El protozoario Cryptosporidium spp sobrevive en el agua

M.C.V. Ramón Alfredo Delgado González

División Regional de Ciencia Animal

Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, Unidad Laguna

Se han reportado más de 400 brotes de enfermedades producidas por parásitos protozoarios asociadas con el agua, en el mundo, la mayoría en los países industrializados. En estos brotes se han descrito infecciones producidas por agentes etiológicos como Giardia duodenalis, Cryptosporidium parvum, Entamoeba histolytica, Cyclospora cayetanensis, Toxoplasma gondii, Isospora belli, Blastocystis hominis, Balantidium coli, Acanthamoeba y Naegleria sp., responsables de uno o varios brotes. Su presencia en los ecosistemas acuáticos hace imperativo desarrollar estrategias de prevención para el agua y de bioseguridad alimentaria.

El Cryptosporidium es un parásito protozoario que causa enfermedad intestinal e induce infecciones agudas con diarrea e infecciones crónicas con frecuencia desapercibidas. A menudo el agua cruda y potable, tratadas con cloro, presentan ooquistes de Cryptosporidium spp, (los cuales son resistentes al cloro), y juegan un papel importante en la epidemiología de la criptosporidiosis, tanto en los humanos como en los animales.

El interés por la contaminación del agua potable por protozoarios entéricos patógenos se ha incrementado considerablemente durante las últimas tres décadas. El parásito Cryptosporidium spp es un patógeno de gran preocupación transmitido por el agua. Hay tres características del ciclo de vida de Cryptosporidium que aumentan la probabilidad de transmisión por el agua. En primer lugar, Cryptosporidium completa su ciclo de vida dentro de un único huésped, por lo cual excreta un gran número de ooquistes en las heces. En segundo lugar, puede ocurrir transmisión zoonótica, manteniendo el reservorio de la infección y por lo tanto la contaminación ambiental, aumentando la probabilidad de transmisión por el agua. En tercer lugar, los ooquistes infecciosos son resistentes al medio ambiente, y son suficientemente pequeños como para penetrar las barreras físicas del tratamiento de agua y son insensibles a muchos desinfectantes utilizados en la industria del agua.

Las enfermedades transmitidas por el agua se producen en todo el mundo, y los brotes causados por la contaminación de los sistemas de agua de una comunidad tienen el potencial de causar enfermedad en un gran número de consumidores. Los brotes de origen hídrico tienen consecuencias económicas más allá del costo de la atención de la salud para los pacientes afectados, sus familiares y contactos, y los costos económicos de enfermedad y la enfermedad en sí, ya que también crean una pérdida de confianza en la calidad del agua potable y en la industria del agua en general. Además de los brotes causados por agua potable contaminada, hay brotes causados tras la ingestión accidental de agua en centros recreativos.

Las estadísticas sobre brotes vinculados al agua contaminada en los Estados Unidos, datan desde 1920 y a partir de 1971, los Centros para el Control de Enfermedades, han mantenido un sistema de vigilancia para la obtención de datos relativos a la ocurrencia y causas de brotes de enfermedades transmitidas por el agua. En Europa, durante las décadas de los 80s y 90s, alrededor de 277 brotes asociados con el agua potable y centros recreativos fueron reportados en 16 países.

Varios brotes de criptosporidiosis en países industrializados se han relacionado con el agua potable contaminada. Un caso muy notable ocurrió en 1993 en Milwaukee y causó un estimado de 400,000 casos de enfermedades gastrointestinales, de hecho casi toda la población de la ciudad.

La transmisión zoonótica de Cryptosporidium parvum ha sido reportada en casos de criptosporidiosis en niños después de la exposición con becerros o corderos. La exposición ocupacional con animales infectados (becerras) también ha dado lugar a la infección humana

Los ooquistes de Cryptosporidium son resistentes a los tratamientos rutinarios de agua y desinfectantes químicos, y un bajo número de ooquistes viables puede causar infección.

Para detectar ooquistes de Cryptosporidium en el suministro de agua se requiere mucho tiempo. Este método consiste en múltiples pasos, incluyendo filtración y centrifugación para concentrar y purificar ooquistes, seguido por microscopía de inmunofluorescencia para identificar y enumerar los ooquistes presentes. Las limitaciones de este procedimiento incluyen una pobre recuperación de ooquistes. La microscopía con tinción especial de Ziehl Neelsen modificada, también es limitada debido al volumen de muestra que se requiere (alrededor de 60 litros de agua) para recuperar una muestra de ensayo de aproximadamente 50 µL. La detección y enumeración de ooquistes se complica aún más por la composición y cantidad de sedimento presenta en las muestras.

Se han investigado tecnologías alternativas para proporcionar una detección más eficaz de Cryptosporidium en una base acuosa. Estas incluyen Citometría de Flujo, espectroscopía de luz visible y de rayos UV, ELISA, microscopía de barrido, reacción en cadena de la polimerasa, separación inmunomagnética, microscopía con video, electroquimioluminiscencia, entre otras. Aunque la mayoría de estos ensayos son adecuados para el análisis de ooquistes en muestras de agua de baja turbidez, no son satisfactorios para el análisis de ooquistes en muestras con alta turbidez.

La transmisión indirecta de persona a persona o la transmisión zoonótica pueden ocurrir por la contaminación del agua utilizada en los centros recreativos, piscinas, agua para beber, o en los alimentos. El agua superficial se puede contaminar por las aguas residuales no tratadas y tratadas y el escurrimiento del estiércol. Se entiende por agua superficial, el agua en la superficie del planeta como el de un arroyo, río, lago, humedal u océano. Se puede contrastar con las aguas subterráneas y agua de la atmósfera.

Los ooquistes de Cryptosporidium pueden estar en concentraciones que varían desde 0.01 hasta 100 por litro. Las concentraciones más altas se encuentran en aguas urbanas o agrícolas, además alrededor del 12% de los suministros de agua subterránea en los Estados Unidos están contaminados con Cryptosporidium spp, sobre todo en las galerías de infiltración y pozos horizontales (Afectados por la contaminación de las aguas superficiales).

Los mayores brotes de criptosporidiosis se han atribuido al agua potable contaminada, tanto por fuentes de aguas superficiales como por aguas subterráneas. Los brotes también se han asociado con la exposición a aguas recreativas y de natación y de piscinas. El agua de mar puede contener Cryptosporidium, pero no ha sido implicada en brotes de criptosporidiosis.

Los brotes de criptosporidiosis también se han producido a través del consumo de alimentos contaminados. Los alimentos pueden contaminares por manipuladores de alimentos infectados, o por el riego con agua contaminada con estiércol.

Cryptosporidium se ha aislado de ganado en todo el mundo, la mayoría de los becerros recién nacidos presentan diarrea por éste agente, siendo alta la prevalencia de la infección (5-100%). 90-100% de los rebaños puede estar infectado. La infección clínica se presenta principalmente en los becerros recién nacidos, que pueden arrojar más de 10¹⁰ ooquistes/día. La prevalencia es más baja en el ganado adulto. La alta densidad de ganado bovino en las cuencas hidrográficas y la excreción de un alto número de ooquistes hacen éstos animales fuentes importantes de contaminación del medio ambiente, que han sido implicados en varios brotes de origen hídrico de la criptosporidiosis.

Algunas características de Cryptosporidum que permiten la sobrevivencia en el medio ambiente y facilitan la transmisión por el agua se describe a continuación:

– La especificidad del hospedador es baja y aumenta el potencial para la difusión y contaminación en el medio ambiente. Las infecciones por Cryptosporidium se presentan en una gran variedad de mamíferos incluyendo al humano, animales domésticos, mascotas y animales silvestres.

– La infectividad de los ooquistes de Cryptosporidium es alta, la ingestión de un solo ooquistes tiene una alta probabilidad de producir infección.

– La naturaleza resistente de los ooquistes realza su sobrevivencia durante largos períodos de tiempo en entornos favorables. La sobrevivencia de ooquistes se ve reforzada en un medio húmedo y entornos frescos. Una alta proporción de ooquistes pueden sobrevivir por más de 6 meses suspendidos en el agua.

– La resistencia extrema a la desinfección química, sobre todo a la desinfección con cloro, ha sido una barrera importante para patógenos en el agua. La alta resistencia de los ooquistes de Cryptosporidium en contra de la desinfección con cloro hace que este proceso de tratamiento de agua potable sea ineficaz para la inactivación de ooquistes. El dióxido de cloro es ligeramente más eficaz y el ozono es el ooquisticida químico más potente.

– La resistencia y persistencia ambiental de los ooquistes les permite sobrevivir algunos procesos del tratamiento de agua. Los brotes transmitidos por el agua indican que los ooquistes pueden sobrevivir el tratamiento físico y la desinfección. Los ooquistes son resistentes a los desinfectantes utilizados comúnmente en el tratamiento del agua. Además los ooquistes pueden sobrevivir durante meses en aguas superficiales y estuarios, y su longevidad en agua dulce se ha observado desde los 4 a 25 °C. La sobrevivencia de los ooquistes en el suelo es de aproximadamente 120 días.

– En comparación con otros parásitos protozoarios, los ooquistes de Cryptosporidium son pequeños (4-6 micras), lo cual le permite la penetración a través de filtros de arena. Debido a su tamaño tan pequeño, su eliminación es menos eficiente a través de la filtración del suelo.

– Pocos ooquistes infecciosos deben ser ingerido para establecer una infección en huéspedes susceptibles. De cinco a nueve ooquistes pueden causar infección en  humanos y animales.

– La excreción de ooquistes en las heces, en gran número durante la infección aguda, facilita la difusión en el agua. Los ooquistes se pueden encontrar en gran cantidad en las heces del huésped, debido a la autoinfección. En el pico de infección, se eliminan hasta 10^5-7 ooquistes por gramo de heces. La concentración de ooquistes en las aguas residuales puede ser de hasta 300-14,000 ooquistes de Cryptosporidium por litro en aguas sin tratar. En aguas residuales tratadas se pueden encontrar hasta 50 ooquistes por litro.

– Varios estudios muestran que los bovinos infectados, especialmente los becerros recién nacidos, arrojan un alto número de ooquistes. Aproximadamente 10¹⁰ ooquistes de Cryptosporidium son excretados durante la infección sintomática. La excreción de ooquistes por lo general se produce después de 7 días y los picos alrededor de los 14 días. En el pico de la infección, se excretan 10^6-7 ooquistes por gramo de heces. Se han encontrado concentraciones de ooquistes en heces de hasta 10^4-7/gramo en becerros de 1-6 semanas de edad, en el 90% de los hatos.

– A diferencia de otros parásitos coccidios y helmintos, los ooquistes de Cryptosporidium no requieren un período de maduración después de la excreción en heces, ya que éstos son inmediatamente capaces de infectar a un nuevo huésped.