6 Rev. Col. de MQC de Costa Rica (2001) vol. 8 número 1

Serendipia e Investigaciónen Microbiología

Dr. Francisco Hernández-Chavarría1,2

y Dra. Patricia Rivera3

1Facultad de Microbiología y2Unidad de Microscopía Electrónica,

Universidad de Costa Rica3Hospital Nacional de Niños, CCSS,

San José, Costa Rica.

Serendipia es un término relativamentecomún en la literatura científica en inglés,que desafortunadamente es poco conocidoen español e incluso no es registrado en eldiccionario de la Real Academia Española.El diccionario enciclopédico de lenguainglesa Webster define “serendipity” como:(1) la aptitud de hacer descubrimientosdeseables por accidente; o (2) buena fortunao suerte. La primera acepción es másacorde con el significado que se le da aeste término en las ciencias.

Tal vez el ensayo más completo sobre elorigen y aplicación en biomedicina de estetérmino, en español, fue escrito por elDr. Ruy Pérez-Tamayo (1980), quien lodefine como “la capacidad de hacerdescubrimientos por accidente y sagacidad,cuando se está buscando otra cosa”. Estadefinición involucra a la sagacidad delindividuo que realizó la observación casual,para percatarse de que realmente encontróalgo valioso y continuar o reorientar lainvestigación ante tal descubrimiento. O sea,es algo diferente de una chiripa o del simplepremio de la lotería, en los cuales cualquierindividuo daría por sentado el golpe desuerte y allí acabaría el hecho fortuito. Porel contrario, el hallazgo relacionado conserendipia puede haberle ocurrido a muchos;pero solo aquellas mentes preparadas, comopregonaba Pasteur, serán capaces de

comprender y explotar ese hallazgo. Porejemplo, desde Adán hasta Newton, cuántosindividuos habían visto caer manzanas uotras frutas, pero solo este último se planteóla ley universal de la gravedad.

El término serendipity fue acuñadopor un noble inglés, Hugh Walpole, quientambién inventó otra serie de términosque no tuvieron la misma acogida(Pérez-Tamayo, 1980; Krasse, 1996).Walpole menciona el término de marras enuna carta que escribió a un amigo, en la queagradece una pintura que este le regaló ygracias a la cual hizo el hallazgo porserendipia, de que el pintor había sido unode los favorecidos por los Medici, y paraexplicarle a su amigo el origen del término lemenciona el cuento “Los tres príncipes deSerendipo” y escribe:

“...sus altezas viajaban siemprehaciendo descubrimientos, poraccidentes y sagacidad, de cosas que noestaban buscando; por ejemplo, uno deellos descubrió que una mula tuerta delojo derecho había pasado por el mismocamino recientemente, porque el pastosolo había sido comido del ladoizquierdo, donde era menos bueno que enel lado opuesto ¿entiendes ahora lo quees serendipia?” (Pérez-Tamayo, 1980).

Existe una lista muy amplia de grandesdescubrimientos en los cuales la fortunatocó a un investigador con una mente losuficientemente sagaz para percatarse deque estaba ante algo nuevo. Mencionamospreviamente a Newton y la manzana quecayó; pero en física también sobresalendescubrimientos como el realizado porW.C. Röntgen en 1895, cuandoexperimentaba con la fluorescencia en tubosde rayos catódicos y descubrió una fuenteenergética desconocida, a la que llamó rayosX. Otro ejemplo fue el de James Watt, quienen 1761, al mirar la tapa de la tetera saltando

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por el vapor del agua hirviendo, tuvo la ideade emplear esa fuerza para mover piezasy con ello imaginó la máquina de vapor,que patentó en 1769. En la química decolorantes, los ejemplos de accidentesllevaron a la síntesis de tintes para telas,como los logrados por W.H. Purkin en 1856y por A.G. Dandridge en 1928. También,Hilaire de Chardonnet, uno de los asistentesde Pasteur, en 1870 sacó provecho delaccidente que tuvo al romper un frasco decolodión: al día siguiente, cuando fue alimpiar el desastre, se encontró que elproducto parcialmente polimerizado erapegajoso y formaba hilos como de seda,inventando así la seda sintética, que mástarde se llamó rayón.

Pero las ciencias biomédicas brindan uncaudal abundante de ejemplos, como laobservación de Von Mering y Minkowski deque las jaulas de unos perros usados paraciertas prácticas quirúrgicas se llenaban dehormigas, lo que motivó a investigar y seencontró que realmente era la orina de esosperros la que atraía a las hormigas; a esosanimales se les había resecado el páncreas yasí se encontró la relación entre este órganoy el umbral renal para la glucosa. O bien, elcaso de Ignaz Semmelweis, un austríaco queen 1847 trataba de descubrir por qué habíamás casos de fiebre puerperal en los partosque atendían los estudiantes de medicina queen los que atendían las parteras; la muerte deun médico amigo suyo tras una herida quese hizo durante una autopsia le llevó acomprender esa diferencia.

Sin embargo, los tres ejemplos másatractivos en microbiología, al menos anuestro parecer, son los que llevaron aldescubrimiento de la penicilina, al hallazgode Helicobacter pylori, y al diseño delmétodo de cultivo en agar para la búsquedade Strongyloides stercoralis, por lo que loscomentamos a continuación.

Penicilina y serendipiaPosiblemente Alexander Fleming no era

el dechado de orden y limpieza queesperamos de un microbiólogo moderno enel laboratorio. En 1922, encontró unprincipio bacteriolítico en las secrecioneslacrimales y nasales cuando, estandoresfriado, consciente o accidentalmentecontaminó con sus secreciones nasales unplato de cultivo donde crecían colonias deStaphylococcus y encontró que las bacteriaseran destruidas. Ese principio lo llamólisozima y en pos de su purificación ycaracterización trabajó por mucho tiempo,por lo que su laboratorio estaba atestado deplatos de Petri con cultivos de las bacteriasde sus experimentos; pero estos seacumulaban, ya que no acostumbraba adescartar con frecuencia los platosexaminados. Por esa razón, un día de 1928,al regresar de unas vacaciones se encontrócon la sorpresa de que en uno de tantosplatos había crecido un hongo verdecontaminante; pero alrededor del hongo nohabía colonias de bacterias. ¿Cuántosbacteriólogos habrían experimentado lomismo y solo habían atinado a descartar losplatos contaminados?

Fleming dedujo que ese hongo habíasecretado algo que inhibía el crecimiento delas bacterias y que llamó “penicilina”, porderivarse de un hongo del géneroPenicillium. Continuó trabajando en supurificación sin mucho éxito; pero la ayuda,los fondos necesarios y el impulso paraexplotar la penicilina vino con la SegundaGuerra Mundial, ante la necesidad de buscardrogas antimicrobianas para controlar lasinfecciones secundarias a las heridas; puesen esa época las únicas disponibles eran lassulfas. Así, en 1939 sus trabajos fueronretomados por Florey y Chain, quieneslograron purificar y probar el nuevoantibiótico en un paciente y con ello nació laera de los antibióticos: ¡todo por un hallazgocasual, por serendipia!

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El descubrimiento de muchosantibióticos en la segunda mitad del sigloXX obedeció a observaciones similares(Kaul, 1998) y la investigación de nuevostratamientos contra el cáncer ha encontradoen la serendipia una fuente de avancesimportantes (Markman y Peereboom, 1997).

Helicobacter pylori: un ejemplomoderno de serendipia.

La historia del descubrimiento deHelicobacter pylori se inicia en 1979cuando el Dr. John Robin Warren, patólogodel Hospital Royal Perth en Australia, hacela controversial observación de que en lamucosa gástrica de algunos pacientes congastritis había bacterias (Marshall, 1988;Hernández y Rivera, 1989; Mosley, 1994).Esa observación no era aceptada por lacomunidad científica: ¡a quién se le podíaocurrir que en la barrera ácida que nosprotege de las infecciones pudiesen vivirbacterias!

Entonces aparece un jovengastroenterólogo buscando un tema deinvestigación, el Dr. Barry J. Marshall, aquien se le asigna la investigación de esasbacterias gástricas. Marshall buscó ayudacon el microbiólogo del laboratorio de esehospital, el Dr. C. Steward Goodwin, quienanalizó el problema de esta forma: se tratabade una bacteria curva, Gram-negativa, por loque podría ser una especie del géneroCampylobacter, y como tal se intentó aislar;o sea, se inició el estudio inoculando lasmuestras e incubándolas por 48 horas a35°C, en una atmósfera microaerofílica. Sinembargo, los resultados siempre erannegativos, aún cuando en esas mismasmuestras se observaban las bacterias en loscortes histológicos.

Entró en juego la casualidad: llegó laSemana Santa de 1982 y con ella lasvacaciones y a Marshall se le olvidó sacar dela incubadora los platos inoculados. Cinco

días más tarde, cuando regresó de susvacaciones, fue a revisar los platos yencontró que en todos había crecimiento:aparecían unas pequeñas colonias convexasy transparentes, y al hacerles una tinciónde Gram confirmó que se trataba de unabacteria morfológicamente similar a las quehabía observado tantas veces en los cortesde mucosa gástrica... habían aislado laescurridiza bacteria. En efecto, se trataba deun bacilo microaerofílico, Gram-negativo,de crecimiento lento, que requería por lomenos 5 días de incubación a 35°C paralograr formar colonias de menos de 1 mm dediámetro. Sus primeros hallazgos fueronpublicados en la revista The Lancet, con eltítulo de aislamiento de una bacteria similara Campylobacter y se bautizó al nuevoagente como Campylobacter pyloridis,nombre que luego se enmendó a C. pylori yfinalmente se reclasificó en el nuevo géneroHelicobacter, para constituir su especie tipo.El género actualmente incluye unas 20especies adicionales, la mayoría de las cualeshabitan el estómago de sus hospederos.

La explicación de cómo sobrevive H.pylori en el estómago, con un pH menor de4, se debe a otro hallazgo interesante: estasbacterias siempre se observan en los surcosintercelulares, justo por donde se excreta laurea en el estómago. La bacteria tiene unaactividad de ureasa tan exacerbada, que lareacción de hidrólisis, aún in vitro, tardamenos de un minuto. Pues bien, en elestómago, desdobla la urea produciendo CO2

y NH4+, que neutraliza su entorno, y con ello

también se inicia parte de la patología queinduce esta bacteria, pues el NH4

+ desdoblael moco gástrico y debilita el gradiente debicarbonato, otra barrera protectora queevita el daño del ácido sobre la propiamucosa. Lo importante de nuestro relato esque, al final de cuentas, un olvido o lacasualidad permitieron los primerosaislamientos de H. pylori.

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El método de cultivo en agar paraStrongyloides stercoralis:

El nombre de este método puede llevarerróneamente a pensar que se trata decultivar las larvas del parásito en agar. Enrealidad lo que se cultiva son las bacterias delas heces del paciente que toman un patrónespecial de surcos sinuosos en los casos enlos cuales hay larvas de S. stercoralis, puesestas migran del inóculo inicial “sembrando”las bacterias que arrastran en su cuerpo. Elmétodo consiste en colocar una porción deaproximadamente 2 g de heces en el centrode una placa de agar nutritivo o agartripticasa-soya e incubar a 37°C por 24 horaso más. Luego de la incubación se observa elpatrón de colonias: si la muestra es negativa,solo habrá una gran masa de colonias en elsitio de inoculación; pero, si es positiva,aparecerán caminos sinuosos de colonias.Una descripción detallada del método hasido presentada en una revisión reciente(Hernández-Chavarría, 2001).

La descripción de este método se basóen una observación casual, cuando sedetectaron trazos sinuosos de colonias debacterias en una placa de un coprocultivo,cuyo análisis al estereoscopio reveló lapresencia de larvas de S. stercoralis(Panosian et al., 1986). Ello inspiró aArakaki y colaboradores (1990) a utilizar esehallazgo como una forma de evidenciar lapresencia de tales larvas.

En conclusión, los hallazgos motivadospor la casualidad o un accidente son tanimportantes en la investigación científica,que nuestras mentes deben estar preparadaspara esperar lo inesperado y para poderreconocer e interpretar tales hechos(Mechanic, 2001).

ReferenciasArakaki, T., Masaaki, I., Fukunori, K.,

Atsushi, S., Ryuji, A. y Tsuyoshi, I.

(1990) Efficiency of agar plate culture indetection of Strongyloides stercoralisinfection. J. Parasitol. 76, 425-428.

Hernández, F. y Rivera, P. (1989)Helicobacter pylori (Campylobacterpylori): I. Un nuevo agente infecciosoasociado con gastritis y úlceras pépticas.Rev. Cost. Cienc. Méd. 10, 47-56.

Hernández-Chavarría, F. (2001)Strongyloides stercoralis: un parásitosubestimado. Parasitol. al Día 25, 40-49.

Kaul, P.N. (1998) Drug discovery: past,present and future. Prog. Drug Res. 50,9-105.

Krasse, B. (1996) Serendipity or luck:stumbling on gingival crevicular fluid. J.Dent. Res. 75, 1627-1630.

Markman, M. y Peereboom, D.M. (1997)From serendipity to design: the evolutionof drug of development in oncology.Clevel. Clin. J. Med. 64, 155-163.

Marshall, B.J. (1988) Campylobacter pyloristory. Scand. J. Gastroenterol. 23, 58-66.

Mechanic, D. (2001) Lessons from theunexpected: the importance of datainfrastructure, conceptual models, andserendipity in health services research.Milbank Q. 79, 459-477.

Mosley, M. (1994) Ulcer wars. Brit. Med. J.309, 132.

Panosian, K., Marone, P. y Edberg, S.C.(1986) Elucidation of Strongyloidesstercoralis by bacteria-colonydesplacement. J. Clin. Microbiol. 24, 89-95.

Pérez-Tamayo, R. (1980) Serendipia.Ensayos sobre ciencia médica y otrossueños, 236 pp. Siglo Veintiuno Editores,México D.F.

El Manejo de Calidad“6 Sigma” llegará pronto al

Cuidado de la Salud

James O. Westgard *

Artículo traducido por:Dr. Walter Cartín Sánchez, MQC

Especialista en Hematología

La tendencia más reciente en el manejode la calidad se llama “6 Sigma” y ustedpuede esperar ver aplicaciones dentro delámbito del cuidado de la salud en un futurocercano. “6 Sigma” representa la evolucióndel Manejo de Calidad Total (MCT) con unaevaluación más cuantitativa del proceso deldesempeño y metas más claras para el pro-ceso de mejoramiento. El poder de “6Sigma” se debe a que tiene una medidauniversal del proceso de ejecución en laescala de Sigma para facilitar los puntos dereferencia a través de procesos e industrias.

Los procesos “6 Sigma” no son realmentenuevos. Se iniciaron hace una década con elmétodo de MCT Motorola. Esta empresaestableció una meta de que “6 Sigma” (odesviaciones estándar) deberían adaptarsedentro de los límites de tolerancia para elproceso; de aquí su nombre. Muchos delos líderes de “6 Sigma” trabajaronoriginalmente para Motorola.

La evaluación del proceso de desempeñoen la escala Sigma es muy fácil paraprocesos de pruebas analíticas. Los límitesde tolerancia máxima pueden tomarse delCLIA ‘88 (Clinical ImprovementAmendments 1988) y la variación delproceso y el error sistemático se puedencalcular de procedimientos de validación demétodos, resultados de pruebas de aptitud y

datos de rutina del control de calidad. Paracalcular la métrica Sigma, usted puedetomar el criterio de CLIA, restarle el errorsistemático observado y dividirlo por ladesviación estándar (SD) o coeficiente devariación (CV) de su método.

Para el colesterol, por ejemplo, el criteriode CLIA es de 10%. Con un método dadocon un error sistemático de 0% y un CV de2%, el proceso estaría caracterizado con undesempeño de 5 Sigma (10-0)/2. Ya que lameta para calidad de clase mundial es de 6Sigma, se deduce que la meta de imprecisiónpara el método de colesterol debería ser de1,7% (10/6). Por comparación, las pautas delNCEP (National Cholesterol EducationalProgram) para los métodos de colesterolespecifican un CV de 3% (o mejor) y unerror sistemático de 3% (o mejor) que podríaconducir a un proceso cuyo desempeño estan pobre como 2,3 Sigma (10-3)/3. Encualquier otra industria, un proceso quetenga un desempeño menor de 3 Sigma, nisiquiera sería considerado para producciónde rutina ni para operación. Con este únicoejemplo, se puede ver como el “6 Sigma”impactará nuestra manera de pensar y decomprender el proceso de desempeño ycambiaríamos nuestras metas yespecificaciones para los métodos analíticos.

Pero el impacto será aún mayor porque lametodología de “6 Sigma” tiene aplicacionesamplias en cualquier momento en que elresultado de un proceso pueda ser valorado.Para muchos procesos, los resultados pobresse pueden contar como errores o defectos,expresados por millón (DPM), despuésconvertirlos a la métrica Sigma utilizandouna tabla modelo disponible en cualquiertexto de “6 Sigma”. En estos momentos,cuando los resultados son de gran interés enel campo del cuidado de la salud, “6 Sigma”provee una metodología general paradescribir el resultado del proceso en escalade Sigma.

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Para ilustrar este cálculo, considere elconocido problema con las llantas Firestoneen los automóviles Ford SUVs. Un pobreresultado o defecto puede definirse como unreventón de llanta que cause un accidente.Utilizando información disponible alpúblico, han ocurrido 2.000 accidentes envehículos equipados con 6.000.000 dellantas; por lo tanto, el porcentaje de defectoes 333 DPM (2.000/6.000.000). Utilizandoel DPM con la tabla de conversión Sigma,esta cifra corresponde a un desempeño de4,9 Sigma.

Probablemente solo algunos procesos enel cuidado de la salud se ejecuten tanbien como el de la producción de las citadasllantas. Estoy seguro de que encontraráesta declaración alarmante, pero las tasas deerror de 1 a 2% son comúnmente aceptadaspara los procesos del cuidado de la salud.Estas tasas de error corresponden a 10.000-20.000 DPM o al proceso de ejecución de3,6-3,8 Sigma. Deberíamos estar luchandopor tasas de error de 0,1% (4,6 Sigma) a0,01% (5,2 Sigma) y aún más por un 0,001%(5,8 Sigma).

La primera aplicación de métricas Sigmaen información de laboratorio fue publicadaen el año 2000 por Nevalainene y colabo-radores, en lo que algún día será reconocidocomo un documento muy importante. En laexactitud se observó una tasas de error de1,8% (o 18.000 DPM), lo cual corresponde a3,6 Sigma. La aceptación de especímeneshematológicos mostró una tasa de error de0,38%, lo cual da un desempeño de 4,15Sigma. El mejor desempeño se observó enerrores de reporte, los cuales eran solo0,0477, lo cual es un desempeño de 4,8Sigma. El peor desempeño fue en lasdeterminaciones de seguimiento de drogasterapéuticas, con un error del 24,4%, lo cuales un desempeño de 2,2 Sigma.

Con el propósito de tener puntos de com-paración, Nevalainene citó las siguientescifras: el manejo de equipaje en aerolíneasmuestra una tasa de error de 0,4% o 4000DPM lo cual es un desempeño de 4,15Sigma. La seguridad en las aerolíneas (delsistema normal de causas al azar, no lascausas asignables como el reciente atentadoterrorista) tiene un tasa baja de fatalidad de0,43 muertes por millón de millas pasajero,lo cual es mejor que un desempeño 6Sigma. Y como se ilustró anteriormente, laproducción de llantas Firestone está cercadel nivel de desempeño de 5 Sigma.

¿Les gustaría explicarles a los pacientespor qué los procesos para el cuidado de lasalud son solamente tan buenos como losprocesos para el manejo de equipaje yprobablemente no tan buenos como laproducción de llantas Firestone? La razón esque nosotros mismos no hemos entendidobien como valorar la calidad de nuestrosprocesos y a fijar metas para procesos demejoramiento. “6 Sigma” cambiará eso parasiempre.

Los laboratorios son afortunados porquelos conceptos pueden ser fácilmenteaplicados y proveerán una metodologíamás cuantitativa para manejar la calidadde los servicios de Laboratorio.

Referencia originalWestgard, J. (2001) Management Sciences,

boletín informativo de setiembre.

* James Westgard, PhD, es profesor dePatología y Medicina de Laboratorio en laEscuela de Medicina de la Universidad deWisconsin; Director de Servicios deCalidad de los Laboratorios Clínicos enel UW Hospital and Clinics; y Presidentede Westgard QC, Inc.