Alemania y el brote de E.coli (STEC O104:H4)

Durante este mes de Mayo, una cepa de Escherichia coli enterohemorrágica productora de toxina Shiga (STEC) infectó a más de 2.400 personas en 13 países de Europa, ocasionando la muerte a 23 de ellas, tal como se indica en el mapa de la figura. Los expertos en salud publica aún están tratando de precisar el origen de la cepa bacteriana y porque causa tales síntomas.

Mapa de incidencia de E. coli (STEC O104:H4) en Europa.

Es necesario señalar que los hospitales alemanes registraron los primeros casos el 1 de Mayo, información suministrada por el Instituto Robert Koch (RKI), que funciona como  la  agencia  federal  alemana para la vigilancia de enfermedades. Sin embargo, no fue sino hasta el 22 de Mayo que el primer informe de un número inusual de infecciones por  E. coli enterohemorrágica (EHEC)  en  Alemania se registró en el Centro Europeo para la Prevención y el Control de Enfermedades en Estocolmo, Suecia. El tiempo transcurrido ha sido inusualmente largo, ya que por lo general deberían transcurrir alrededor de 14 días para detectar un  brote de estas características.

Varios factores han actuado de manera conjunta para generar este retraso. En primer lugar, las infecciones por EHEC no son comunes en adultos, lo que afectó el diagnóstico temprano por parte de los médicos confundiéndose inicialmente con una infección por Salmonella o una debido a un virus.  Adicionalmente, esta cepa se comporta de manera diferente a las típicas cepas de EHEC, especialmente cuando se cultiva para su diagnóstico, lo que dificultó el trabajo de identificación. Y finalmente, en el marco del sistema de salud alemán, las autoridades locales informan semanalmente las infecciones a las entidades nacionales, lo que a su vez contribuyó a dilatar el tiempo de reporte ante el RKI. De esta manera, no fue sino hasta el 25 de Mayo que se identificó a la cepa O104:H4 productora de toxina Shiga de E. coli como la responsable del brote (STEC O104:H4). Se señaló por parte del CDC que el Síndrome Urémico Hemolítico (HUS) producido por esta cepa es muy similar al producido por E. coli (EHEC O157:H7).

La cepa en mención produce y secreta proteínas que contribuyen a su adherencia tanto a los alimentos como al intestino humano, lo que contribuye a su patogenicidad. Esto podría explicar por qué los síntomas parecen más graves que en los anteriores brotes de E. coli, incluyendo la diarrea sanguinolenta y, en casi un tercio de los pacientes el HUS. Los primeros síntomas del HUS incluyen: disminución de la frecuencia o volumen de la micción, sensación de mucho cansancio y pérdida del color rosado en las mejillas y en el interior de los párpados inferiores; estas señales suelen comenzar 5-7 días después del inicio de la diarrea. El HUS puede causar insuficiencia renal, complicaciones neurológicas y la muerte. De hecho, en Alemania se han atendido mas de 200 personas con Eculizumab (Anticuerpo monoclonal contra la proteína del complemento C5) para frenar este síndrome, cifra que antes del brote se reducía a 3 pacientes.

Flemming Scheutz, jefe del centro colaborador, en Copenhague, de la organización mundial de la salud para el estudio y detección de Escherichia y Klebsiella opina que el brote pudo haber sido identificado de manera temprana si se hubieran utilizado técnicas moleculares como la PCR, que toma horas, en lugar de los días que demora el cultivar y evaluar la bacteria a partir de las muestras de los pacientes. En Alemania, las pruebas de PCR son de uso rutinario para el ganado y algunos alimentos, y los hospitales disponen de la infraestructura necesaria;  lamentable y paradójicamente la prueba no se aplica regularmente para las personas. El problema estriba en que este tipo de pruebas no son financiados por el sistema de salud alemana para analizar cuadros diarreicos, a pesar de que representa un costo similar al de una prueba basada en cultivo.

Detección de E. coli (EHEC O157:H7) mediante técnicas de cultivo

El hecho de presentar un reporte temprano en un brote de estas características resulta fundamental.  Por ejemplo, el CDC ubicado en Atlanta (USA), introdujo una plataforma de vigilancia temprana llamada PulseNet después de un brote de otra cepa de E.coli, el serotipo O157:H7, sucedido en 1993. Este sistema permite comparar rápidamente los patrones generados por electroforesis en campo pulsado (PFGE) entre las bacterias sospechosas de ocasionar toxiinfecciones alimentarias contra una base de datos validada donde se encuentran los patrones generados por cepas patógenas conocidas. Los resultados se envían a una base de datos nacional, que permite el seguimiento en tiempo real de un brote. Desde su implementación PulseNet le ha permitido al CDC hacer un reconocimiento de un mayor número de brotes y una detección temprana de problemas en la producción de alimentos. Europa no tiene un sistema de seguimiento similar en tiempo real, aunque el Centro Europeo para la Prevención y Control de Enfermedades reporta que el actual sistema europeo de vigilancia ha funcionado razonablemente bien durante este brote. 

Por otra parte, PulseNet podría haber pasado por alto la poco frecuente  O104:H4,  porque no hay una lista definitiva de las cepas de E. coli que representan una amenaza para la salud humana, lo cual requiere de un esfuerzo mayor que el realizado hasta ahora. "Necesitamos caracterizar un buen grupo de genes, especialmente aquellos con potencial uso como marcadores moleculares (que señalen la cepa o sus toxinas), que puedan ser utilizados para identificar las bacterias que son peligrosas" señala el director del Instituto de Patógenos Emergentes en USA.  Parece unánime el hecho de que comparar el genoma de la cepa O104:H4 con el de otras cepas revelará similitudes y diferencias que serán muy útiles en el diagnóstico de futuros brotes.

Frente al que se ha convertido en uno de los mas graves brotes de E. coli en el mundo,  médicos y científicos alemanes afirman que el sistema de gestión de la salud en el país ha fallado garrafalmente a la hora de manejar adecuadamente esta crisis. Solicitan reformas a fin de que estos brotes puedan ser reportados en menor tiempo y se use la tecnología mas apropiada para conseguir identificar su fuente y de esta manera, controlar mas rápidamente las emergencias de salud así generadas.


References:

Turner M. 2011. Microbe outbreak panics Europe. Nature doi:10.1038/474137a News.

Turner M. 2011. German E. coli outbreak leads to drug trial. Nature. doi:10.1038/news.2011.332 News.

Link relacionado:

http://cluster-divulgacioncientifica.blogspot.com/2011/06/pepinos-heces-y-escherichia-coli.html

Nuevo mecanismo de resistencia a antibióticos

Los microorganismos son seres muy versátiles, que durante su larga estancia en el planeta han demostrado una sobrada capacidad de adaptación y respuesta a las cambiantes condiciones de su entorno.  A principios del siglo pasado las enfermedades causadas por bacterias constituían una de las principales causas de muerte, enfermedades como la neumonía y la tuberculosis diezmaban la población; sin embargo, gracias al descubrimiento de sustancias antibióticas el hombre ha podido hacerles frente.

Actualmente, el abuso de antibióticos tanto en medicina, como en la agricultura, la ganadería, la cría de aves, etc., puede llegar a poner en riesgo la salud mundial. La aplicación exagerada e indiscriminada de sustancias antibióticas, no hace otra cosa que acelerar el desarrollo de mecanismos de resistencia tanto como su propagación entre especies. En este sentido, hoy ha causado revuelo mundial un reporte publicado en la web del journal The Lancet Infectious Diseases (http://www.thelancet.com/journals/laninf/onlinefirst).

El turismo sanitario es una actividad cada vez más frecuente en diversos países occidentales; en el caso del Reino Unido, las personas se desplazan a países como India o Pakistán para recibir tratamientos estéticos o médicos más baratos. En este trasegar, algunos pacientes han adquirido cepas de enterobacterias que poseen el gen ndm1 (Nueva Delhi metalo-beta-lactamasa 1) el cual proporciona resistencia al grupo de antibióticos conocido como “carbapenems”, un potente grupo de betalactámicos de amplio espectro que se reservan para las urgencias e infecciones multirresistentes. De hecho, el primer caso de infección por una enterobacteria productora de NDM-1 (enzima que codifica el mencionado gen) fue identificado por primera vez el año pasado en un paciente sueco que había sido hospitalizado en India.

En la publicación en mención, los investigadores reportan haber identificado 44 aislados en Chennai (ciudad del sur de la India), 26 en Haryana (al norte de la India), 73 en otros sitios de India y Pakistán y 37 en el Reino Unido. En una editorial del mismo journal, se revela que enterobacterias con el gen ndm1 han sido aisladas en Estados Unidos, Holanda, Australia y Canadá, en pacientes que habían ido a tratarse a India. Datos que demuestran una propagación en progreso, debido al turismo sanitario. De momento, las especies mayoritariamente implicadas son Escherichia coli y Klebsiella pneumoniae. El problema radica en que se trata de cepas que demostraron ser altamente resistentes a todos los antibióticos, excepto a dos: tigeciclina y colistina; y uno de ellos no es muy eficaz. Un porcentaje significativo de los aislados adquirieron esta capacidad de resistencia debido a la incorporación de un plásmido con el mencionado gen, lo cual no es nada bueno ya que habla de la capacidad de transmitir esta información a otras cepas.

Estructura típica de un carbapenem

Se estima que no habrá nuevos antibióticos disponibles en diez años. “Estamos raspando la olla” comentaba preocupado el Dr Livermore, uno de los co-autores. Si se permite que infecciones como estas se salgan de control, la salud pública mundial podría verse en serios problemas; por ello es necesario un programa global de vigilancia a casos como los reportados.

Información adicional:
abstract paper

Referencia:
Kumarasamy KK et al. 2010. Emergence of a new antibiotic resistance mechanism in India, Pakistan, and the UK: a molecular, biological, and epidemiological study.
The Lancet Infectious Diseases, Early Online Publication, 11 August 2010
doi:10.1016/S1473-3099(10)70143-2

Las bacterias y el parto natural

¿Cuál crees es el primer regalo que te da tu madre cuando llegas al mundo? Pues lo cierto es que se trata de las bacterias de su vagina. Si nacimos mediante un parto normal, todos habremos pasado por la vagina de nuestras madres, la cual está habitada por una gran cantidad de microorganismos denominado “microbiota”. El número es inmensamente grande, supera en un orden de magnitud (10 veces) al número total de células que tenemos al nacer. Así que nuestro cuerpo quedará embebido con estos microorganismos.

Para los adultos, la microbiota de la vagina de la mujer no es un problema; sin embargo, para un recién nacido, es un evento clave en su desarrollo. Estos microorganismos pueden ser una amenaza para la salud del niño y, además, podrían provocar ciertas respuestas fisiológicas no deseadas. Pero también, pueden ser claves en el desarrollo de la inmunidad contra las bacterias con las cuales vamos a lidiar toda nuestra vida. Pero, ¿que pasa en el caso que el niño nace por cesárea? La Dra. María Dominguez-Bello, de la Universidad de Puerto Rico, ha identificado y caracterizado a nuestros primeros colonizadores.

Para esto, Dominguez-Bello et al. analizaron la microbiota de diez madres con sus respectivos bebés, de los cuales, seis nacieron mediante cesárea. Tomaron muestras de piel, boca y vagina de las madres una hora antes de dar a luz; y muestras de la piel, boca y nariz de los bebés cinco minutos después de haber nacido, luego amplificaron mediante una PCR la región 16S del ARN ribosomal y lo secuenciaron. Cuando analizaron la microbiota de la madre, observaron que había una gran diferencia entre los microorganismos que habitaban la boca, piel y vagina. “Hay más semejanza en la microbiota de la boca de dos mujeres que viven en dos lugares diferentes de la tierra que entre la microbiota de la boca y la vagina de una misma persona”. En cambio, los bebés presentaban la misma microbiota en todas las muestras tomadas.

Lo más interesante fue que la microbiota presente en el cuerpo de los bebés correspondía exactamente a la microbiota de la madre, según la ruta por donde habían nacido. Los que nacieron mediante un parto natural tenían una microbiota similar a la de la vagina de la madre (principalmente, Lactobacillus que ayuda en la digestión de la leche). Los bebés que nacieron mediante cesárea fueron colonizados principalmente por bacterias frecuentes de la piel, como Staphylococcus. Sin embargo, esta bacteria no necesariamente puede venir de la piel de la madre ya que es muy común en los hospitales. Además, los bebés que nacieron por cesárea no presentaron exactamente la misma microbiota que la piel de la madre, así que esta microbiota pudo haber sido adquirida directamente del ambiente del hospital.

Estas diferencias pueden afectar en diferente medida a los bebés. Si bien Staphylococcus es benigno, puede llegar a causar graves casos de neumonía. Además existe una cepa muy peligrosa llamada Staphylococcus resistente a meticilina (MRSA). Entre el 64 y 82% de bebés que nacen mediante cesárea contraen esta bacteria. Algo que no ha contemplado el estudio de Dominguez-Bello es como esta conformada la microbiota intestinal de los recién nacidos en comparación al de la madre. También se han encontrado evidencias que los niños que nacen mediante cesárea tienen son más propensos a las alergias. De manera que se recomienda a todas las futuras mamás que tomen el parto natural como primera opción.

Referencia:
Dominguez-Bello, M., Costello, E., Contreras, M., Magris, M., Hidalgo, G., Fierer, N., & Knight, R. (2010). Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1002601107