Introducción

Algunos serotipos patógenos de Escherichia coli (E. coli) son causa de enfermedades de origen alimentario y se asocian principalmente al consumo de carne de vacuno, leche no pasteurizada, jugo de manzana, yogur, queso, agua fresca y ensaladas crudas^1,2. Para que E. coli cause una enfermedad en los seres humanos se requieren diversas condiciones; sin embargo, hay algunas cepas patógenas que se consideran agentes primarios debido a que han adquirido factores de virulencia a través de plásmidos, transposones o bacteriófagos o transmitidos por elementos genéticos móviles (EGMs)². Es importante tener en cuenta que el ganado es el principal reservorio y que los productos y subproductos que se obtienen de él se consideran una fuente de infección por la E. coli productora de la toxina Shiga (STEC)^1-4. Actualmente en los rastros municipales existen riesgos sanitarios. Los rastros muestreados tienen un riesgo sanitario medio y un riesgo sanitario alto, de acuerdo con la Guía para el diagnóstico sanitario y la detección de necesidades operativas de los rastros municipales de la COFEPRIS (Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios), la cual menciona que aproximadamente el 18% del sacrificio anual de ganado se realiza en establecimientos con riesgo sanitario alto o muy alto; esto es motivo de preocupación, ya que anualmente se producen 112,000 t de carne de vacuno en establecimientos considerados de alto o muy alto riesgo para la salud, y tomando en cuenta el consumo anual de carne de res per cápita, se esperaría que aproximadamente un total de 7'103,300 personas consuman carne de vacuno producida en establecimientos de alto o muy alto riesgo. Todo ello probablemente debido a las malas condiciones sanitarias, como la falta de instalaciones y equipos sanitarios inadecuados, los malos hábitos sanitarios de los trabajadores y la deficiente limpieza de los utensilios y la ropa de trabajo.

Se estima que cada año ocurren en Estados Unidos 265,000 casos de STEC⁵. El principal serotipo implicado en las condiciones clínicas en los seres humanos es el O157:H7⁶, que causa alrededor del 36% de estas infecciones, y el 64 % es causado por el serotipo no-O157. Las opiniones de los expertos en salud pública se basan en estimaciones y no en datos reales debido a que no todas las infecciones por ETS se diagnostican y notifican, ya que no hay laboratorios aprobados para el aislamiento de los serotipos no O157⁷ o los laboratorios varían mucho en sus protocolos de cultivo de heces y en su capacidad para detectar este organismo. La familia de la toxina Shiga incluye varias toxinas relacionadas con la toxina Shiga de Shigella dysenteriae que comparten una estructura y una actividad biológica similares. La nomenclatura de la toxina Shiga es un sistema basado en la secuencia filogenética basada en la relación de las proteínas; la nomenclatura Stx se designa como Stx1a, Stx1c, Stx1d, Stx2a, Stx2b, Stx2c, Stx2d, Stx2e, Stx2f y Stx2g⁸. El stx2a puede causar un daño mayor que el stx1; el stx2a se asoció con el serotipo O104:H4 en un brote de origen alimentario en Alemania y otros países que afectó a más de 4,000 personas en 2011; el 23 % de estos casos evolucionaron hasta desarrollar el síndrome urémico hemolítico (SUH)⁹. Otros serotipos con esta variante son O157:H7¹⁰ y O26:H11¹¹; esto sugiere que el stx2a está directamente asociado con el SUH^9-11. La toxina Stx2b suele estar presente en ovejas, cabras y ciervos, mientras que la toxina Stx2c se encuentra en cerdos sanos o enfermos⁶. La toxina Stx2d fue identificada en el serotipo O26 de un paciente con diarrea sanguinolenta y síndrome urémico hemorrágico en Alemania; también se la encontró en el queso y la carne de res¹², así como en los subproductos de la carne de puerco y de cerdos salvajes⁶. La variante stx2f ha sido reportada en palomas¹³, pero hasta ahora, los reportes de enfermedades en humanos son escasos⁸. El objetivo de este estudio fue identificar los serotipos y subtipos de Stx2 y asociarlos con su posible epidemiología; hay estudios donde existe una correlación entre el serotipo y subtipo de stx2 con el tipo de virulencia, además del riesgo de que esté asociado con infecciones importantes.

Material y métodos

Resultados

En este estudio se encontraron 36 serotipos diferentes: 12.31 % (7/41) O157:H7, 9.23 % (6/65) O22:H8, 6.15 % (4/65) O?:H7, 4.62 % (3/65) O112ac:H2, O128ac:H26, O185:H2 y OR:H7, 3.07 % (2/65) O18ac:H21, O37:H10, O103:H16, O117:H4, O147:H28, O154:H53 y O?:H51, 1.54 % (1/65) O7:H30, O8:H25, O18ac:NM, O18ac:H7, O37:H?, O40:NM, O53:H2, O65:H16, O70:H16, O91:H10, O118ac:H21, O120:H10, O136:H16, O149:H2, O172:H45, O184:H12, O185:H7, OR:H2, OR:H?, O?:H2 y O?:H11 (Figura 1, Cuadro 1 ).

Carril M Marcador de peso molecular; Carril 1 muestra positiva a stx2 (O157:H7); Carril 2-3 muestra positiva a la proteína hipotética (O18ac:NM y O102:H40); Carril 4 control positivo; Carril 5 control negativo.

Figura 1 Amplificación del ADN por PCR 

En las muestras tomadas del rastro A se identificaron 9 serotipos (O37:H10, O40:NM, O65:H16, O70:H16, O112:H2, O157:H7, O172:H45, 0184:H12 y O?:H2) a partir de 10 aislamientos, en el 50% (5/10) de los cuales se identificó la toxina stx2. En 10 aislamientos tomados del rastro B se observaron 9 serotipos (O18:H7, O112:H2, O120:H10, O128:H26, O185:H7, OR:H2, ORH?, O?:H7 y O?H11); el 20 % (2/10) de ellos resultó positivo a stx2. En el rastro C se encontraron 23 serotipos diferentes a partir de 45 aislamientos; el 64.4 % dieron positivo a stx2. En este lugar se encontró que los serotipos se amplificaban con cebadores, pero después de la secuenciación, sólo el 17,8 % (11/45) se identificó como una hipotética proteína (Figura 1, Cuadro 1).

En este estudio, el 63,07 % (41/65) de las cepas de Escherichia coli amplificadas a stx2, tras el análisis de su secuencia en BLAST se confirmó que el 71.5 % (33/41) eran Stx2; también se encontraron cepas amplificadas con cebadores, pero tras el análisis de la secuencia realizada en BLAST se identificó que el 19,5% (8/41) eran proteínas hipotéticas y se enviaron a la base de datos del GenBank, con los números de acceso son: KT356546, KT356547, KT356548, KT356549, KT356550, KT356551, KT356552, KT356553, KT356554, KT356555, KT356556, KT356557, KT356558, KT356559, KT356560, KT356561, KT356562, KT356563, KT356564, KT356565, KT356566, KT356567, KT356568, KT356569, KT356570, KT356571, KT356572, KT356573, KT356574, KT356575, KT356576, KT356577, KT356578, KT356579, KT356580, KT356581, KT356582, KT356583, KT356584, KT356585 y KT356586 (Cuadro 1).

Discusión

La Escherichia coli ha sido asociada con diversas condiciones patológicas⁴; desde 1980 hasta el presente se han reconocido más de 6,600 entradas que representan 1,152 STEC serotipos¹⁸; algunos de ellos están implicados en brotes de enfermedades esporádicas en los seres humanos y el ganado, y sus productos actúan como una fuente primaria de contaminación^1,3. En México hay pocos informes de serotipos de E. coli, en este estudio se encontraron 36 serotipos diferentes. Amézquita-López et al¹⁹ identificaron 19 serotipos a partir de heces de animales domésticos en granjas rurales de Culiacán, Sinaloa, México; el principal serotipo encontrado fue el O157:H7 con un 43.1 % (28/65), del cual el 57 % (16/28) procedía de bovinos. Otros serotipos encontrados fueron O8:H19, O15:NT, O73:NT, O75:H8 y O168:NT. En este estudio el serotipo O157:H7 fue también el más frecuente (12.31 %), pero no se identificó ninguno de los serotipos reportados por Amézquita-López et al¹⁹. En Argentina y Alemania el serotipo más importante en el ganado y sus subproductos es el O178:H19⁴ y representa un serotipo emergente frecuentemente aislado en brotes de colitis hemorrágica y síndrome urémico hemolítico en humanos²⁰. Otros estudios encontraron que los serotipos O70:H16, O91:H10, O112ac:H2 y O128ac:H26 son la causa del síndrome urémico hemorrágico en Alemania⁶; en este estudio se encontraron estos mismos serotipos, por lo que son un hallazgo importante para la salud pública en México. Fernández et al²¹ identificaron con mayor frecuencia los serotipos O113:H21, O130:H11 y O178:H19 en heces de bovinos en Argentina. Un estudio realizado en Alemania identificó los serotipos O113:H21, O22:H8, O174:H21, O178:H19, O113:H4 y O91:H14 y mencionó que éstos son los serotipos más comunes en el ganado bovino en el mundo⁶. En Francia se reportaron los serotipos O157:H7, O26:H11, O103:H2, O111:H8 y O145:H28 en heces bovinas provenientes de rastros²². El más frecuente fue el O157:H7, con un porcentaje de hasta 1.2 %, el cual es más bajo que el obtenido en este estudio (9.23 %); esta diferencia puede ser resultado de las condiciones particulares del rastro, o bien, del período en que se realizó el estudio. En el serogrupo O128, aunque es más común aislado de las ovejas, se ha encontrado en pacientes humanos, ganado sano y carne de res; en este estudio se encontró en las canales y en las heces de los bovinos con la presencia de Stx2c¹⁸. Hoy en día este serogrupo ya no se limita a una especie específica. La distribución y la frecuencia de los serotipos y patotipos pueden variar considerablemente de una región a otra; en ese sentido los serotipos pueden variar en su patogenicidad o pueden convertirse en serotipos emergentes²³.

Las toxinas Shiga se consideran los principales factores de virulencia en el desarrollo del SUH². Friesema et al¹³ mencionaron que la presencia de los subtipos stx2 mostró una diferencia en el punto de las manifestaciones clínicas en los seres humanos, en este estudio, el 63,07 % (41/65) de las cepas de Escherichia coli amplificadas a stx2, después del análisis de su secuencia en BLAST se confirmó que el 71,5 % (33/41) eran Stx2; también se encontraron cepas amplificadas con cebadores, pero después del análisis de la secuencia realizado con BLAST se identificó que el 19.5 % (8/41) era una proteína hipotética. En un estudio llevado a cabo en China se encontraron los subtipos Stx2b, Stx2c y Stx2e en la carne de res de los supermercados³. En el serogrupo O22 aislado de la carne de res se encontró la toxina stx2b. Estos resultados son significativos porque el mismo serotipo encontrado podría tener esta misma variedad; sin embargo, otro estudio mencionó que esta variedad puede ser la causa potencial del síndrome urémico hemolítico en el serogrupo O26¹¹. En un informe sobre carnes crudas de venta al menudeo en China se identificó la toxina Stx2a en el serogrupo O40; también se informó del serogrupo O91 en carne de puerco y de cordero con presencia de Stx2e y Stx2b, respectivamente³, y en este estudio el mismo serogrupo también puede tener esas variedades, aunque este aislado fue obtenido de canales de bovinos. En un estudio de 210 pacientes con síndrome urémico hemorrágico de diferentes regiones de Alemania, se informó del serotipo O91:H2²⁴ y se comparó su virulencia con la de O91:H10 como causa principal del SUH. Bai et al³ consideran que tener un serotipo con toxina Stx2 presente en las canales de ganado para consumo humano podría ser un riesgo importante. También identificó el serogrupo O103 sin la presencia de la toxina Stx2. En este estudio se obtuvieron dos aislamientos del mismo serogrupo, pero sólo uno tenía la presencia de Stx2; este serogrupo es importante, ya que se ha informado que causa SUH²⁰. Otro estudio encontró que el serogrupo O128 con Stx2b³; en este estudio se encontró el mismo serogrupo que en el Stx2c. En Alemania se investigó la presencia de STEC durante la labor de diagnóstico de rutina en el Instituto de Higiene y Microbiología y se identificaron cepas de Stx2c que no eran de O157; también se mencionó que era más probable encontrar SUH en esta variante, mientras que la presencia de Stx2d puede manifestarse en una forma más leve²⁵. En Turquía se ha asociado una mayor citotoxicidad en el desarrollo del SUH a partir de la cepa O157:H7 con la presencia de Stx2c²⁶; esto concuerda con otro estudio realizado en Suiza en el que se asocia la presencia de stx2a/stx2d/stx2c en pacientes con diarrea, y con SUH²⁷. En este estudio se identificó en el mismo serotipo la toxina stx2c, la cual podría ser un factor de riesgo de enfermedad.

En el rastro A se identificaron 9 serotipos (O37:H10, O40:NM, O65:H16, O70:H16, O112:H2, O157:H7, O172:H45, 0184:H12 y O?:H2) a partir de 10 aislamientos, en 50% (5/10) de los cuales se identificó la toxina stx2. En los 10 aislamientos del rastro B se observaron 9 serotipos (O18:H7, O112:H2, O120:H10, O128:H26, O185:H7, OR:H2, ORH?, O?:H7 y O?H11); el 20 % (2/10) de ellos resultó ser positivo a Stx2. En el rastro C, a partir de los 45 aislamientos se encontraron 23 distintos serotipos; el 64.4 % resultó positivo a Stx2. En este lugar se encontró que los serotipos se amplificaban con cebadores; pero después de la secuenciación sólo se identificó el 17.8 % (11/45) como una proteína hipotética (Cuadro 1).

Las enfermedades transmitidas por los alimentos (ETA) se producen por la ingestión de alimentos o agua contaminados con agentes biológicos, lo que afecta a la salud del consumidor, y pueden ser causadas por la manipulación inadecuada de los alimentos en cualquier etapa de su cadena de producción. En México las enfermedades gastrointestinales ocupan el segundo lugar según la Secretaría de Salud, con 6'106,572 casos acumulados en 2017, considerando que de estos, 5'606,759 no han sido asociados con un agente etiológico. En el área del Altiplano Central de México se han reportado 94,081 casos. Sin embargo, en México los estudios epidemiológicos no revelan en todos los casos cuáles son los alimentos asociados con las ETA ni qué microorganismos las causan, mucho menos si los casos de SUH se relacionan con Escherichia coli. Tan solo la Dirección General de Epidemiología de la Secretaría de Salud registra un número significativo de casos cada año, con tasas que ascienden a 4,859 casos por cada 100 mil habitantes. Otra estimación indica que, si hay unos 5 millones de casos anuales de enfermedades diarreicas en México, y un ajuste conservador indica que sólo el 50 % son causadas directamente por los alimentos, con un subregistro de 1 por cada 100 episodios, el número real de casos sería de unos 250 millones de episodios por año, equivalentes a 2.5 episodios por persona por año. Esto conlleva un impacto económico significativo, puesto que reduce la productividad de las personas debido al ausentismo o al mal desempeño en el trabajo, ocasiona pérdidas económicas para el país debido al aumento de la demanda de medicamentos y de servicios médicos y hospitalarios, y tiene un impacto negativo en el turismo y en el desarrollo del comercio nacional e internacional. Así que un estudio del Instituto Panamericano de Protección de Alimentos y Zoonosis (INPPAZ), estimaron las pérdidas económicas por ETA en México, en 1.1 mil billones de dólares tan sólo por la reducción de la productividad.

Este trabajo demuestra la importancia de los bovinos portadores de E. coli con serotipos considerados importantes en la salud pública, pues cuando se hace un manejo inadecuado en los rastros se pueden contaminar las canales; de allí que exista la necesidad de mejorar el proceso para obtener información sobre la carne, y por ende, una estrategia para reducir el riesgo de infecciones por serotipos de este lenguaje en los seres humanos sería reducir su prevalencia en el ganado, así como mejorar el manejo del mismo en los rastros.

Conclusiones e implicaciones

Se demostró la presencia de diversos serotipos de STEC en las canales de bovinos y en las heces de los rastros municipales de México. También se demostró la presencia de serotipos importantes para la salud humana y animal que presentan la toxina stx2, la cual puede tener el potencial de causar el síndrome urémico hemolítico, por lo que se considera un importante factor de riesgo capaz de desencadenar enfermedades humanas. Un rastro se ocupa de la transformación de uno o varios tipos de ganado vacuno para el consumo humano a través de una serie de etapas básicas y determinantes en la calidad de la carne, y existe una autoridad responsable que tiene la facultad legal de establecer y hacer cumplir los requisitos en relación con la higiene de la carne. Existen programas sobre higiene de la carne, y su principal objetivo es la protección de la salud pública, además de que basan sus decisiones en la evaluación científica de los posibles riesgos para la salud humana, donde se consideran todos los peligros alimentarios identificados en las actividades de investigación, vigilancia y otras actividades pertinentes, de modo que la higiene de los alimentos se define como todas las condiciones y medidas necesarias para garantizar la inocuidad y la idoneidad de los alimentos en todas las etapas de la cadena de producción de alimentos. La seguridad de una producción no está garantizada por el examen bacteriológico del producto terminado, sino por el estricto cumplimiento de cada una de las etapas del proceso de obtención de la carne.