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Escherichia coli diarreogenica asociada a casos de diarrea aguda en ninos de Cumana, Venezuela.

Diarrheagenic Escherichia coli associated with acute diarrhea in children of Cumana, Venezuela.

INTRODUCCION

Las enfermedades diarreicas constituyen un problema de salud publica en el mundo, especialmente en los paises en desarrollo, donde representan una relevante causa de morbilidad y mortalidad en ninos menores de 5 anos (1). Se ha estimado que en Venezuela ocurren 1,32 millones de episodios anuales de diarrea, con una mediana de 2,2 episodios por nino y ano, cifra muy similar a la registrada en todo el mundo: 2,5 episodios por nino por ano (2). En los ultimos anos, las diarreas han representado en Venezuela la novena causa de muerte en la poblacion en general y la segunda causa de mortalidad en menores de 4 anos (3). De acuerdo al anuario de mortalidad del Ministerio del Poder Popular para la Salud (MPPS) (4), se ubican a las diarreas y gastroenteritis de origen infeccioso en el estado Sucre, en la quinta posicion entre las diez principales causas de mortalidad infantil.

En esta afeccion se ha involucrado ademas de otros patogenos entericos, una variedad de agentes causales de origen bacteriano: Salmonella, Shigella, Campylobacter, Vibrio cholerae y Escherichia coli diarreogenicas (5).

E. coli es, en general, considerada flora normal del intestino humano, pero se han descrito seis grupos bien definidos, implicados en procesos diarreicos, los cuales son: E. coli enteropatogenas (ECEP), las cuales a su vez han sido clasificadas como ECEP tipicas o atipicas, de acuerdo a la presencia o ausencia de la adhesina bfp respectivamente; E. coli enterotoxigenica (ECET); E. coli enteroinvasiva (ECEI); E. coli shigatoxigeni ca (ECST); E. coli enteroagregativa (ECEA) y E. coli adherencia difusa (ECAD) (6).

Los estudios habituales de laboratorio (coprocultivo y pruebas bioquimicas) tienen un valor limitado, pues no permiten discriminar entre la E. coli comensal y la causante de patologia gastrointestinal (7). Para la deteccion de E. coli diarreogenicas, existen reacciones bioquimicas, la serotipificacion, los ensayos fenotipicos basados en caracteristicas de virulencia y algunos metodos moleculares entre los que se incluyen la Reaccion en Cadena de la Polimerasa (PCR), y la hibridacion de sondas de ADN; que tienen alta sensibilidad y especificidad (8).

Se ha demostrado que E. coli enteropatogenas se encuentran contaminando alimentos de diversos origenes (9-11) lo que evidencia una manera de mantener circulantes las cepas infecciosas en la poblacion, principalmente en la infantil, que como bien se sabe es muy susceptible a estas infecciones. Ante estas circunstancias, nos propusimos investigar la presencia de E. coli diarreogenicas en ninos con diarrea aguda en Cumana-Venezuela, con el fin de conocer los "patotipos" circulantes y su implicacion en el cuadro diarreico agudo.

MATERIALES Y METODOS

Poblacion y muestra

Durante el periodo marzo 2006- julio 2007, se recolectaron 200 muestras de heces fecales provenientes de ninos menores de 5 anos de edad, que fueron llevados al servicio de emergencia pediatrica del Hospital Universitario "Antonio Patricio de Alcala" (HUAPA) de Cumana, Venezuela, por presentar cuadro diarreico, con heces blandas o liquidas, con o sin sangre, con o sin moco, sin previo tratamiento antibiotico en un lapso no mayor de una semana. Se recolectaron ademas 30 muestras de ninos en el mismo intervalo de edad y que no consultaban por sindrome diarreico, para ser incluidos como controles.

A cada representante del nino en estudio se le informo y pidio el consentimiento por escrito para la toma de muestra, siguiendo los criterios de Helsinki (12) y luego del consentimiento del representante, se realizo una encuesta para obtener datos epidemiologicos y socioeconomicos y poder realizar el Graffar correspondiente (13). Posteriormente se tomo la muestra de heces, y un hisopado rectal que se mantuvo en medio de transporte Cary Blair.

Aislamiento e identificacion

Se realizo la siembra de las heces por extension y agotamiento, en placas de los agares: Levine, MacConkey, Salmonella-Shigella (SS), xilosa lisina desoxicolato de sodio (XLD), deoxirribonucleasa (DNasa) (Difco-BBL Laboratories) y del hisopado se sembro en agar base selectivo para Campylobacter (Campy) (Oxoid), incubandose a 37[gradps]C por 24 horas, excepto agar Campy que se incubo a 42[grados]C por 48 horas en microaerofilia, esto con la finalidad de realizar el coprocultivo completo. Las colonias con las caracteristicas morfologicas tipicas o sospechosas de Escherichia coli fueron aisladas en numero de cinco, e identificadas con las pruebas bioquimicas convencionales(14).Lasotrasbacteriasaisladas,se identificaron por pruebas bioquimicas, para determinar su posible asociacion con E. coli diarreogenicas y a su vez, darle informacion al medico.

Confirmacion de las cepas de E. coli diarreogenicas

Se utilizo la PCR y como templado se uso el ADN total, el cual fue obtenido por procedimiento estandar de extraccion por lisis (15). A todas las E. coli aisladas (de pacientes y controles), se les investigo los genes de virulencia, realizando una mezcla de reaccion con un volumen final de 25 [micron]L; para detectar la amplificacion de cada uno de los siguientes genes: eae y bfp (ECEP), siguiendo los protocolos descritos por Fagan y col. (16), y Vidal y col. (17) respectivamente; st y lt (ECET), por el protocolo de Monday y col. (18); stx1 y stx2 (ECST), siguiendo el protocolo de Monday y col. (18). Los genes ipaH y virF (ECEI) siguiendo el protocolo de Vidal y col. (17) y las que amplifiquen dichos genes, en vista a que los mismos son compartidos con el genero Shigella, se les realizo adicionalmente las pruebas de utilizacion del Acetato, ONPG (ortonitrofenil-[beta]-D-galactopiranosido) y la actividad MUG (produccion de la enzima [beta]-D-glucorinadasa) y pruebas confirmatorias con el empleo de las galerias ID32E (BioMerieux, France), para diferenciarlas. Los genes aafII (ECEA) y daaE (ECAD), se detectaron de acuerdo al protocolo de Vidal y col. (17).

Los ensayos de PCR se realizaron en un termociclador Gene Amp Perkin-Elmer Applied Biosystems 9700 y los productos de la PCR fueron revelados por electroforesis en gel de agarosa al 2%, tenido con bromuro de etidio (19). Se utilizo un marcador de peso molecular de 1500 pb (Promega, USA) y los geles fueron fotografiados bajo luz ultravioleta, utilizando el sistema de fotodocumentacion modelo Gel Doc (BioRad, USA).

Analisis estadistico

Los resultados obtenidos fueron procesados por el paquete estadistico SPSS/PC version 12.0, mediante analisis descriptivo porcentual y prueba estadistica chi-cuadrado a un 95% de confiabilidad (20).

RESULTADOS

De las 200 muestras de heces provenientes de ninos con diarrea aguda, se aislo E. coli de 169 ninos. De estos se encontro E. coli diarreogenicas (ECD) en 32 casos (18,93%). La distribucion de estos 32 aislamientos, de acuerdo a la edad de los pacientes se muestra en la Tabla I.

La relacion entre los porcentajes de aislamientos de las 32 cepas de ECD determinadas por la PCR, de acuerdo al sexo revelo diferencias estadisticas significativas (p < 0,05), encontrandose los mayores porcentajes de aislamientos en el sexo masculino (Tabla II).

De los 200 ninos con enfermedad diarreica aguda, ademas de E. coli diarreogenicas se aislaron otros generos bacterianos patogenos entericos, dentro de los cuales se encontraron: Salmonella sp (11 aislamientos, 5,5%) y Campylobacter sp (5 aislamientos, 2,5%). Otros generos no patogenos o de dudosa patogenicidad encontrados en los coprocultivos fueron: Citrobacter sp, Klebsiella sp, Enterobacter sp, Serratia sp, y Proteus sp en un 57%, con los cuales E. coli diarreogenica no tuvo asociacion.

El tipo mas frecuente de E. coli aislado fue ECEP, con el 10,65% (18/169), al amplificar el gen eae (Fig. 1). Solo dos cepas amplificaron el gen eae y el gen bfp (1,18%), clasificandose como ECEP "tipicas" (Fig. 2), mientras que las 16 cepas restantes (9,47%) fueron clasificadas como ECEP "atipicas".

ECET fue detectada en 10 cepas de los 169 aislamientos de E. coli (5,91%), en todas ellas solo amplifico el gen st que codifica para la toxina termoestable (Fig. 3). ECEI solo se obtuvo en un caso (0,59%), cepa en la cual amplificaron los genes ipaH y virF (Fig. 4). En tres E. coli amplifico el gen de patogenicidad aafII (1,78%), permitiendo clasificarlas como ECEA (Fig. 5).

En las E. coli aisladas de ninos con diarrea, no se obtuvo amplificacion de los genes Stx1/Stx2 y daaE. De las 30 muestras provenientes de ninos controles, se aislo E. coli en 25 casos, ninguno de dichos aislamientos amplifico los genes de patogenicidad evaluados.

Se observo que el aislamiento de las cepas E. coli diarreogenicas fue mayor en los meses mas calidos (marzo, abril y mayo). Las caracteristicas clinicas presentes en la infeccion por cada una de las ECD de los ninos con diarrea, se muestran en la Tabla III, en la misma no se obtuvo diferencias estadisticas significativas y se demostro que la fiebre, el dolor abdominal y los vomitos, son las principales manifestaciones clinicas en la enfermedad diarreica aguda, causada por las ECD.

[FIGURA 1 OMITIR]

[FIGURA 2 OMITIR]

[FIGURA 3 OMITIR]

El porcentaje de aislamientos de los diversos tipos de E. coli diarreogenicas aisladas de acuerdo al tipo de alimentacion recibida por los ninos con diarrea aguda de los cuales fueron aisladas, se muestran en la Tabla IV. En la misma puede observarse como los mayores porcentajes de aislamientos de todos los tipos de ECD, se encuentran en los ninos alimentados con leche no materna y otros alimentos. Los porcentajes de aislamiento de las E. coli diarreogenicas y su relacion con la condicion socioeconomica del nucleo familiar, se muestran en la Tabla V. En la misma no se observan diferencias estadisticas significativas y los mayores porcentajes de ninos diarreicos con ECD se encuentran en las clases obrera y marginal.

[FIGURA 4 OMITIR]

DISCUSION

De los 200 ninos con diarrea aguda, se aislo E. coli en 169 de ellos, lograndose identificar E. coli diarreogenica (ECD) por la tecnica de la PCR en 32 cepas (18,93%). Este alto porcentaje nos indica que las mismas, son patogenos bacterianos importantes dentro de la etiologia de la enfermedad diarreica aguda infecciosa en la poblacion infantil estudiada. Segun reportes de investigaciones previas, los porcentajes de aislamientos de ECD, se encuentran entre 7-35% (21-23).

La relacion entre la edad de los ninos y la enfermedad diarreica aguda (EDA) producida por cada una de las ECD, resulto estadisticamente no significativa (p > 0,05), observandose en general, que los mayores porcentajes de aislamientos fue en los ninos entre 13 y 24 meses de edad. Estos resultados coinciden con los reportados por Afset y col. (24), que encontraron los mayores porcentajes de aislamientos de ECD en ninos entre 12-23 meses de edad.

[FIGURA 5 OMITIR]

Se debe considerar que ECEP presento un alto porcentaje de aislamientos (27,78%) en los ninos entre 0-6 meses, y que ECET tuvo altos porcentajes de aislamientos (30%) en ninos entre 7-12 meses. Todos estos resultados coinciden con otras investigaciones que han indicado que los ninos menores de 2 anos representan la poblacion infantil con mayor susceptibilidad a la infeccion por ECD, reportando la mayor prevalencia, en el caso de ECEP, en lactantes menores de 6 meses; mientras ECET esta principalmente asociada a diarreas acuosas, en ninos menores de 2 anos de paises en vias de desarrollo (6, 25).

Se observaron diferencias estadisticas significativas (p<0,05) entre el sexo y el porcentaje de aislamientos de cada una de las ECD, demostrandose un mayor numero de infectados en infantes del sexo masculino para la mayoria de los "patotipos" (ECEP, ECEA y ECEI), mientras que ECET, fue mayormente aislada en pacientes de sexo femenino (80%). En general, se obtuvo un mayor porcentaje de aislamientos en ninos que en ninas, coincidiendo con otros estudios que mostraron al sexo masculino mas susceptible a enfermedad diarreica aguda (21, 26). Esto podria explicarse con base en planteamientos que indican que los varones son mas susceptibles a las infecciones, que las ninas debido a que el cromosoma humano (X) es el que porta los genes del control del nivel de anticuerpos de tipo IgM, que tienen funciones importantes en la inmunidad (27). Sin embargo, se obtuvieron altos porcentajes de aislamientos de ECET en el sexo femenino (80%), por lo cual habria que realizar estudios que abarquen una mayor poblacion, para obtener un numero mayor de aislamientos en este "patotipo" de E. coli, y determinar si en efecto es mas comun en ninas que en ninos, o fue un hallazgo casual en la poblacion estudiada.

Se obtuvieron 18 aislamientos de ECEP (10,65%), de los cuales 2 cepas (1,18%) correspondieron a E. coli enteropatogena "tipicas" por la presencia de los genes eae y bfp, y 16 cepas (9,47%) a E. coli enteropatogena "atipicas", con solo la amplificacion del gen eae. Estos resultados coinciden con estudios realizados en Reino Unido, que demostraron una frecuencia mayor de aislamientos de cepas ECEP "atipicas" que de cepas "tipicas" procedentes de ninos con gastroenteritis (28); y los reportados por Afset y col. (25) quienes obtuvieron mayores aislamientos de ECEP "atipicas" en ninos con diarrea en Noruega.

El rol de los cultivos de ECEP "atipicas" en regiones menos desarrolladas no es claro todavia, sin embargo, trabajos realizados en zonas de Brasil y Vietnam sugieren un papel importante de dichas cepas en la etiologia de la gastroenteritis infantil (29, 30).

ECET fue aislada de 10 de ninos con diarrea aguda (5,92%), en todas ellas solo amplifico el gen st. Estos resultados concuerdan con los reportados por Chavez y col. (31), quienes buscaron detectar las toxinas LT y ST de ECET en diferentes tipos de muestras (aire, agua, suelo, alimentos y heces de ninos y adultos), y hallaron LT (lt) con mayor frecuencia en muestras clinicas de adultos, mientras que las muestras clinicas de ninos, no presentaron amplificacion de este gen, sino para el gen st que codifica la toxina ST.

Los genes virF e ipaH fueron amplificados en una sola cepa (0,59%), se debe acotar que estos genes ademas de poseerlos ECEI tambien los tiene presente el genero Shigella, debido a que ambos patogenos presentan caracteristicas bioquimicas y geneticas similares (6). Sin embargo, dicha cepa fue ONPG (+), Acetato (+) y MUG (+). La prueba MUG adquiere mayor relevancia en la caracterizacion de ECEI, dado que Escherichia coli a excepcion del serotipo O157:H7, utiliza la enzima 4-metilumbeli-liferone-[beta]-D-glucoroine, mostrando la fluorescencia tipica ante la luz ultravioleta, permitiendo la identificacion rapida del genero Escherichia. Por el contrario el genero Shigella, es MUG negativa (10). Los resultados obtenidos son similares a los reportados por Ratchtrachenchai y col. (32), quienes aislaron a ECEI en un 0,5% de ninos de Tailandia. Por su parte Vieira y col. (33), recolectaron muestras de heces de pacientes diarreicos en 22 comunidades rurales en el noroeste de Ecuador, y evaluaron por PCR la infeccion de ECD en los mismos, encontrando como patogeno mas frecuente ECEI (3,2%).

ECEA logro detectarse por la amplificacion del gen aafII de 3 cepas. El preciso mecanismo por el cual ECEA causa diarrea, no ha sido bien determinado hasta el momento (34) y no existen reportes de prevalencia de este "patotipo" de ECD en Venezuela. En Gabon se detecto 10,67% de ECEA con el gen aafII, en pacientes entre 6 y 24 meses de edad (35). Spano y col. (36) encontraron ECEA en 4,6%, en ninos mayores de 12 meses, dato que concuerda con los resultados obtenidos en esta investigacion, donde el porcentaje total de aislamientos estuvo dentro de dicho intervalo de edad (13-24 meses), aunque fue hallada en un porcentaje mucho menor (1,78%). Este "patotipo" de ECD es mayormente responsable de diarreas persistentes en paises desarrollados (37, 38).

En paises en vias de desarrollo, la frecuencia de aislamientos de cepas patogenas de E. coli a menudo se encuentra asociada con diarrea aguda, principalmente en ninos menores de 5 anos (39, 40). En Venezuela, Urrestarazu y col. (41) reportaron que en ninos menores de 5 anos con diarrea aguda, el 9% de las cepas patogenas aisladas eran ECEP de los serogrupos O clasicos, y otro 5% estaba conformado por cepas ECET. Araque y Bastardo (42) reportaron que en ninos menores de 1 ano, ECEP tuvo el mayor porcentaje de aislamientos.

Las caracteristicas clinicas fueron similares en todas las ECD evaluadas, lo que no permitio discriminar entre la infeccion por un tipo de ECD en particular. Se observo que la mayoria de los aislamientos se realizo de ninos alimentados de leche no materna mas otros alimentos y de acuerdo al Graffar la mayoria de los ninos fueron de padres de clase obrera y marginal, lo cual hace suponer que las condiciones de vida de los ninos son sanitaria e higienicamente deficientes, favoreciendo la transmision de la bacteria de persona a persona, por agua y/o alimentos contaminados (43-45). En tal sentido, se hace necesario aplicar medidas de prevencion e higiene para el control de la diarrea, logrando asi disminuir los altos indices de morbilidad infantil en la region.

AGRADECIMIENTO

Al proyecto Multicentrico Nacional No G-2005000371, financiado por el Fondo Nacional de Ciencia y Tecnologia (FONACIT) de Venezuela.

Recibido: 08-09-09. Aceptado: 03-06-10.

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Erika Hannaoui [1], Luz Villalobos [1], Rosa Martinez [1], Antonio Maldonado [1], Isabel Hagel [2] y Jesus Bastardo [1].

[1] Grupo de Gastroenteritis Infecciosa, Postgrado en Biologia Aplicada, Universidad de Oriente, Nucleo de Sucre, Cumana e

[2] Intituto de Biomedicina, Universidad Central de Venezuela. Caracas. Venezuela.

Autor de correspondencia: Erika Hannaoui. Grupo de Gastroenteritis Infecciosa, Postgrado en Biologia Aplicada, Universidad de Oriente, Nucleo de Sucre. Cerro "El Medio", Casa N[grados] 13. Cumana, Venezuela. Tlf. 0293400-2270. Correo electronico: erikajhr@yahoo.com
TABLA I
RELACION ENTRE LA EDAD Y LA DISTRIBUCION PORCENTUAL DE E. coli
DIARREOGENICAS, AISLADAS DE NINOS CON DIARREA AGUDA

Grupos Etarios    ECEP          ECET          ECEA          ECEI

                 No (%)        No (%)        No (%)        No (%)
0-6 meses       5 (27,78)      1 (10)           0             0
7-12 meses      4 (22,22)      3 (30)           0             0
13-24 meses     8 (44,44)      4 (40)        3 (100)       1 (100)
> 24 meses      1 (5,56)       2 (20)           0             0

Total           18 (100)      10 (100)       3 (100)       1 (100)

ns: no significativo (p > 0,05).

TABLA II

RELACION ENTRE EL SEXO Y LA DISTRIBUCION PORCENTUAL DE E. coli
DIARREOGENICAS, AISLADAS DE NINOS CON DIARREA AGUDA

Sexo            ECEP            ECET           ECEA         ECEI

               No (%)                         No (%)       No (%)

Femenino      7 (38,89)        8 (80)           0            0
Masculino   11 (61,11) *      2 (20) *       3 (100)      1 (100)
Total         18 (100)        10 (100)       3 (100)      1 (100)

* (p < 0,05 en relacion a femenino).

TABLA III
CARACTERISTICAS CLINICAS PRESENTES EN NINOS CON ENFERMEDAD
DIARREICA AGUDA CAUSADA POR CADA TIPO DE E. coli DIARREOGENICA

Caracteristicas
clinicas                 ECEP N = 18       ECET N=10

Fiebre                   13 (72,22%)        4 (40%)
No evacuaciones
  ([mayor que o
  iqual a] 4)            10 (55,56%)        7 (70%)
Presencia de vomitos      5 (27,78%)        5 (50%)
Deshidratacion
No presente               8 (44,44%)        4 (40%)
   Leve ([menor que o    10 (55,56%)        6 (60%)
  igual a] 5%)
Dolor abdominal          13 (72,22%)        6 (60%)

TABLA IV

RELACION DE LOS PORCENTAJES DE AISLAMIENTOS DE E. coli DIARREOGENICAS,
CON EL TIPO DE ALIMENTACION RECIBIDA POR LOS NINOS CON DIARREA AGUDA

                            ECEP           ECET           ECEI
Tipo de alimentacion       N = 18          N=10           N=1

Leche materna
  mas agua               1 (5,56%)          0              0
Leche materna mas
  otros alimentos        2 (11,11%)      2 (20%)           0
Leche materna mas
  leche no materna       2 (11,11%)         0              0
Leche no materna
  mas otros alimentos   13 (72,22%)      8 (80%)        1 (100%)

                            ECEA
Tipo de alimentacion        N=3

Leche materna
  mas agua                   0
Leche materna mas
  otros alimentos            0
Leche materna mas
  leche no materna           0
Leche no materna
  mas otros alimentos     3 (100%)

No se encontraron diferencias significativas entre
los grupos.

TABLA V
RELACION DE LOS PORCENTAJES DE AISLAMIENTOS DE E. coli DIARREOGENICAS
CON LA CONDICION SOCIOECONOMICA DEL NUCLEO FAMILIAR DE LOS NINOS CON
DIARREA AGUDA

                  ECEP           ECET         ECEI        ECEA
Graffar           N=18           N=10         N=1         N=3

Media baja     4 (22,22%)      1 (10%)         0           0
Obrera           9 (50%)       7 (70%)      1 (100%)   1 (33,33%)
Marginal       5 (27,78%)      2 (20%)         0       2 (66,67%)

No se encontraron diferencias significativas entre los grupos.
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Author:Hannaoui, Erika; Villalobos, Luz; Martinez, Rosa; Maldonado, Antonio; Hagel, Isabel; Bastardo, Jesus
Publication:Investigacion Clinica
Article Type:Perspectiva general de la enferm
Date:Dec 1, 2010
Words:4977
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