Detección de Escherichia coli diarreogénicos en niños de barrios humildes de Corrientes, Argentina

Detection of diarrheagenic Escherichia coli in children from poor neighborhoods in Corrientes, Argentina

]]> Marcelo Gabriel Medina^I; Patricia Esquivel^II; Viviana Lifschitz^II; Myriam Lucrecia Medina^III; Liliana Silvina Lösch^IV; Luis Antonio Merino^V

^IMagíster en Ciencias Médicas Tropicales. Especialista en Salud Pública. Cátedra de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional del Nordeste. Corrientes, Argentina.
^IIMagíster en Ciencias del Medio Ambiente y la Salud. Cátedra de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional del Nordeste. Corrientes, Argentina.
^IIIMagíster en Ciencias del Medio Ambiente y la Salud. Especialista en Salud Pública. Laboratorio de Bacteriología, Instituto de Medicina Regional, Universidad Nacional del Nordeste, Resistencia, Argentina.
^IVMagíster en Ciencias Médicas Tropicales. Cátedra de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional del Nordeste, Corrientes, Argentina.
^VDoctor en Bioquímica. Magíster en Ciencias del Medio Ambiente y la Salud. Especialista en Salud Pública. Cátedra de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional del Nordeste, Corrientes, Argentina.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN: las diarreas agudas presentan elevada morbilidad y mortalidad en los países en vías de desarrollo y Escherichia coli diarreogénicos aparecen como agentes etiológicos frecuentes en todos ellos. ]]> OBJETIVO: estudiar la presencia de los diferentes tipos de Escherichia coli diarreogénicos en niños que concurrieron a Centros de Salud de barrios humildes de la ciudad de Corrientes, Argentina.
MÉTODOS: se cultivaron heces de 120 pacientes con diarrea aguda y en aquellas muestras negativas para Salmonella y Shigella se seleccionaron aislamientos de E. coli, cuyos factores de patogenicidad fueron estudiados mediante reacción en cadena de la polimerasa múltiple.
RESULTADOS: los 112 pacientes estudiados habitaban viviendas urbanas, con suministro de agua potable y baño instalado. En 41 muestras (37 %) se detectó algún tipo patogénico de Escherichia coli diarreogénico sin predominio marcado de ninguno de ellos. No se hallaron diferencias significativas entre la presencia de estos y el sexo o el grupo etario.
CONCLUSIONES: Escherichia coli diarreogénico aparece como un agente etiológico habitual en niños y el reconocimiento de cada tipo implicado permitirá implementar medidas preventivas acordes con la epidemiología de cada uno de ellos.

Palabras clave: Escherichia coli, diarreas, niños.

INTRODUCTION: acute diarrheas bring high morbidity and mortality in developing countries and diarrheagenic Escherichia coli (DEC) appears as frequent etiological agent in all these places.
OBJECTIVE: to detect the presence of pathogenic types of DEC in children attending the Health Centers in poor neighborhoods in the city of Corrientes, Argentina.
METHODS: Feces from one hundred and twenty patients were cultured; E. coli isolates were selected in those cases negative for Salmonella or Shigella, and they were studied by multiplex PCR in order to characterize the pathogenic types of DEC.
RESULTS: one hundred and twelve patients were included. All of them had urban housing with drinking water supply and toilet. In 41 samples (37 %) some DEC type was detected but none of them (STEC 7, EPEC 7, EIEC 7, EAEC 10, and ETEC 10) was predominant. There were not significant differences between the DEC pathogenic types and the sex or the age group of patients. ]]> CONCLUSIONS: DEC is frequent etiologic agent in children and the recognition of each pathogenic type will allow implementing prophylactic measures according with its epidemiology.

Key words: Escherichia coli, diarrheas, children.

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INTRODUCCIÓN

La enfermedad diarreica aguda es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en los países en desarrollo, principalmente entre niños menores de 5 años, y la Escherichia coli es un importante agente etiológico de estas enfermedades.¹ Este microorganismo coloniza el intestino del hombre pocas horas después del nacimiento y si bien forma parte de su flora habitual, en la actualidad se describen al menos 5 categorías de E. coli que poseen capacidad para producir diarreas: E. coli enterotoxigénico (ECET), E. coli enteropatógeno (ECEP), E. coli enteroinvasivo (ECEI), E. coli productor de toxina Shiga (ECTS), dentro de los cuales se incluyen cepas enterohemorrágicas (ECEH) y E. coli enteroagregativo (ECEA).² ]]> La determinación del grupo serológico sobre la base del antígeno somático O no es suficiente para identificar una cepa como diarreogénica, porque este no siempre se correlaciona con la presencia de factores de virulencia³ y es por ello que se hace necesario la detección de estos factores en cada aislamiento mediante técnicas de biología molecular.⁴

Si bien existen trabajos previos en relación con las gastroenteritis producidas por E. coli diarreogénicos en otras poblaciones,^5,6 el presente trabajo es el primero que pretendió estudiar la presencia de los diferentes tipos patogénicos de esta bacteria en la población infantil de barrios humildes en la Provincia de Corrientes, Argentina, a fin de conocer la frecuencia relativa de cada uno de ellos y con el propósito final de proyectar medidas de control y tratamiento.

MÉTODOS

Previo consentimiento informado de los padres o tutores y tras la realización de una encuesta epidemiológica, se estudiaron 120 muestras de heces diarreicas de niños que concurrieron a Centros de Salud de barrios periféricos de la ciudad de Corrientes, Argentina. Las muestras se procesaron por métodos habituales de coprocultivo para la detección de bacterias enteropatógenas⁷ y, en aquellos casos en que estos cultivos hayan arrojado resultados negativos para Salmonella o Shigella, se seleccionaron 5 aislamientos bioquímicamente compatibles con E. coli. Una colonia de cada aislamiento se suspendió en 100 mL de Tritón 1 % en buffer Tris-EDTA (pH 8,0), luego de 10 min de incubación a 100 ºC las suspensiones se centrifugaron a 10 000 rpm/min y el sobrenadante se usó como templado de ADN. La amplificación mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR) múltiple se realizó de acuerdo con el protocolo estandarizado por Tomas y otros,⁴ utilizando el juego de cebadores que se presenta en la tabla 1. Como controles positivos se procesaron las cepas correspondientes a las diferentes categorías patogénicas siguientes: E. coli 933 (stx+/eae+), E. coli 2348/69 (eae+), E. coli 481(IpaH+), E. coli 17-2 (aggR+), E. coli EBa 35 (elt+); E. coli 125-53 (est+), todas provistas por el Instituto Nacional de Microbiología ANLIS «Dr. Carlos G. Malbrán». Como control negativo se utilizó la cepa de E. coli ATCC® 25922, que no posee ninguno de los factores de patogenicidad en estudio. Los datos fueron analizados mediante el programa Epi Info, se fijó la significación en un valor de p< 0,05.

Tabla 1. Características de los iniciadores utilizados para la detección de los tipos patogénicos de E. coli en niños con diarrea

ECTS: E. coli productor de toxina Shiga, ECEH: E. coli enterohemorrágico, ECEP: E. coli enteropatogénico, ECEI: E. coli enteroinvasivo, ECEA: E. coli enteroagregativo y ECET: E. coli enterotoxigénico.

RESULTADOS

En total se incluyeron 112 pacientes pediátricos con diarrea aguda (53 del sexo femenino y 59 del sexo masculino) con edades comprendidas entre 1 mes y 14 años (promedio: 4 años). En todos los pacientes, la localización de la vivienda fue urbana, con suministro de agua potable y baño instalado interior.

Resultaron positivas 41 muestras (37 %) para algún tipo patogénico de E. coli, de las cuales 32 (78 %) fueron recuperadas de niños menores de 5 años y 9 (22 %) de niños mayores de 5 años, sin que se evidencien diferencias significativas (p= 0,14) entre los tipos patogénicos y los grupos etarios a los que pertenecían los pacientes (tabla 2).

El patrón de bandas obtenido con cada tipo patogénico se muestra en la figura. ]]> Sobre la totalidad de muestras positivas, 19 (46 %) correspondieron a niños y 22 (54 %), a niñas. En la tabla 3 se presenta la distribución de los tipos patogénicos de E. coli obtenidos a partir de materia fecal en función del sexo de los pacientes, sin que se encuentran diferencias significativas entre ellos (p= 0,31).

Tabla 3. Relación entre el sexo de los niños y los tipos patogénicos de E. coli detectados en materia fecal

ECTS: E. coli productor de toxina Shiga, ECEP: E. coli enteropatogénico, ECEI: E. coli enteroinvasivo,
ECEA: E. coli enteroagregativo y ECET: E. coli enterotoxigénico.

DISCUSIÓN

En los últimos años, un número creciente de patógenos bacterianos y virales han sido asociados a la enfermedad diarreica aguda (EDA), gracias a la progresiva incorporación de nuevas tecnologías de detección, que han permitido establecer la relación causal entre los microorganismos y estas enfermedades mediante la identificación y caracterización de genes de patogenicidad y virulencia.²

Las diversas categorías patogénicas de Escherichia coli se encuentran entre los principales agentes bacterianos causantes de EDA, pero el protagonismo de cada una de ellas puede variar según las características socioeconómicas de los pacientes estudiados.⁸ ]]> Si bien en el presente trabajo no hubo predominancia de ningún tipo patogénico de E. coli, estudios epidemiológicos realizados en países en vías de desarrollo, incluida Latinoamérica, han demostrado que ECET y ECEP son 2 de los principales patógenos aislados en los casos de diarrea infantil.⁹

En Irán¹⁰ se ha encontrado ECEP en primer lugar con una prevalencia cercana a 45 %, en Brasil¹¹ fue encontrada en 8 % de los pacientes, mientras que en Finlandia¹² solo se encontró en 5,5 % de pacientes con diarrea, un valor muy similar al encontrado en el presente trabajo, lo cual indica la gran variabilidad de frecuencia entre diferentes países. Algunos autores sostienen que la diferenciación de los aislamientos de ECEP en ECEP típico y atípico sobre la base de la presencia o ausencia de determinantes de patogenicidad adicionales, permitiría conocer más aún acerca de la epidemiología de las enfermedades producidas por este grupo de bacterias.³ Tal es así, que se ha reportado mayor prevalencia de cepas ECEP típicas en países en desarrollo, mientras que las atípicas constituyen los aislados más frecuentes de en países industrializados.¹³

E. coli enterohemorrágico (EHEC) está incluido dentro de los denominados E. coli productores de toxina Shiga (ECTS) y aparece en la década de los 80, tanto en casos esporádicos de EDA como en brotes epidémicos, sobre todo en países desarrollados.² Este grupo de bacterias se identifica mediante la presencia del gen stx que codifica la toxina Shiga en sus 2 variedades, stx1 y stx2. Adicionalmente, pueden presentar otros determinantes de patogenicidad como ser el gen eae, también presente en ECEP, que determina la capacidad de unión al enterocito y borrado de las microvellosidades con formación de un pedestal.² Dentro de esta categoría, diferentes serotipos han sido implicados en la etiología de diarrea sanguinolenta, pero los aislamientos de E. coli O157:H7 pueden dar lugar a manifestaciones clínicas muy graves y se considera que son la principal causa de síndrome urémico hemolítico (SUH).¹⁴ Argentina es el país con mayor prevalencia mundial de SUH, las cepas 0157 portadoras de los genes stx2 y eae resultan más frecuentemente implicadas,¹⁵ sin embargo, en países como Cuba¹⁶ se encontró que ninguna de las 25 cepas de ECTS estudiadas pertenecía a este serotipo; se publicaron los primeros aislamientos recién en 2008.¹⁷ En Finlandia, ECTS fue encontrada en 8 % de los pacientes con diarrea estudiados y en Japón en 15 % de los pacientes.^12,18 En el presente trabajo, este tipo patogénico fue encontrado en 7 muestras (6,2 %); de esos 7 aislamientos, ninguno pertenecía al serotipo 0157, 2 presentaron los genes stx y eae y los 5 restantes presentaron solo el gen stx.

E. coli enteroinvasiva (ECEI) es productor de diarrea disenteriforme por causa de su capacidad para invadir el epitelio intestinal, la cual se debe, entre otros determinantes de patogenicidad, al gen IpaH;² este tipo ha sido reportado con una frecuencia cercana a 1 % o menor en niños de Brasil^11,19 y en Tanzania,²⁰ mientras que en otros estudios ni siquiera ha sido buscado.^12,18 En este trabajo, ECEI fue detectada en 6,2 % de los niños con diarrea, lo cual está indicando una frecuencia mayor a la encontrada en otros países, según los estudios antes mencionados.

Según estudios previos, E. coli enterotoxigénico (ECET) causa la mayoría de los casos de EDA en población infantil de países en vías de desarrollo y la virulencia de este grupo está dada por la producción de una toxina termoestable (ST) y una termolábil (LT), que dan como resultado una diarrea de tipo acuosa.² En el presente estudio se detectó ETEC en 10 muestras (8,2 %), en tanto que en Tanzania 15 % de los agentes etiológicos de diarrea eran ETEC²⁰ y en Brasil solo 5 % de los aislamientos correspondieron a este tipo patogénico.⁶ Sobre las 10 cepas de ECET detectadas en este trabajo, 7 eran portadoras del gen elt que codifica la LT y 3 poseían el gen est que codifica para ST; en ningún aislamiento se detectaron simultáneamente ambos genes. De forma similar, en Tanzania²⁰ y en Perú²¹ se encontró que el gen elt fue mucho más frecuente en los aislamientos que el gen est, mientras que ambos genes aparecieron en muy pocas cepas de ECET.

E. coli enteroagregativa (ECEA) se caracteriza por presentar un característico patrón de adherencia al enterocito que condiciona la producción de una diarrea de tipo acuosa.² En el presente estudio, ECEA fue detectada en 8,9 % de las muestras, mientras que en Suiza fue hallada en 10 % de los niños con diarreas,²² en alrededor de 15 % de los pacientes en Tanzania²⁰ y en Brasil,⁶ pero solo en 1,3 % de los casos de diarrea en Dinamarca,²³ lo que refuerza la hipótesis planteada por otros autores de que este tipo patogénico está emergiendo entre los agentes etiológicos de diarrea en los países en vías de desarrollo.²⁴

En Argentina las EDA están entre las enfermedades de notificación obligatoria con mayor morbilidad y mortalidad, que afectan principalmente a niños menores de 5 años y de bajos recursos, con una tasa global de notificación de 52,4 casos por cada 100 000 habitantes; Corrientes se encuentra entre las provincias que presentaron casos por encima de lo esperado en 2005.²⁵ Sin embargo, sobre la base de las características de los hogares de los pacientes, puede afirmarse que otros factores diferentes a las condiciones de las viviendas y la disposición de las excretas estarían implicados en la transmisión de estos patógenos, entre los cuales pueden incluirse la higiene personal y el tratamiento de los alimentos.¹ Al respecto, el estudio realizado por Quiroga y otros en niños asintomáticos hace hincapié en que la lactancia materna es de gran valor en la lucha contra la diarrea, por lo que es necesario hacer esfuerzos para evitar las tendencias hacia el destete precoz.⁵

El presente trabajo es el primero en su tipo en nuestra región que aplica la técnica de PCR para detectar las diferentes categorías de E. coli diarreogénicas y demuestra que estas son agentes etiológicos frecuentes de gastroenteritis en niños de barrios humildes.

La correcta detección y caracterización de cada tipo patogénico debe realizarse solamente mediante técnicas de biología molecular, por lo que debe contarse con esta herramienta en los centros provinciales de referencia, porque esto posibilitará alcanzar un diagnóstico de certeza que permita conocer la realidad epidemiológica de las EDA en este grupo de pacientes en condiciones de vulnerabilidad.

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AGRADECIMIENTOS

A la Fundación "Alberto J. Roemmers" por el apoyo económico brindado, a Gerardo Deluca por su apoyo técnico, a los profesionales que derivaron las cepas para ser analizadas y al Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas ANLIS "Dr. Carlos G. Malbrán" por la provisión de las cepas utilizadas como control.

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Recibido: 17 de abril de 2009.
Aprobado: 30 de agosto de 2009.

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Dr. Luis A. Merino. Universidad Nacional del Nordeste. Sargento Cabral 2001 (3400). Corrientes, Argentina. Correo electrónico: lamerino@gigared.com ]]> 1 2004 p. 67 2 1998 11 1 1 142-201 3 2004 99 6 6 545-52 4 2003 41 6 6 2669-71 5 2000 42 1 1 9-15 6 2004 48 2 2 161-7 7 2008 2ª ed 8 2005 295 355-6 9 1998 59 1 1 3-16 10 2006 55 Pt9 Pt9 1159-63 11 1995 33 5 5 1371-4 12 the Study Group. 2001 40 4 4 151-6 13 2002 8 5 5 508-13 14 1999 6 6 6 192-6 15 2006 66 ^sSupl. III ^sSupl. III Supl. III 27-32 16 2007 59 2 2 17 2008 27 12 12 1122-3 18 2002 55 6 6 183-90 19 2005 100 4 4 359-63 20 2004 70 5 5 536-9 21 2002 19 4 4 193-6 22 2003 41 6 6 2289-93 23 2005 43 8 8 3636-41 24 2006 254 1 1 12-8 25 Ministerio de Salud y Ambiente de la Nación. 2005 23 6 6