Identificación de genotipos de virulencia y resistencia antimicrobiana de Helicobacter pylori en la cuenca del rio Bogotá

El agua residual con presencia de materia fecal contiene una gran de variedad de microorganismos entre los que se encuentran virus, parásitos y bacterias patógenas; convirtiéndose en un riesgo ambiental y de salud pública, en especial para países en desarrollo; donde el saneamiento del agua o de los ríos no es adecuado o es incompleto, no obstante, el agua es utilizada como fuente de captación, reutilización y se reincorpora a diferentes ecosistemas a pesar de su baja calidad [WWAP, 2017]. En Colombia los índices de tratamiento de aguas residuales de origen doméstico se han incrementado en los últimos años [MinVivienda, 2018 y DNP]; sin embargo, en algunas zonas del país los índices de cobertura son menores [Venegas et al., 2021] por lo que los vertimientos de agua residual a los ríos se hacen sin algún tipo de control particularmente en la calidad fisicoquímica y microbiológica convirtiéndose en un problema de salud pública. Estudios recientes [Vesga, FJ et al., 2019] demuestran que la determinación de E. coli y los demás indicadores de contaminación fecal no son suficiente para demostrar la ausencia de patógenos en el agua. Es por ello por lo que la Agencia para la Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) incluyó desde 2002 y ratificó en 2022 un listado de microrganismos patógenos, que pueden resistir los procesos de tratamiento convencional y ser transmitidos a través del agua a los humanos [USEPA, 2022]. Uno de estos microorganismos es Helicobacter pylori una bacteria patógena, capaz de colonizar la mucosa gástrica humana produciendo una de las infecciones más frecuentes en la población mundial con una prevalencia del 50% a nivel global [Goh, et al.,2011] y 77 - 80% en Colombia [Otero et al., 2015]. La infección por esta bacteria se ha asociado con el desarrollo de gastritis crónica, úlceras pépticas, gastritis atrófica, linfoma gástrico intestinal tipo MALT y adenocarcinoma gástrico; motivo por el cual H. pylori fue incluido en 1994 por la Agencia Internacional para la investigación del Cáncer - OMS como un carcinógeno tipo I [IARC, 1994]. El mecanismo exacto de transmisión de H. pylori se desconoce. Como se mencionó anteriormente, la bacteria coloniza e infecta la mucosa gástrica. Cuando las células de la mucosa gástrica se desprenden arrastran la bacteria al intestino para ser eliminada en las heces; estas llegan a diferentes matrices ambientales, entre ellas el agua utilizada para riego agrícola y para potabilizar, siendo esta un vehículo probable de transmisión de la bacteria a los humanos. A pesar de ello, existen diversos factores que hacen difícil de determinar hasta qué punto influye el agua en la transmisión de H. pylori, ya que la morfología de la bacteria en ambientes diferentes al estomacal cambia cuando se enfrenta a condiciones adversas, como puede ser el contacto con antibióticos, cambios de tensiones de oxígeno, temperatura etc [She et al., 2003]. Bajo alguna de estas condiciones adversas la bacteria pasa de su “forma espiral” cultivable a una forma “cocoide” viable pero no cultivable con capacidad infectante [Moreno et al., 2007]. Estudios previos han informado que H. pylori al estar en contacto con el cloro durante períodos cortos pierde la capacidad de ser cultivada, aunque sigue siendo potencialmente patógeno en el estado VBNC. Otros han confirmado que H. pylori sobrevive durante 4 días en agua a 25° C y durante 7 días a 4° C. Este microorganismo también resiste y sobrevive a los procedimientos habituales de desinfección de aguas residuales. Dadas estas variaciones morfológicas y de viabilidad es un reto demostrar su presencia en el agua y más aún demostrar su capacidad infectante, por lo que su detección se realiza principalmente a través de métodos moleculares (PCR y qPCR); pese a que estos no diferencian entre células viables y no viables [Vesga, FJ et al., 2018, 2019, 2023]. Varios genes de H. pylori han sido asociados con virulencia y mayor riesgo de enfermedad gástrica grave. Los genes de virulencia H. pylori más frecuentes en su determinación y a su vez de mayor importancia genotípica son vacA y cagA [Trujillo et al., 2014], codificantes para la citotoxina vacuolizante y una proteína asociada a la citotoxina A, respectivamente. El gen vacA, funciona como marcador ya que está presente en todos los aislamientos de esta bacteria [Breurec et al. 2012], por lo que amplificar este gen funciona como indicador de la presencia del microorganismo [Vesga, FJ et al., 2019]. Adicionalmente este gen presenta regiones polimórficas llamadas región señal (s), región intermedia (i) y región media (m), involucradas en el desarrollo de la enfermedad [Rhead et al., 2007]. La región s está implicada en la eficiencia de la formación de canales y la región media (m) afecta el tropismo hacia las células hospederas [Jones et al., 2011]. La región intermedia (i) se describió recientemente y se ha observado que la actividad vacuolizante de la variante vacA i1 es más fuerte que la del subtipo vacA i2 [Jones et al., 2011; Kim et al., 2012]., que determinan su actividad, siendo las más activas las combinaciones s1m1i1 y las menos activas las combinaciones s2m2i2. Las combinaciones más activas están asociadas con la aparición de diferentes cuadros clínicos [Trujillo et al., 2014; Ogiwara et al., 2009]. El gen cagA es también polimórfico y se ha detectado únicamente en el 60% de los aislamientos clínicos y su presencia se ha relacionado con el desarrollo de cáncer gástrico. La asociación de este gen y el cáncer gástrico depende de la presencia de unas secuencias capaces de fosforilar proteínas intracelulares relacionadas con cambios morfológicos y de supervivencia de las células gástricas. Estas secuencias se denominan EPIYA y a mayor número de estas secuencias se encuentren en el gen mayor número de efectos a nivel intracelular se evidenciarán en las células de la mucosa gástrica [Rodríguez-Gómez et al., 2020]. A nivel ambiental resulta interesante detectar la presencia del gen y las combinaciones alélicas de vacA para caracterizar a profundidad la presencia de la bacteria en fuentes de agua. En la actualidad, la terapia de primera línea para H. pylori, la cual está basada en el uso del antibiótico claritromicina, no presenta las tasas de curación deseadas, y las directrices recientes para la erradicación de H. pylori del “Maastricht-V4 Consensus” no recomiendan esta terapia en regiones con alta prevalencia de resistencia a la claritromicina [Malfertheiner et al. 2012]. La evidencia muestra que en regiones donde la resistencia a los antibióticos es superior al 15-20%, la tasa de éxito se reduce hasta en un 35%. En Bogotá las resistencias reportadas a diferentes antibióticos han sido variables, por ejemplo, Claritromicina entre 13,6 y 60% y levofloxacina 27,3%, resaltan y se considera que algunos de los antibióticos empelados no deben ser elección para el tratamiento empírico frente a un caso confirmado de infección [Atehortua Rendon et al., 2020], poblaciones bacterianas multirresistentes y los mecanismos de resistencia descritos para cada uno de los antibióticos empleados. En este sentido, la Organización Mundial de la Salud (OMS) emitió en febrero de 2017, una publicación para promover la investigación y el desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas para los gérmenes multirresistentes y clasificó a H. pylori como una bacteria de alta prioridad [Dang et al. 2017]. En Colombia se han realizado estudios que han identificado la presencia de los genes vacA y cagA en muestras ambientales como aguas tratadas, superficiales y residuales; sin embargo, en estudios sólo han evaluado la variabilidad alélica de vacA en s, m, i [Vesga, FJ et al., 2018, 2019 y 2023]. Por lo tanto, determinar y evaluar la presencia de H. pylori, y sus genotipos de resistencia y virulencia en muestras de aguas superficiales como lo es en el río Bogotá toma mayor relevancia; debido a que éste recibe a lo largo de sus 313 Km de longitud, diversas descargas de origen doméstico sin tratar y efluentes de PTARs; siendo esta agua posteriormente utilizada en diferentes en actividades agrícolas, pecuarias e industriales y en algunas zonas se utiliza como agua de consumo y para potabilizar. Así como la determinación de estos mismos genes de virulencia y de resistencia antimicrobiana en cultivos de H. pylori aislados de la población aledaña a la cuenca del río Bogotá.