Descubrimientos y Tecnología

Otra historia serendípica: Gram y su técnica para teñir bacterias


Hoy hablaremos de una historia serendípica, una más en Ciencia. Se trata de una técnica que revolucionó el campo de la Microbiología y que, después de más de 100 años, todavía se sigue utilizando en los laboratorios: la tinción de Gram.

Hans Christian Gram nació en 1853, y estudió Botánica en la Universidad de Copenhague. Sus estudios sobre plantas le acercaron a las bases de la farmacología y al uso del microscopio. Recién cumplidos los 30 años, se graduó en la facultad de Medicina y se estableció en Berlín. Al principio, su trabajo consistía en analizar muestras de sangre de pacientes, siendo el primero en describir un rasgo característico de la anemia, la macrocitosis, es decir, un aumento de tamaño de los glóbulos rojos.

Hans Christian Gram (Fuente: http://www.unesco.org)

Ya en 1884, mientras examinaba tejido de pulmón procedente de pacientes que habían fallecido por neumonía, Gram descubrió que ciertos tintes eran captados y retenidos con mayor facilidad por ciertas bacterias. En un primer paso, realizó un frotis con unas muestras que tenía, esto básicamente quiere decir que puso unas gotas de sangre sobre un portaobjetos de vidrio, y acto seguido lo pasó sobre la llama producida por un mechero. A continuación, vertió algunas gotas de cristal violeta sobre la muestra y, después de enjuagar con agua, añadió la solución de Lugol (es una solución de triyouduro de potasio), que actuó como mordiente para fijar el colorante. Finalmente, lavó el cristal con la muestra con etanol y acetona para eliminar los restos del tinte. Ciertas bacterias (en concreto los Pneumococos, Streptococcus pneumoniae y Klebsiella pneumoniae) retuvieron el color, mientras que otras bacterias aparecieron blanqueadas o descoloridas por el alcohol. A las primeras, las que retenían el color, se les denomina hoy en día Gram positivas, mientras que las segundas, se las conoce como Gram negativas. La explicación “científica” viene a continuación.

Tinción de Gram, en la que podemos observar bacterias Gram positivas (morado) y bacterias Gram negativas (rosa).

La tinción de Gram se basa en la capacidad de la pared celular de las bacterias para retener el colorante cristal violeta. Las paredes celulares de los microorganismos Gram positivos tienen una mayor cantidad peptidoglicanos y un menor contenido de lípidos que las bacterias Gram negativas. Cuando se añade la solución de Lugol, el cristal violeta forma un complejo con el yodo, de manera que el tinte no se puede eliminar fácilmente. El tratamiento posterior con el decolorante (en este caso una mezcla de etanol y acetona) disuelve la capa de lípidos de las células Gram negativas, a la vez que cierra los poros de la pared celular de las bacterias Gram positivas, ayudando a retener más aún el colorante (ese complejo formado por el yodo y el cristal violeta). El tiempo de decoloración de las bacterias es un paso crítico en esta tinción, por lo que un tiempo demasiado largo eliminará todo el tinte.

Detalle de la pared celular de bacterias Gram positivas y Gram negativas. Como podemos observarr, las Gram positivas tiene una mayor cantidad de peptidoglicanos, favoreciendo la incorporación del tinte. (Esquema: microbioenergetica.squarespace.com)

 

Gram nunca utilizó contratinción, que consiste en añadir a un frotis unas gotas de fucsina o safranina, para que las bacterias Gram negativas aparezcan de un color rosado. Este paso se lo debemos al patólogo alemán Carl Weigert.

El descubrimiento de Gram ocurrión en 1884, durante los años dorados de la microbiología clínica.  Fue entonces cuando Petri inventó sus placas para cultivar bacterias (1887), el agar para crecer las bacterias (1881), y Pasteur y Koch estaban en su momento álgido, descubriendo la etiología de numerosas enfermedades.

En 1892 ya era catedrático de la Universidad de Copenhague, y ya en el siglo XX, recibió numerosas condecoraciones, como la Cruz del Comandante Dannebrog (1912), o la Medalla de oro al Mérito en 1924. Gram se retiró en 1923 y falleció en 1938, a la edad de 85 años.

Como decía antes, la tinción de Gram es una técnica que hoy en día se sigue utilizando, más allá de lo que el propio Gram dijo sobre ella: “Soy consciente de que todavía es [una técnica] muy defectuosa e imperfecta”.

La serendipia, es decir, un descubrimiento o un hallazgo afortunado e inesperado que se produce cuando se está buscando otra cosa distinta, existe en Ciencia, pero también se tiene que poseer la habilidad para reconocer que se ha hecho un descubrimiento importante aunque no tenga relación el objeto de estudio.

 

Esperamos que os haya gustado, ¡os deseamos un feliz comienzo de semana!

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