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Infecciones por E. coli productoras de toxinas

La bacteria Escherichia coli productora de Shigatoxina (STEC, también conocida como E. coli productora de verocitotoxinas (VTEC) o E. coli enterohemorrágica (EHEC)), es un grupo de patógenos zoonóticos (es decir, originarios de animales) que causan diarrea o enfermedades más graves después de la ingestión de alimentos o agua contaminados, o después del contacto con animales infectados (Vanaja et al., 2013). En Europa, STEC es una de las cuatro causas más comunes de enfermedades transmitidas por los alimentos, junto a la campilobacteriosis y la salmonelosis (ECDC, 2021). Los eventos de lluvias intensas más frecuentes y el aumento de la temperatura en el futuro crean condiciones óptimas para el crecimiento bacteriano, la supervivencia y la propagación, y aumentan el riesgo de infección relacionado con el STEC.

 

Fuente y transmisión

Las bacterias E. coli están presentes en intestinos sanos de humanos y animales (incluidos bovinos, ovejas, cabras, así como ciervos y alces). Sin embargo, el STEC plantea riesgos de contaminación alimentaria cuando las heces animales no se manipulan sanitariamente. Ya en números relativamente bajos, STEC puede causar síntomas de enfermedad (Pacheco y Sperandio, 2012).

Las infecciones por STEC, al igual que otras infecciones con la bacteria E. coli, a menudo se adquieren durante el ordeño o el sacrificio, especialmente cuando se manipula ganado, o para niños en zoológicos de mascotas. Además de las infecciones por contacto directo, la transmisión transmitida por los alimentos es común, ya que la bacteria puede estar presente en productos alimenticios crudos o insuficientemente calentados, como la leche cruda y el queso, y la carne cruda o poco cocida. También las frutas y verduras crudas pueden contaminarse con STEC, después del contacto con las heces del ganado o el agua o el suelo contaminados. Indirectamente, el contacto con manos contaminadas, utensilios, superficies de trabajo de cocina o cuchillos, y la contaminación cruzada en alimentos listos para el consumo también son posibles vías de infección. Además, el contacto de persona a persona también puede causar infecciones, incluso con una presencia bacteriana muy baja (OMS, 2022; CDC, 2022).

Efectos en la salud

Los síntomas de STEC generalmente surgen entre 2 y 10 días después de la ingestión de la bacteria y causan principalmente problemas gastrointestinales que van desde diarrea con sangre leve a grave, que a menudo se asocia con calambres abdominales, náuseas, vómitos, fiebre o colitis hemorrágica (HC). La HC causa diarrea sanguinolenta grave varios días después de la aparición de los síntomas iniciales (Cohen y Gianella, 1992), y también puede ocurrir el síndrome urémico hemolítico (HUS). En 5 a 7 % de las infecciones STEC, el paciente sufre de HUS, que es especialmente riesgoso para niños pequeños, ancianos o personas con una inmunidad baja que pueden desarrollar complicaciones graves (Pacheco y Sperandio, 2012). En estos casos, los vasos sanguíneos, los glóbulos rojos y los riñones pueden dañar aún más el sistema nervioso y otros órganos como el páncreas y el corazón (Pacheco y Sperandio, 2012).

Morbilidad y mortalidad

En los países miembros del EEE (excluyendo Suiza y Türkiye debido a la ausencia de datos), en el período 2007-2021:

  • 71,539 infecciones y una tasa de notificación global de 2,2 casos por cada 100000 habitantes en 2021
  • Probabilidad moderada de hospitalización (30-40 % de todos los casos con un estado de hospitalización conocido)
  • Se reportaron 186 muertes y una tasa de mortalidad de alrededor del 0,25 %. Sin embargo, para las infecciones que progresan a HUS, la tasa de mortalidad aumenta hasta 0,6-5 %
  • Aumento de la tendencia de incidencia desde 2007, posiblemente debido en parte al aumento de la conciencia y a la alteración de los diagnósticos. En 2020, el número de casos notificados disminuyó fue menor, probablemente debido a la pandemia de COVID-19 y a la posible falta de notificación.
  • La mayoría de los casos de STEC fueron esporádicos, pero los brotes ocurrieron cada año. En la primavera de 2011, una cepa de STEC agresiva causó dos brotes en Europa, que afectaron a alrededor de 4000 personas en 16 países, y Alemania reportó el mayor número de casos. El brote resultó en alrededor de 900 casos de HUS y 50 muertes (Foley et al., 2013; Grad et al., 2012).

(ECDC, 2016-2022; ECDC, 2023)

Distribución entre la población

  • Grupo de edad con mayor incidencia de enfermedades en Europa: 0-4 años (ECDC, 2016-2022)
  • Grupos con riesgo de infección grave (incluyendo HUS): niños pequeños, ancianos y personas con baja inmunidad

 

Sensibilidad climática

Idoneidad climática

Las bacterias E. coli están perfectamente adaptadas a las condiciones en los intestinos animales. Pueden crecer a temperaturas entre 7 y 50.°C, con la temperatura óptima a 37.°C (OMS, 2022). La bacteria E. coli también puede sobrevivir fuera de su huésped, por ejemplo, en agua o suelo a temperaturas de hasta 4.°C durante varios días o meses (Son y Taylor, 2021). Las cepas de E. coli productoras de toxinas, como STEC, tienen una capacidad de supervivencia ligeramente menor, ya que la producción de toxinas requiere energía y, por lo tanto, tiene un costo de aptitud física (van Elsas et al., 2011).

Estacionalidad

En Europa, se producen más infecciones entre junio y septiembre (ECDC, 2016-2022).

Impacto del cambio climático

El aumento de eventos climáticos extremos podría optimizar las condiciones para el crecimiento bacteriano, incluido el de E. coli (productor de shigatoxina). Las fuertes lluvias causan más escorrentía de las tierras agrícolas, lo que trae consigo patógenos del compost y las heces animales, y tanto las inundaciones como el aumento de la escorrentía aumentan el riesgo de desbordamiento de alcantarillado y contaminación de las aguas superficiales. Además, los bajos niveles de agua durante los períodos de sequía elevan las concentraciones de patógenos en el agua restante debido a una menor dilución y menor capacidad de filtración del suelo (Lightfoot et al., 2007; Alegbeleye y Sant’Ana, 2020). Las bacterias E. coli son capaces de adaptarse bien a climas más cálidos y específicamente algunas cepas STEC son muy persistentes en el medio ambiente (van Elsas et al., 2011). Además, las temperaturas más altas del aire aceleran el crecimiento bacteriano, por ejemplo en la leche no pasteurizada si no se almacena adecuadamente a bajas temperaturas. Dado que el consumo de leche cruda es especialmente elevado en Italia, Eslovaquia, Austria y Francia, se prevé que el número de infecciones por E. coli, incluidas las que padecen STEC, aumente debido al calentamiento climático en esos países (Feliciano, 2021). Por el contrario, el aumento proyectado de las temperaturas de las aguas de baño frías por encima de 4.°C probablemente disminuirá las concentraciones de E. coli (Sampson et al., 2006).

 

Prevención y tratamiento

Prevención

    • Manipulación adecuada de los alimentos antes del consumo, incluido el almacenamiento (frío), el tratamiento térmico y la separación para evitar la contaminación cruzada (Uçar et al., 2016)
    • Prácticas sanitarias eficientes en cocinas y utensilios de cocina (Ekici y Dümen, 2019)
    • Buena higiene sanitaria en granjas y mataderos para minimizar la contaminación fecal
    • Eliminación fecal adecuada y reducción del contacto con estiércol animal (Bauza et al., 2020)
    • Sensibilización sobre la transmisión de enfermedades
    • Probióticos, es decir, microorganismos vivos y seguros de Lactobacillus o Bifidobacterium (Allocati et al., 2013)

    Tratamiento

      • Ningún tratamiento específico
      • Rehidratación y reemplazo de electrolitos
      • Se debe evitar la medicación antimicrobiana para limitar el riesgo de desarrollar HUS
      • Diálisis (sustitución de la sangre), terapia específica de órganos y analgésicos fuertes en caso de HUS (Bitzan, 2009)

       

      Enlaces a más información

       

      Referencias

      Alegbeleye, O. O. y Sant’Ana, A. S., 2020, los patógenos transmitidos por estiércol como fuente importante de contaminación del agua_ Una actualización sobre la dinámica de la supervivencia/transporte de patógenos, así como las estrategias prácticas de mitigación de riesgos, International Journal of Hygiene and Environmental Health 227, 113524. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2020.113524

      Allocati, N. et al., 2013, Escherichia coli en Europa: Resumen, International Journal of Environmental Research and Public Health 10 (12), 6235-6254. https://doi.org/10.3390/ijerph10126235

      Bauza, V. et al., 2020, Prácticas de manejo de heces infantiles y contaminación fecal: Un estudio transversal en Odisha rural, India, Science of the Total Environnent 709, 136-169. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136169.

      Bitzan, M., 2009, Opciones de tratamiento para HUS secundario a Escherichia coli O157:H7, Kidney International 75, S62-S66. https://doi.org/10.1038/ki.2008.624

      CDC, 2022, página principal de E. coli, Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Disponible en https://www.cdc.gov/ecoli/general/index.html. Consultado el último mes de agosto de 2022.

      Cohen, M. B. y Gianella, R. A., 1992, Colitis hemorrágica asociada a Escherichia coli O157:H7, Avances en Medicina Interna 37, 173-195. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1557995/

      ECDC, 2016-2022, Informes epidemiológicos anuales para 2014-2020 — infección por Escherichia coli productora de toxina Shiga/verocitotoxina (STEC/VTEC). Disponible en https://www.ecdc.europa.eu/en/escherichia-coli-ecoli/surveillance-and-disease-data. Consultado el último mes de agosto de 2023.

      ECDC, 2023, Atlas de Vigilancia de Enfermedades Infecciosas. Disponible en https://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx. Consultado el último mes de agosto de 2023.

      EFSA y ECDC, 2022, The European Union One Health 2021 Zoonoses Report, EFSA Journal 20(12), 7666. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2022.7666

      Ekici, G. y Dümen, E., 2019, Escherichia coli y seguridad alimentaria, en: Starčič Erjavec, M. (ed.), El universo de Escherichia coli, IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.82375

      Feliciano, R., 2021, Modelado probabilístico de la concentración de Escherichia coli en la leche cruda en condiciones climáticas cálidas, Food Research International 149, 110679. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110679

      Foley, C. et al., 2013, Brote de Escherichia coli O104:H4 Infecciones Asociadas con Consumo de Sprout — Europa y América del Norte, mayo-julio 2011, Morbilidad y Mortalidad Weekly Report 62(50), 1029-1031. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24352067/

      Grad, Y. H. et al., 2012, Epidemiología genómica de los brotes de Escherichia coli O104:H4 en Europa, 2011, Actas de la Academia Nacional de Ciencias 109(8), 3065-3070. https://doi.org/10.1073/pnas.1121491109

      Lightfoot, D. A. et al., 2007, Mejora la tolerancia a la sequía de las plantas transgénicas Zea mays que expresan el gen glutamato deshidrogenasa (GDHA) de E. coli. Euphytica 156 (1–2), 103–116. https://doi.org/10.1007/s10681-007-9357-y

      Pacheco, A. R. y Sperandio, V., 2012, toxina Shiga en E. coli enterohemorrágica: Regulación y nuevas estrategias antivirulencia, Fronteras en Microbiología Celular e Infección 2(81). https://doi.org/10.3389/fcimb.2012.00081

      Sampson, R. W. et al., 2006, Efectos de la temperatura y la arena en la supervivencia de la bobina de E. en un microcosmos de agua del lago del norte, Journal of Water and Health 4(3), 389-393 https://doi.org/10.2166/wh.2006.524

      Son, M. S. y Taylor, R. K., 2021, Growth and Maintenance of Escherichia coli Laboratory Strains, Current Protocol 1(1), e20. https://doi.org/10.1002/cpz1.20.

      Uçar, A. et al., 2016, Seguridad alimentaria — Problemas y soluciones. En: Makun, H.A. (ed.), Significance, Prevention and Control of Food Related Diseases. https://doi.org/10.5772/60612

      van Elsas, J. D. et al., 2011, Supervivencia de Escherichia coli en el medio ambiente: Aspectos fundamentales y de salud pública, The ISME Journal 5(2), 173-183. https://doi.org/10.1038/ismej.2010.80

      Vanaja, S. K. et al., 2013, Enterohemorrágica y otras Escherichia coli productoras de Shigatoxina. En: Donnenberg, M. S. (ed.), Escherichia coli (2nd Edition), Academic Press, pp. 121-182. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-397048-0.00005-X

      OMS, 2022, Organización Mundial de la Salud, https://www.who.int/. Consultado el último mes de agosto de 2022.