Por Macarena Vergara

El Doctor David Montero, profesor titular de la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad del Alba, fue porotagonista de uno de los hitos científicos de este año en el país, ya que en junio la Academia Chilena de Ciencias lo galardonó con el premio “Mejor Tesis de Doctorado”, correspondiente a 2020.

Cabe consignar que esta Tesis ya había sido galardonada como la mejor Tesis Doctoral en Microbiología del año 2018 por la Sociedad de Microbiología de Chile.

El docente de las carreras de Fonoaudiología, Kinesiología y Tecnología Médica obtuvo esta distinción con el trabajo  “Locus de Adhesión y Autoagregación (LAA), una nueva isla de patogenicidad presente en cepas emergentes de Escherichia coli productor de Shiga toxina LEE-negativo”, tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias Biomédicas en la Universidad de Chile.

A través de esta investigación, realizada al alero de la Casa de Bello, el docente de nuestra institución estudió la epidemiología genómica y mecanismos de patogenicidad de un grupo de cepas de Escherichia coli que producen una toxina llamada Shiga.

-¿Qué lo motivo a llevar a cabo esta investigación?

“Escherichia coli es una bacteria que vive en el intestino de muchos animales y también de los humanos. La mayoría de estas bacterias son beneficiosas para sus hospedadores. Sin embargo, algunas cepas causan enfermedades como  gastroenteritis, infecciones del tracto urinario y sepsis, las que de no ser tratadas pueden llevar a la muerte. Estas cepas son patógenas debido a que a lo largo de su evolución han adquirido genes de virulencia. En el caso de las E. coli que causan gastroenteritis, los genes de virulencia pueden codificar para toxinas o para proteínas que le permiten a la bacteria adherirse a la mucosa intestinal, competir contra la microbiota residente, colonizar el intestino y finalmente causar diarrea”.

-¿Esta tesis es la continuación de algún otro estudio?

“Sí, esta investigación fue la continuación de mi tesis de Magister, en la que estudiamos la biología de un grupo de cepas de E. coli que producen una toxina llamada Shiga. Este grupo es conocido como Escherichia coli, productor de Shiga toxina, o abreviadamente como STEC, por sus siglas en inglés. Las STEC causan infecciones intestinales en el humano y en casos graves pueden también afectar órganos extraintestinales, poniendo en peligro la vida de los pacientes. Actualmente, no hay vacuna o medicamentos disponibles para controlar las infecciones causadas por estos patógenos y, por lo tanto, es relevante realizar investigaciones que a futuro permitan combatirlas y controlarlas”.

-¿En qué consistió la investigación?

“Las STEC colonizan el intestino humano y causan diarrea acuosa o con sangre. Sin embargo, en algunos casos, particularmente en niños menores de 5 años, las infecciones por STEC son muy graves y el paciente puede desarrollar un Síndrome Hemolítico Urémico, que es una enfermedad potencialmente mortal. En estos casos, la shiga toxina se disemina a través de la sangre y llega hasta los riñones y al sistema nervioso central, causando daño en dichos órganos. Por ende, la shiga toxina es el principal factor de virulencia de estos patógenos. Sin embargo, para causar estas enfermedades, la bacteria debe primero colonizar el intestino. Por lo tanto, es relevante estudiar lo que hace la shiga toxina, pero también es importante descubrir cómo estos patógenos logran colonizar el intestino. En una primera etapa de la investigación, secuenciamos y analizamos cientos de genomas de STEC, buscando precisamente los genes que codifican para las proteínas que participan en los mecanismos de adhesión y colonización de estas bacterias. Y en la segunda etapa, mediante experimentos de infección en ratones, nos concentramos en determinar si los genes que habíamos encontrado ayudaban a estas bacterias a colonizar el intestino”.

¿Y cuáles fueron los principales hallazgos?

“Luego de analizar en detalle la secuencia nucleotídica de cientos de genomas de STEC mediante el uso de algoritmos bioinformáticos, encontramos regiones de ADN y varios genes que posiblemente participarían en mecanismos de infección. Demostramos que algunas de estas regiones de ADN son elementos genéticos móviles (EGM) que son adquiridos desde otras bacterias. Entre los EGM identificados está el Locus de Adhesión y Autoagregación (LAA), donde se codifican varios genes que le permiten a las STEC adherirse a células humanas y autoagregarse (adhesión entre las mismas bacterias). Finalmente, logramos demostrar a través de experimentos de infección en ratones, que cuando se elimina LAA del genoma de estos patógenos, la bacteria se ve afectada en su capacidad para colonizar el intestino y pierde virulencia”.

-¿Por qué la bacteria Shiga está emergiendo en los últimos años?

“En nuestra investigación observamos que este grupo de bacterias ha ido adquiriendo y acumulando una serie de EGM, lo que posiblemente ha hecho que sean cada vez más virulentas. Esto explicaría el aumento de casos clínicos asociados a STEC”.

-¿De qué forma esta tesis impacta desde el punto de vista de la salud pública?

“Esta investigación ha contribuido a entender la biología y evolución de STEC, así como a identificar marcadores moleculares para su vigilancia epidemiológica. Los resultados sugieren que la adquisición acumulativa de EGM podría jugar un rol importante en el aumento de la virulencia y en la emergencia de este patógeno. La relevancia de estos descubrimientos se amplifica debido a que este proceso evolutivo podría ocurrir también en otras bacterias. Así, esta investigación tiene un impacto científico que va más allá del microorganismo estudiado. Es muy importante destacar que en 2018, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura recomendó que algunos genes de virulencia identificados en esta investigación fueran incorporados en esquemas de vigilancia epidemiológica, lo que demuestra el gran impacto generado por esta tesis. Sumado a lo anterior, esta investigación dio origen a cuatro artículos científicos que fueron publicados en revistas de alto impacto, incluyendo Emerging Microbes & Infections y Scientific Reports, ambas del grupo editorial Nature”.

–¿Cómo ha sido su experiencia impartiendo clases en la Facultad de Ciencias de la Salud UDALBA?

“Soy profesor titular desde el año 2019 y desde entonces he orientado distintos cursos de Biología y Microbiología. Generalmente los cursos que oriento son de primeros semestres, por lo que hay varios desafíos pedagógicos y académicos. Por ejemplo, es fundamental lograr una nivelación académica en todos los estudiantes. Algunos de nuestros estudiantes vienen de Liceos Técnicos Profesionales y debemos hacer un esfuerzo mayor para nivelar sus conocimientos en ciencias. No obstante, estoy totalmente comprometido con el proceso de aprendizaje de mis estudiantes y es muy satisfactorio ver cómo avanzan en su construcción de conocimiento”.

-¿La pandemia ha sido un obstáculo?

“Más que nada, la pandemia de Covid-19 y la adaptación a la docencia virtual han sido un gran desafío para los cursos en los que hay actividades de laboratorio. Durante estos dos años, gracias al acompañamiento de las directivas universitarias y al apoyo entre colegas logramos salir adelante y garantizar una educación de calidad a nuestros estudiantes. Sin lugar a dudas, muchas herramientas tecnológicas y ambientes virtuales serán un valor agregado una vez que retomemos actividades presenciales”.

–¿Por qué áreas de investigación se inclinan más sus estudiantes?

“En los primeros semestres tenemos estudiantes muy motivados y con mucha curiosidad científica por las distintas áreas de la biología y la medicina. En estos primeros semestres, nuestra labor como docentes consiste entre otras cosas, en promover esa curiosidad y brindarles todas las herramientas y conocimientos para que más adelante puedan encontrar un área que les apasione y en la que puedan especializarse. Me llena de satisfacción cuando algunos de mis estudiantes manifiestan su interés por la microbiología y la infectología”.

–En el ámbito metodológico, ¿qué recomendaciones entrega a los estudiantes para obtener buenos resultados en sus tesis de doctorado?

“Considero que para obtener buenos resultados en investigaciones a nivel doctoral, los doctorandos deben tener algunas cosas en cuenta. En primer lugar, es imprescindible sentirse a gusto con el tema que se investiga. Estas investigaciones duran varios años y no sentir pasión por el tema de estudio conduce a la desmotivación, la procrastinación y a que el investigador no pueda dar todo su potencial como científico. En segundo lugar, es importante encontrar un balance entre la vida académica y la personal. Muchas veces hay resultados negativos, experimentos que no resultan, entre otras situaciones complejas que impiden el normal desarrollo de la investigación. En estos momentos los niveles de estrés pueden ser muy altos y afectar la salud emocional. Una manera para encontrar fortaleza y resiliencia es precisamente pasar tiempo de calidad con nuestros seres queridos. Finalmente, lo que se cultiva, se cosecha. Los buenos resultados en una investigación van de la mano con la perseverancia y el trabajo en equipo. Ninguna investigación llega a buen término sin constancia y sin el apoyo de otros investigadores”.