por eso resulta más correcto informar:
«No detectado en X gramos de muestra analizada»
que afirmar simplemente:
«Ausente».
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Un microorganismo vivo puede necesitar una ventana temporal muy concreta para demostrar que está vivo
Los microorganismos sometidos a conservantes, cambios de pH, desecación u otras condiciones adversas pueden permanecer viables pero fisiológicamente dañados.
Antes de comenzar a multiplicarse necesitan reparar esos daños y adaptarse al nuevo entorno.
Es la denominada fase lag o fase de adaptación.
Por ello, un cultivo aparentemente negativo a las 24 horas puede resultar positivo a las 36 horas.
Pero tampoco debemos caer en el extremo contrario: más tiempo de enriquecimiento no significa necesariamente mayor sensibilidad.
Durante un enriquecimiento prolongado cambia el ecosistema inicial. Los microorganismos crecen, compiten, consumen nutrientes y producen metabolitos que les afectan subletalmente. Unas poblaciones pueden favorecer o perjudicar a otras.
El propio método utilizado para observar la muestra puede, por tanto, modificar aquello que pretendemos observar.
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Los microorganismos no viven solos
Una muestra contaminada debe entenderse como un pequeño ecosistema microbiano cuya diversidad de especies depende de muchos factores.
Los microorganismos pueden competir por nutrientes, producir sustancias inhibitorias, modificar el pH, facilitar el crecimiento de otros o impedirlo.
Por ello, el microorganismo dominante en un primer análisis puede no ser necesariamente el dominante en otro realizado posteriormente, ni siquiera en la muestra inicial.
Esta es también una de las razones por las que, cuando queremos conocer inequívocamente la respuesta de un producto frente a diferentes microorganismos, puede resultar preferible estudiarlos individualmente en lugar de mezclarlos indiscriminadamente.
En microbiología, 1 + 1 no siempre equivale biológicamente a 2.
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Un microorganismo no siempre tiene el mismo aspecto
Estamos acostumbrados a identificar de visum determinados microorganismos mediante colonias consideradas «típicas».
Pero el fenotipo microbiano presenta una considerable plasticidad.
La expresión de pigmentos, enzimas y otras características puede variar según la cepa, su estado fisiológico, el estrés sufrido previamente y las condiciones de incubación. Incluso pueden depender de la muestra de la que proceden.
Una Pseudomonas aeruginosa puede crecer sin producir la pigmentación verde, azul o amarilla que esperamos, ni la forma de colonia grande y lobulada. Un Staphylococcus aureus puede presentar colonias grises en vez de negras y carecer del halo característico en determinados medios. E.coli crece de color violeta en ciertos medios, pero a veces crece azul turquesa-celeste en esos mismos medios.
La morfología colonial es una herramienta extraordinariamente útil, pero una colonia atípica no deja por ello de pertenecer al microorganismo que estamos buscando.
Descartar sistemáticamente todo aquello que no coincide con la imagen «de libro» puede generar falsos negativos.
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Los microorganismos se adaptan
La presión selectiva y las interacciones entre microorganismo y producto son extraordinariamente complejas.
Un microorganismo puede adaptarse a condiciones inicialmente desfavorables e incluso llegar a utilizar sustratos que, a priori, parecerían poco aprovechables. Incluso los propios conservantes/desinfectantes.
Su enorme plasticidad genética y metabólica es consecuencia de una historia evolutiva acumulada durante incontables generaciones. Rutas metabólicas que en unas condiciones aportan poca ventaja pueden convertirse en decisivas cuando cambia el entorno.
De ahí una frase que utilizamos frecuentemente, llevándola deliberadamente al extremo:
«Ponga un microorganismo junto a casi cualquier cosa y, antes o después, encontrará la manera de comérsela».
No debe interpretarse literalmente, pero resume una característica esencial del mundo microbiano: no debemos asumir que unas condiciones inicialmente desfavorables continuarán siéndolo indefinidamente para todas las poblaciones microbianas.
Es el mismo principio que subyace a uno de los grandes problemas sanitarios actuales. Los antibióticos eliminan los microorganismos sensibles, pero simultáneamente ejercen una presión selectiva que favorece la supervivencia y propagación de los resistentes. Lo mismo sucede cuando no rotamos desinfectantes.
Una herramienta destinada a combatir al enemigo puede, utilizada inadecuadamente o en exceso, contribuir a seleccionar un enemigo cada vez más difícil de combatir.
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El resultado depende también de cómo decidamos mirar
Probablemente ésta sea la observación más impactante.
En microbiología, el resultado obtenido depende no sólo de los microorganismos presentes en la muestra, sino también de las condiciones que utilizamos para intentar recuperarlos.
Cantidad y lugar de toma de muestra, dilución, neutralización, enriquecimiento, medio de cultivo, temperatura, atmósfera y tiempo de incubación determinan qué parte del ecosistema microbiano conseguimos hacer visible.
Dos métodos diferentes pueden observar partes diferentes de una misma realidad.
Por ello, cuando aparece una discrepancia microbiológica, la primera pregunta no debería ser necesariamente:
«¿Quién ha realizado mal el análisis?»
A veces la pregunta verdaderamente interesante es:
«¿Qué diferencia entre ambos métodos ha permitido que uno recuperase el microorganismo y el otro no?»
Podemos ir incluso más allá y afirmar: el método con el que analizamos , sea cual sea, cambia el ecosistema microbiano presente en la muestra, es decir, el ecosistema durante el análisis puede dejar de ser el mismo que el que había en origen. Cuando añadimos un producto al caldo de enriquecimiento, unas cepas van a quedar favorecidas a costa de que otras van a ocultarse cada vez más hasta el punto de no detectarse al final del análisis.
Poner «nombre y apellidos» al problema
Hay finalmente otra lección práctica.
Cuando un microorganismo aparece repetidamente en una instalación o producto, identificarlo correctamente no constituye una simple curiosidad taxonómica.
Poner «nombre y apellidos» al microorganismo que nos está dando problemas puede marcar la diferencia entre combatirlo a ciegas o hacerlo con conocimiento de causa.
Una identificación precisa permite investigar mejor su posible procedencia, conocer las condiciones que favorecen su supervivencia y orientar las medidas destinadas a eliminar la causa del problema, en lugar de limitarse a combatir sus consecuencias.
Las técnicas actuales, desde las pruebas bioquímicas y fisiológicas hasta la identificación mediante espectrometría de masas MALDI-TOF o, para máxima certeza, la secuenciación genética, proporcionan herramientas extraordinariamente potentes para conseguirlo.
Una conclusión para quienes no son microbiólogos
La microbiología no es imprecisa porque dos resultados puedan ser diferentes.
Es una ciencia que trabaja con sistemas biológicos extraordinariamente variables e impredecibles.
La clave no consiste en pretender eliminar esa variabilidad, sino en comprenderla, asumirla y diseñar métodos suficientemente robustos para que tenga la menor probabilidad posible de ocultar un riesgo real.
Por eso, quizá la mejor manera de resumir aquellas ocho horas de trabajo sea ésta:
El resultado microbiológico es función tanto de la muestra como del método empleado para observarla.
Cuando trabajamos con seres vivos, las reglas cambian.
