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21 junio 2022

Fanny Hesse, la madre de los cultivos bacterianos

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En miles de laboratorios se cultivan bacterias, sin que los científicos que lo hacen estén realmente interesados en las bacterias. Sino en lo que fabrican. Cuando en la década de 1970 las nuevas tecnologías de ADN recombinante permitieron utilizar las bacterias como fábricas de genes y de proteínas a medida, la humilde Escherichia coli —una bacteria intestinal que se utiliza como diminuto peón para estas labores— saltó desde el reducido nicho de los laboratorios de microbiología a muchos otros en todo el mundo, que pueden trabajar en campos tan diversos como el cáncer, los virus o la fisiología vegetal. Todo ello no habría sido posible sin un método fiable de cultivo, estandarizado hoy en todo el mundo y que emplea un medio sólido en placas de Petri. La innovadora que introdujo este medio, la estadounidense Fanny Hesse (22 de junio de 1850 – 1 de diciembre de 1934), ha sido olvidada durante casi un siglo. Solo recientemente ha comenzado a recuperarse la figura de quien merece, por derecho propio, el título de madre de los cultivos bacterianos.

La historia de Angelina Fanny Eilshemius es similar a la de muchas otras mujeres cuyas contribuciones solo se han apreciado y reconocido mucho tiempo después de su muerte. Por fortuna, algunos detalles existentes sobre su biografía temprana proceden de una fuente fiable: su nieto Wolfgang Hesse, médico internista que en 1992, ya retirado, escribió una pequeña biografía de sus abuelos para ASM News, boletín de la Sociedad Estadounidense de Microbiología. Allí Hesse relataba que Fanny nació en Nueva York como la mayor de diez hermanos —solo la mitad sobrevivirían— de una familia acaudalada de emigrantes europeos, neerlandés y francosuiza, respectivamente. Al parecer, la familia Eilshemius tenía relación con un médico de Brooklyn de origen alemán llamado Richard Hesse. Un hermano de este, Walther, también doctor, lo visitó allí un par de veces como médico de un trasatlántico germano y conoció a los Eilshemius.

UN MATRIMONIO CONCERTADO

A Fanny no se le facilitó otra educación que la de las señoritas de su tiempo: exquisita, pero solo para las labores de la casa y la cocina. A los 15 años fue enviada a un internado suizo para perfeccionar su francés y su economía doméstica. Con ocasión de una visita de sus padres, viajó por Europa hasta Dresde, donde se reencontró con Walther Hesse. El matrimonio tardó poco en concertarse, ya que Walther, médico de familia de médicos, era un partido apreciable. En 1874 celebraron su enlace y poco después se establecieron en la región de las montañas de Erzgebirge, entre Sajonia y Chequia, donde Walther fue destinado como médico de las explotaciones mineras de uranio. Cuando aún no se conocían los efectos del mineral radiactivo, Walther atendió allí infinidad de casos de cáncer de pulmón, que entonces se atribuían al arsénico. Esto, unido a las miserables condiciones de trabajo de los mineros, avivó en él un interés por la salud pública y la higiene ambiental.

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Los nuevos cultivos con agar impulsaron el trabajo de Walther Hesse, pero también el de Koch, que identificó el bacilo de la tuberculosis. Crédito: Wikimedia Commons

Como esposa de médico dedicada al cuidado de la casa y la crianza de sus tres hijos, es entonces cuando la figura de Fanny —o Lina, como era conocida en la familia— queda oscurecida. Walther viajó a Múnich para ampliar sus conocimientos de higiene ambiental, materia sobre la que publicó diversos estudios y que terminó orientándolo hacia la bacteriología, por entonces una ciencia naciente: en la década de 1860 el francés Louis Pasteur había desarrollado sus experimentos pioneros sobre los microbios y su relación con la enfermedad, y a comienzos de los 80 despuntaba un bacteriólogo alemán llamado Robert Koch. A su laboratorio en Berlín llegó Walther Hesse en 1881, en una función equivalente a un postdoctorado actual, para estudiar la contaminación microbiana del aire y de las aguas potables y residuales. Esto no solo le estimuló para diseñar nuevas técnicas de muestreo y cultivo, sino que le introdujo también en las investigaciones sobre el metabolismo bacteriano y el papel de los microbios en las enfermedades transmisibles. Al año siguiente Koch identificaba el bacilo de la tuberculosis; un hallazgo tan trascendental que, según diría su amigo y colega Friedrich Löffler, convirtió a Koch “de la noche a la mañana en el más exitoso y sobresaliente investigador de todos los tiempos”.

Sin embargo, había un problema con los cultivos bacterianos. Para sus muestreos de la contaminación del aire, Walther utilizaba tubos de vidrio con una capa de gelatina como medio sólido. Pero dejaba de serlo con las altas temperaturas del verano o de la incubación, ya que la gelatina se funde por encima de los 30 °C. Ciertas bacterias, además, devoraban la gelatina, destruyendo los cultivos. Walther y Koch ensayaron el uso de rodajas de patata para cultivar colonias aisladas, pero sin demasiado éxito. Entonces Walther recurrió a quien mejor conocía los ingredientes alimentarios y sus propiedades: su mujer, Lina.

DE LA COCINA AL LABORATORIO

En realidad, durante todo aquel tiempo en que Walther consolidaba su carrera, Fanny no había estado encerrada en casa. Muy al contrario, se había convertido en una aplicada y concienzuda asistente de laboratorio, imprescindible para el trabajo experimental, si bien siempre a la sombra de su marido. Además, con una vena artística que había heredado de familia —era nieta del pintor suizo Louis Léopold Robert (como también Walther), cuya obra se menciona en El conde de Montecristo—, Fanny se reveló como una excelente ilustradora científica, dibujando las preparaciones microscópicas para los estudios de su esposo.

Pero todo biólogo o químico experimental puede dar fe de que el laboratorio y la cocina tienen ciertas concomitancias, que debían de ser mucho mayores en aquellos tiempos aún tan artesanales. Y cuando Walther preguntó a su mujer por qué sus gelatinas y flanes no se derretían con el calor, esta tenía la respuesta: agar-agar, un agente gelificante extraído de algas y empleado en la cocina en los trópicos, y que ella había conocido en Nueva York a través de un vecino neerlandés que había vivido en la isla de Java.

La agarosa es el ingrediente esencial de los geles que se preparan para separar y purificar biomoléculas, sobre todo fragmentos de ADN. Crédito: Wikimedia Commons
La agarosa es el ingrediente esencial de los geles que se preparan para separar y purificar biomoléculas, sobre todo fragmentos de ADN. Crédito: Wikimedia Commons

El uso del agar fue todo un éxito: se mantenía sólido hasta los 90 °C, era transparente, podía esterilizarse y mezclarse con otros ingredientes, era resistente a las enzimas microbianas y podía conservarse durante largo tiempo. Los nuevos cultivos con agar impulsaron el trabajo de Walther, pero también el de Koch, que en su celebrado estudio de 1882 sobre el bacilo de la tuberculosis escribió: “Los bacilos de la tuberculosis pueden también cultivarse en otros sustratos con nutrientes, si estos poseen propiedades similares al suero solidificado. Pueden crecer en un gel solidificado que permanece sólido a la temperatura del incubador, preparado añadiendo agar-agar a una infusión de carne o medio de peptona”. Pero ni explicaba el porqué de este nuevo medio, ni mucho menos otorgaba el menor crédito a la autora de la innovación.

UNA CONTRIBUCIÓN ESENCIAL NUNCA RECONOCIDA

El hallazgo de Fanny Hesse fue de una potencia descomunal. Las placas de agar para cultivo bacteriano se utilizan hoy a millones en todo el mundo para el crecimiento de mezclas heterogéneas de bacterias y para el aislamiento de colonias clonales, así como para el cultivo de plantas. Uno de sus dos componentes, la agarosa, es el ingrediente esencial de los geles que también se preparan a miles en los laboratorios de todo el mundo para separar y purificar biomoléculas, sobre todo fragmentos de ADN. El agar y la agarosa figuran en la lista de la compra habitual de todo laboratorio de biología molecular, y son dos productos que jamás pueden faltar, o se detendría todo el trabajo científico.

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Fanny Hesse introdujo el método de cultivo estandarizado hoy en todo el mundo, que emplea un medio sólido en placas de Petri. Crédito: National Cancer Institute

Y pese a todo, Fanny Hesse nunca quiso reconocimiento por ello. “En la familia Hesse, esta contribución a la bacteriología apenas nunca se mencionaba”, escribía el nieto, Wolfgang Hesse. “Lina nunca hablaba de ello, probablemente porque era una persona muy modesta”. Siendo así, tampoco buscó su explotación comercial; según Wolfgang, pensaba que “no habría sido correcto”. En los años que siguieron, Walther continuó su exitosa carrera como experto en salud pública y ambiental en Europa y EEUU, hasta su muerte en 1911. Fanny vivió 23 años más. Cuando la finca de su familia en Nueva Jersey se vendió, durante la 1ª Guerra Mundial, su parte de la herencia le fue requisada como propiedad enemiga. Años después recibiría algo de dinero por ello para complementar su pensión. Después de su muerte, en la 2ª Guerra Mundial, buena parte del legado de los Hesse en Dresde fue destruido por los bombardeos aliados.

En 1939 los historiadores médicos Arthur Hitchens y Morris Leikind publicaban un artículo sobre la introducción del agar en la microbiología para el cual contactaron con Friedrich Hesse, cirujano e hijo de Fanny, quien les facilitó datos sobre esa tal Frau Hesse de la que se decía que había sido la autora de tal innovación. Hitchens y Leikind se preguntaban: “¿No podría el agar simple llamarse en adelante ‘medio de Frau Hesse’? Su contribución a la bacteriología la hace inmortal”. Pero la propuesta no triunfó. Las placas de cultivo que en un principio se denominaron con el nombre de Koch hoy se conocen por el de quien realmente las inventó, otro de sus asistentes, Julius Richard Petri. Pero el agar sigue siendo simplemente agar.

Javier Yanes

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