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Un poco de biología

En la naturaleza existen infinidad de microorganismos, seres vivos microscópicos habitualmente unicelulares, la mayoría de los cuales son inofensivos, beneficiosos e incluso imprescindibles para la propia existencia el ser humano. Ayudan en la absorción de alimentos, evitan la proliferación de patógenos, producen vitaminas esenciales, o intervienen en la fermentación de alimentos como la cerveza, el vino, el pan o derivados lácteos.

Pero en la naturaleza encontramos también otras familias de microorganismos que no son inofensivos, causantes de enfermedades infecciosas, habiendo sido los responsables de algunas de las mayores aniquilaciones a lo largo de la historia de la humanidad. Enfermedades como el cólera, el tifus o la tuberculosis tienen su origen bacterias. El control de las mismas por lo tanto es crucial para la salud el ser humano.

El concepto genérico de microorganismo engloba a familias distintas de seres vivos microscópicos: desde bacterias, hongos, mohos, algas, incluyendo también organismos como las amebas (protozoos), hasta microanimales como los ácaros.

unPocoBiologia

Los términos microbio y bacteria muchas veces son usados indistintamente. Pero son lo mismo? Bacterias y microbios son equivalentes?

No, realmente no. Por bacterias entendemos únicamente organismos unicelulares procariotas, (carentes de núcleo) mientras que microbio, un concepto más amplio, engloba tanto a bacterias como a seres unicelulares eucariotas (que poseen núcleo celular) como mohos, hongos y algas.

¿Y los virus?

Los virus por definición no son seres vivos. Son entidades más simples que una bacteria, se les considera parásitos intracelulares obligados, es decir, son incapaces de sobrevivir de manera independiente, y necesitan infectar un huésped (una célula procariota o eucariota) para poder replicar sus secuencias de ARN o ADN, y poder multiplicarse. Utilizan la maquinaria celular y los recursos bioquímicos de éstas, para sintetizar sus estructuras y replicar su material genético, ensamblando posteriormente cada una de estas partes y dando lugar a una nueva partícula viral.

Al igual que bacterias, hay infinidad de clases diferentes de virus, la mayoría inofensivos par el ser humano, pero algunos otros causantes de enfermedades leves como la gripe (influenzavirus), o graves como el SIDA (VIH), herpes (herpesvirus), o neumonías atípicas como el SARS, MERS o más recientemente el SARS Cov-2, causante de la Covid-19.

Así como los términos bacteria, microbio o virus, hacen referencia a microorganismos que tanto pueden ser beneficiosos (comensales) como perjudiciales, para englobar y distinguir a éstos últimos es preferible utilizar el concepto de agente patógeno.

losVirus

¿Qué son los agentes antimicrobianos?

Cuando hablamos de antibacteriano, nos referimos a substancias que actúan específica y únicamente contra bacterias.

El término antimicrobiano, más genérico, se aplica a aquellas substancias con un campo de actividad más amplio, capaces de inhibir el crecimiento o incluso eliminar tanto bacterias como algas, mohos e incluso ciertos virus.

Los principios activos antimicrobianos constituyen un amplio espectro de substancias químicas que, debiendo ser inocuas para el ser humano, actúan interfiriendo en uno o varios de los mecanismos celulares o bioquímicos imprescindibles para la actividad y supervivencia de los agentes patógenos. A estos mecanismos de inhibición o interferencia se les denomina dianas antimicrobianas. Algunas de las principales dianas de acción conocidas son:

Esquema fundamentos antimicrobiano esp

Interferencia
del ADN/ARN

 

Los aditivos antimicrobianos pueden inducir la degradación del material genético de los microorganismos patógenos, impidiendo su capacidad de replicación y/o retrotranscripción o transcripción, y por ende, su viabilidad.

 

Oxidación
selectiva

 

Los agentes antimicrobianos también pueden incrementar la velocidad de oxidación de algunas reacciones metabólicas celulares, resultando en daños internos irreversibles, impidiendo la viabilidad del microorganismo.

 

Daños en la
membrana celular

 

Asimismo, los agentes antimicrobianos pueden inducir la degradación de la membrana celular, pared celular o envuelta vírica provocando su colapso, generando daños estructurales irreversibles y por consiguiente la destrucción del agente patógeno y la pérdida de su viabilidad.

 

Inhibición de la síntesis y/o degradación de proteínas

 

Por último, algunos agentes antimicrobianos pueden provocar daños en algunas proteínas, desactivando su funcionalidad y provocando daños en procesos metabólicos fundamentales de los organismos.
La gama de principios activos con actividad antimicrobiana es muy amplia y compleja, cada una con un espectro específico de actuación, beneficios y limitaciones de uso. Desde substancias inorgánicas como algunos metales, a substancias orgánicas como moléculas fenólicas, compuestos de amonio cuaternario o derivados de azufre.

 

¿Cómo se verifica la efectividad de los agentes antimicrobianos?

Cada tipo de microorganismo patógeno ofrece una resistencia distinta a los diferentes agentes antimicrobianos. Es crucial por tanto ensayar la resistencia del microorganismo en cuestión ante el agente antimicrobiano.

Desde Supersum partimos de la base de este concepto, y trabajamos con agentes antimicrobianos diferenciados, de amplio espectro o específicos, que puedan interactuar con la mayoría de los agentes patógenos que nos podemos encontrar: desde bacterias, hongos y mohos, protozoos, algas, hasta varios de los virus, fundamentalmente virus tipo ARN como el SARS COV-2 (COVID-19) o el virus de la gripe (inluenzavirus).

Existen diferentes normativas estandarizadas para estudiar la respuesta de microorganismos ante diferentes agentes antimicrobianos. Los métodos más extendidos por Europa son:

ISO 22196:2011, test de efectividad antibacteriana
ISO 16869:2008, test de efectividad antifúngica
ISO 846:2019, test de efectividad antibacteriana y antifúngica
ISO 21702:2019, test de efectividad antiviral


ISO 22196:2011. Actividad antibacteriana de materiales plásticos y no porosos

De forma resumida, el método comprueba la eficacia antibacteriana de un compuesto o aditivo introducido en una matriz plástica u otro material no poroso. A nivel técnico, se estudia el comportamiento de un inóculo bacteriano conocido que se deposita sobre piezas de referencia y piezas con tratamientos antimicrobianos. Se lleva a cabo una incubación del inóculo inicial sobre cada una de estas piezas de 24 horas a 35/36ºC y una humedad relativa no inferior al 85/90%. Posteriormente se hace un recuento por diferentes métodos y se expresa el resultado en términos de UFC (unidades formadoras de colonias), comparando la evolución entre las muestras de referencia (sin agente antimicrobiano) frente a otras que lo contienen. Los valores cuantitativos se llevan a valores “R” (reducción logarítmica) y a porcentaje de muerte celular neta (%). Cuanto mayor es el valor R, menor es el volumen de microorganismos detectados en la muestra en estudio, y, por consiguiente, mayor es el efecto del agente antimicrobiano. Es homóloga a la JIS Z 2801:2010.

ISO 22196 esp

 

ISO 16869:2008. Actividad antifúngica en materiales plásticos (y espumas porosas)

De forma resumida, el método comprueba la eficacia antifúngica de un compuesto o aditivo introducido o adherido a una matriz plástica. A nivel técnico, se estudia el comportamiento de un inóculo fúngico conocido (mezcla de 5 hongos) que se deposita sobre piezas de referencia y piezas con tratamientos antimicrobianos, embebidas en un medio semisólido (agar). Se lleva a cabo una incubación del inóculo inicial sobre cada una de estas piezas de 21 días a 24/25ºC y una humedad relativa no inferior al 85%. Tras el periodo de incubación, se comprueba a nivel visual el resultado y se clasifica en diferentes niveles de crecimiento (0,1 y 2). Este grado de crecimiento o no crecimiento observado determinará la distinta resistencia y/o actividad antifúngica de los materiales testados.

ISO 16869 esp

En el caso de la ISO 846:2019, las metodologías son bastante parecidas a las dos anteriores, ya que está normativa aglutina en general la medida de la eficacia antibacteriana y/o antifúngica de diversos materiales. Es más amplia en la matriz de tipos de materiales a testar pero las metodologías, las herramientas y tablas de clasificación no difieren mucho de la ISO 22196 o de la ISO 16869. A nivel normativo, es homóloga a algunas normativas americanas ASTM, como la G21 en el caso de hongos.

 

ISO 21702:2019. Actividad antiviral en plásticos y otras superficies no porosas

De forma resumida, el método comprueba la eficacia antiviral de materiales plásticos y otras superficies no porosas. A nivel técnico, se basa fundamentalmente en las metodologías básicas empleadas en la ISO 22196 pero con las modificaciones pertinentes que exige el uso y manipulación de virus, introduciendo parámetros de control basados en la viabilidad o susceptibilidad al virus de las células soporte utilizadas, la citotoxicidad intrínseca de los materiales, así como los métodos de titulación o recuento de los virus (TCID50) y el método de detección de su grado de replicación o multiplicación dentro de las células (efecto citopático). La norma especifica que el ensayo debe realizarse a 25ºC durante 24 horas a una humedad no inferior al 90%, pero estos requisitos pueden modificarse a petición del cliente.

A nivel técnico se deposita un título o suspensión vírica conocida sobre la superficie de piezas con tratamientos antivirales y piezas del mismo material sin tratamiento antiviral.

Tras el tiempo determinado, se recoge la extensión vírica de la superficie y se inocula sobre células eucariotas viables con el fin de incubarlas y observar el efecto citopático con el fin de poder calcular un método de titulación vírica bruta (TCID50 o PFU) y determinar el valor de actividad antiviral en escala logarítmica (R) y el porcentaje de reducción neta (% muerte viral). Estos cálculos se llevan a cabo de manera muy similar a los indicados en la ISO 22196.

ISO 21702 esp