¿Qué son los Pirógenos?
La mayoría de personas han experimentado la fiebre en algún momento de sus vidas. Cuando la temperatura corporal sube por encima de los 37 °C, experimentamos síntomas como la sudoración, escalofríos y debilidad. Pero, ¿por qué experimentamos la fiebre y cómo la causan los pirógenos?
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La Biología de la Fiebre
A menudo percibimos la fiebre como un síntoma dañino resultante de las infecciones. Sin embargo, la fiebre es en realidad un fenómeno complejo que ha evolucionado a lo largo de más de 600 millones de años para eliminar agentes infecciosos. Esto se debe a que muchos patógenos requieren un rango de temperatura específico para sobrevivir y reproducirse. Por lo tanto, al aumentar la temperatura corporal por encima de su rango normal, los patógenos se debilitan lo suficiente para que el sistema inmunitario los elimine.
El primer paso de la fiebre es la detección del patógeno invasor. Por ejemplo, el E. Coli es una de las causas comunes de intoxicación alimentaria. La pared celular externa del E. Coli contiene una molécula llamada lipopolisacárido (LPS), que es reconocida por varias células inmunes mediante receptores tipo Toll. Estas células se activan al detectar el LPS.
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Tras su activación, las células inmunes liberan diversas moléculas de señalización como las citocinas pirogénicas. El término "pirógeno" indica que una molécula puede desencadenar la fiebre, y las citocinas son una clase de moléculas de señalización utilizadas en el sistema inmunitario.
Dos de estas citocinas pirogénicas se conocen como interleucina-1 (IL-1) e IL-6. Estas viajan por el torrente sanguíneo hasta alcanzar la parte del cerebro llamada hipotálamo. Allí las citocinas interactúan con las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos cerebrales y estimulan otra molécula de señalización llamada ciclooxigenasa-2 (COX-2). La COX-2, a su vez, cataliza la producción de prostaglandina E2 (PGE2), que se transporta al cerebro.
La PGE2 es la principal reguladora de la fiebre cerebral. Cuando se une a neuronas que expresan el receptor PGE2, estas neuronas activan el sistema inmunitario para que libere norepinefrina. La norepinefrina aumenta la termogénesis al quemar el tejido adiposo y promueve la vasoconstricción, elevando así la temperatura corporal.
Los Peligros de la Exposición al Pirógeno
En condiciones ideales, la fiebre debilita los patógenos invasores lo suficiente para que el sistema inmunitario los elimine. Sin embargo, el aumento de la temperatura corporal también es peligroso para nuestras células, especialmente a temperaturas sobre los 40,5 °C. Esto puede causar que las proteínas en nuestras células se desnaturalicen, lo cual produce estrés celular. Las fiebres prolongadas pueden provocar deshidratación, convulsiones o delirio. En casos extremos, una fiebre grave puede producir la muerte.
Uno de los problemas relacionados con los pirógenos externos, como el LPS (también llamado endotoxina), es que pueden estar presentes en ausencia de patógenos viables. El LPS es extremadamente estable en cuanto a temperatura por lo que, muchos métodos de esterilización comunes, como el autoclave o el calor seco, dejan inmune una cantidad de LPS intacta suficiente como para desencadenar una respuesta inmune.
La contaminación por LPS es un problema importante en los sectores médico, farmacéutico y biotecnológico. Incluso en ausencia de bacterias vivas, el LPS residual puede provocar la fiebre. Los altos niveles de contaminación pueden provocar una reacción inmune grave llamada sepsis. Aproximadamente la mitad de los pacientes con sepsis experimentarán un shock séptico, que tiene una tasa de mortalidad del 30-45 %.
Debido a estos riesgos, los niveles de endotoxinas están regulados de forma estricta por la FDA. Estos límites dependen de la vía de administración. Por ejemplo, los medicamentos inyectados por vía parenteral deben contener menos de 5 unidades de endotoxinas (UE) por kg de peso corporal, mientras que los medicamentos intratecales tienen un límite de 0,2 UE / kg. Los dispositivos médicos tienen un límite superior de 20 UE / kg.
Un método eficiente y robusto para cuantificar la contaminación por endotoxinas es el ensayo del lisado de Amebocito Límulus (LAL), que utiliza sangre del cangrejo herradura. Su sangre padece una reacción de coagulación al exponerse a las endotoxinas, y el grado de coagulación puede cuantificarse para obtenerse una estimación muy precisa de los niveles de endotoxinas. Por esta razón, el ensayo LAL es el método de ensayo de endotoxinas recomendado por la FDA.
En conclusión, la fiebre es una herramienta poderosa del cuerpo humano para combatir patógenos nocivos. Sin embargo, en el caso de la contaminación por endotoxinas, la fiebre puede actuar en nuestra contra y ser potencialmente mortal. Por lo tanto, es vital que los productos farmacéuticos y los dispositivos médicos se sometan a ensayos exhaustivos para determinar los niveles de endotoxinas y garantizar así que se encuentran dentro de límites seguros.
