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INTRODUCCIÓN
Clostridioides (Clostridium) difficile, es un patógeno bacteriano de marcada importancia en humanos, el principal causante de diarrea asociada a los antibióticos relacionados con servicios de atención en salud en humanos. Esta es una bacteria anaerobia, Gram positiva y cuyos principales factores de virulencia son la toxina A (TcdA) y la toxina B (TcdB) mientras que algunos aislamientos también producen una tercera toxina llamada binaria (CDT). En la última década, han aumentado la aparición de cepas más virulentas, brotes hospitalarios epidémicos y reportes resistencia a antimicrobianos (Clements et al. 2010; Martin et al. 2016; Smits et al, 2016)
En medicina veterinaria, C. difficile ha sido estudiado en diversas especies animales de producción como porcinos y bovinos, se ha reportado su presencia y además se han postulado hipótesis sobre una posible fuente de infección zoonótica, que aún se encuentra en discusión (Keessen et al., 2011b; Rodriguez et al., 2012; Rodríguez-Palacios et al., 2013). C. difficile ha sido también reportado en especies domésticas (Silva et al., 2013a; Silva et al., 2014).
Esta bacteria ha tenido particular importancia en los cerdos, debido a su alta prevalencia en los primeros meses de vida y al reporte de diarreas asociadas. En el caso de los lechones, se ha informado de un incremento en los casos de diarrea neonatal, pérdida de peso y patologías relacionadas (Songer y Uzal, 2005). C. difficile puede colonizar porcinos de forma sub-clínica, lo que podría constituir un posible factor de riesgo para los humanos y pérdidas económicas para los productores (Songer, 2010).
CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS Y FENOTÍPICAS
Clostridioides difficile es una bacteria anaerobia estricta, Gram-positiva, formadora de esporas ovales y sub-terminales, que produce colonias rizoides no hemolíticas en agar sangre. C. difficile es una especie móvil; obteniendo resultados negativos para las pruebas de catalasa, indol, ureasa, lipasa y lecitinasa (Dubberke et al., 2011).
Las esporas constituyen la principal vía de diseminación y contagio para los hospederos, brindándole además un mecanismo de protección y supervivencia (Paredes-Sabja et al., 2014). Las lesiones en la mucosa son características y conllevan a la descompensación electrolítica del hospedero (Carroll y Bartlett, 2011).
FACTORES DE VIRULENCIA
Los principales factores de virulencia de C. difficile son las toxinas A y B (TcdA y TcdB, respectivamente), las cuales se encuentran estrechamente relacionadas (Carter et al.,2012), siendo TcdB a la que se le atribuye mayor patogenicidad (Burke y Lamont, 2014). Las toxinas, A y B, son generalmente responsables de la enfermedad, mediante la inactivación por glucosilación de GTP-asas como Rho, Rac y Cdc42 (Di Bella et al., 2016), influyendo en la morfología, la división celular y el tráfico membranal, y eventualmente la muerte celular (enterocitos).
Algunas cepas producen también una tercera toxina conocida como toxina binaria (CDT) (Houser et al., 2012). CDT es una toxina ADP-ribosilante que causa disrupción del citoesqueleto celular, provocando la pérdida abundante de fluidos intracelulares. Redondeamiento y eventual muerte celular, ha sido encontrada en casos severos de infecciones por C. difficile “CDI” (Gerding et al., 2014).
FACTORES DE RIESGO ASOCIADOS A INFECCIÓN POR C. difficile EN PORCINOS
Son pocos los estudios que investigan adecuadamente los factores de riesgo en poblaciones de cerdos (Moono et al., 2016a) sin embargo, el uso y abuso de antimicrobianos de amplio espectro, que provocan un efecto de barrido en la microbiota intestinal, constituye uno de los principales factores que facilitan la colonización y la enfermedad por C. difficile en porcinos (Keessen et al., 2013). Adicionalmente se ha encontrado que el pobre desarrollo de microbiota intestinal, la edad y dosis bacteriana, contribuyen con la colonización exitosa del patógeno y que en altas concentraciones su patogenicidad puede aumentar (Arruda, 2014). Sin embargo, se ha detectado C. difficile toxigénico en animales y plagas asociadas a sistemas de producción porcina (Andrés-Lasheras et al.2017; Burt et al. 2012), lo cual podría contribuir a la circulación, mantenimiento y diseminación de C. difficile en el ambiente. Recientemente, se reportó la asociación entre personas con historial de CDI y la proximidad a granjas de animales de producción, donde las prácticas de manejo podrían influenciar la diseminación de patógenos multirresistentes y C. difficile en la comunidad (Anderson et al. 2017).
BIOLOGÍA Y PATOLOGÍA EN LECHONES
Las infecciones por C. difficile en lechones, generalmente producen lesiones tópicas en la región cecal, con cuadros de colitis entérica necrotizante, edema mesocolónico, ascitis, hidrotórax, tiflocolítis, diarrea con liberación de exudado inflamatorio, edema submucoso extenso, proliferación mucosa, inflamación celular y daño epitelial generalizado (Álvarez-Pérez et al., 2009; Steele, J. al., 2010). En un estudio comparativo entre hatos de modelos porcinos, la fisiopatología predominante es la enteritis ulcerada proliferativa, necrosis epitelial superficial y la liberación de exudado inflamatorio (Kongsted et al., 2013). Todos estos hallazgos obedecen a ciertos factores predisponentes, tales como microbiota intestinal alterada o inexistente como producto del uso indiscriminado o prolongado de antimicrobianos, estado de salud del hospedero y la cepa que esté causando la infección, aunado a la presencia de las toxinas TcdA, TcdB y CDT (Songer et al., 2000).
ECO-EPIDEMIOLOGÍA Y DISTRIBUCIÓN
Las prevalencias reportadas de C. difficile varían considerablemente debido a diversos factores tales como: tamaño y disponibilidad de la muestra, su manejo y la metodología utilizada para el cultivo y detección (Blanco et al., 2013); los factores anteriores aunados a las características del patógeno convierten a C. difficile en un microorganismo difícil de estudiar y manipular (Songer, 2010). C. difficile, es una bacteria versátil, puede estar presente en diversos ambientes, sean estos hospitalarios o domésticos; adicionalmente, se ha reportado la presencia o portaje de cepas toxigénicas y no toxigénicas en perros, gatos y otros animales de compañía (Silva et al., 2013b). La posibilidad de intercambio entre hospederos, así como la variabilidad genética, suponen un riesgo latente para la salud humana y animal (Knight et al., 2016; Schneeberg et al., 2012; Silva et al., 2013b; Usui et al., 2014; Weese et al., 2010a).
La diseminación aérea, así como el transporte e intervención antropogénica, involucradas en su distribución, constituyen nuevos elementos de estudio. A este respecto, se encontró que las esporas de C. difficile pueden encontrarse a distancias de hasta 20 metros, desde las granjas y criaderos de animales de producción. Asimismo, la variabilidad del viento y las características ecológicas de los terrenos y áreas circundantes pueden, de hecho, intervenir en la distribución y abundancia de las mismas, donde las acciones antropogénicas en el desarrollo de las actividades de cría y mantenimiento de los establecimientos, coinciden con el incremento en la presencia de esporas de C. difficile (Keessen et al., 2011a).
Las vías y mecanismos de transmisión son ampliamente estudiados. Se ha demostrado, por ejemplo, que lechones pueden infectarse con C. difficile una hora después de haber nacido y que la transmisión vertical no es factible (Hopman et al., 2011). La susceptibilidad del hospedero varia con la edad del mismo, se ha demostrado que los lechones menores de 7 días poseen tasas de infección y colonización altas y que a medida que crecen (posterior a los 30 días) la prevalencia de las mismas decae considerablemente (Arruda, 2014; Weese et al., 2010b).
Las diversas técnicas de tipificación descritas, permiten ubicar y rastrear cepas, analizando a la vez sus interacciones y la posible relación y transmisión entre animales y seres humanos (Knetsch et al., 2013). Existen diversas técnicas para la genotipificación, tales como pulsotipificación, ribotipificación y secuenciación completa del genoma, entre otras, siendo los principales obstáculos para su implementación generalizada la falta de consenso entre laboratorios para su comparabilidad y la variedad de metodologías aplicadas (Dingle y MacCannell, 2015; Janezic y Rupnik, 2010). Estas metodologías pueden utilizar enzimas de restricción o cebadores y realizar identificación de regiones específicas y conservadas de genoma, donde patrones en bandas o algoritmos complejos como el desarrollado en secuenciación de genoma completo (WGS), son utilizados para su interpretación y clasificación (Kuijper et al., 2009; Sachse y Moebius, 2015). La tipificación de los aislamientos y cepas es ampliamente utilizada con fines epidemiológicos (Sabat et al., 2013; Smits, 2013), siendo la ribotipificación el método más usado en diversos países (Janezic et al., 2014). C. difficile ha sido estudiado en muestras de origen veterinario con el fin de caracterizar su presencia en diversas especies, y varios ribotipos han sido determinados, demostrando así su versatilidad y complejo dinamismo (Janezic et al., 2012; 2014). Los genotipos predominantes en muestras de origen porcino, según diversos autores, son los RT078/NAP7 y RT029, donde se han descrito brotes asociados al genotipo virulento RT078/NAP7; este último, encontrado nativamente en porcinos, podría representar un interesante traslape entre hospederos (Goorhuis et al., 2008; Keessen et al., 2011b; Usui et al., 2014).
En Europa se han descrito diversos ribotipos de C. difficile, entre ellos el RT027, RT078, RT017, RT 18, RT014, RT001 y RT002, como responsables de los brotes reportados y como potenciales fuentes de infección para distintas poblaciones veterinarias, siendo el genotipo RT078/NAP7, el de mayor importancia en América y Europa para porcinos y bovinos, y sorpresivamente, un genotipo emergente para humanos (Aboutaleb et al., 2014; Bauer et al., 2011; Freeman et al., 2010; Schneeberg et al., 2013).
En Australia por su parte, se han reportado aislamientos provenientes de hospederos porcinos; en 52% de las muestras fue posible el aislamiento de C. difficile y el 87% de los mismos eran de tipo toxigénico; un 23% de los aislamientos corresponde al hallazgo del genotipo RT014/NAP4, causante de infecciones por C. difficile en humanos. Lo anterior junto a variada y compleja evidencia (Knight, D. et al., 2013; 2015a; 2015b; Knight, D.R. et al., 2015; 2016; 2019), demuestra la gran versatilidad del patógeno y la necesidad de estudios prospectivos para esclarecer su posible participación en infecciones de tipo zoonóticas en regiones donde nunca se ha estudiado.
Recientemente se ha reportado la implicación del genotipo 127/linaje RT078, como agente causal de CDI en Asia, encontrándose también en aislamientos humanos y veterinarios, lo que brinda más información y evidencia, aunque debatible, sobre el posible rol zoonótico de C. difficile, y que, a la vez, contribuye en el análisis de su dinámica en las poblaciones (Usui et al., 2014; Wu et al., 2016). La gran cantidad de reportes asociados con brotes y cuadros patológicos en poblaciones humanas y animales susceptibles, sigue en aumento (Moono et al., 2016a; 2016b).
El genotipo RT027/NAP1, asociado también a brotes humanos especialmente en Norte América, ha sido reportado a partir de lechones, animales domésticos, bovinos y productos cárnicos (Dubberke et al., 2011; Gould y Limbago, 2010; Janezic et al., 2014). C. difficile genotipos RT078/NAP7 y RT027/NAP1, han sido reportados en muestras de aguas residuales y compuestos orgánicos de abono (Changyun, 2015); el genotipo RT078/NAP7 fue aislado a partir de diversas superficies dentro de instalaciones de producción porcina (Keessen et al., 2011a), y en aguas y ríos, diversos ribotipos fueron recuperados, siendo el RT014 el de mayor frecuencia y que ha sido previamente aislado a partir de muestras clínicas de humanos y animales (Zidaric et al., 2010).
Finalmente, en Centroamérica se ha descrito el aislamiento multirresistente a los antimicrobianos de C. difficile a partir de heces en lechones, siendo los genotipos encontrados RT078/NAP7, RT014 y RT576. Inesperadamente, mediante análisis del número variable de locus múltiples de repeticiones en tándem (del inglés: multiple-locus variable-number of tandem-repeats análisis, MLVA) de los aislamientos RT078/NAP7, se encontró una homología de tipo clonal con aislamientos de origen clínico (humano) y veterinario de Alemania (Andino-Molina et al., 2019).
RESISTENCIA A LOS ANTIMICROBIANOS EN C. difficile
El uso de cefalosporinas, clindamicina y quinolonas representa un factor de riesgo para infecciones por C. difficile en humanos; en porcinos y animales en general, los perfiles de susceptibilidad o resistencia a los antimicrobianos han sido, relativamente, poco estudiados, aunque penicilina, enrofloxacina, colistina, tetraciclina y trimetroprim-sulfonamida son comúnmente utilizados para una amplia gama de enfermedades de forma indiscriminada (Keessen et al., 2013). Para los genotipos RT078 y RT014/020 de origen animal, los antimicrobianos comúnmente utilizados para la prueba de susceptibilidad son metronidazol, vancomicina y moxifloxacina. Interesantemente, solo un estudio ha reportado el uso de enrofloxacina para la prueba de susceptibilidad a los antimicrobianos (Àlvarez-Pérez et al., 2014), siendo este uno de los agentes farmacológicos más utilizados. Se ha reportado resistencia a ciprofloxacina, ertapenem, eritromicina y moxifloxacina en ciertos estudios con aislamientos de C. difficile RT078/NAP7 y 127; este último mostró mutaciones en el gen gyrA (Pelaez et al., 2013; Wu et al.,2016). La exposición y uso frecuente de antimicrobianos en sistemas de producción porcina convencional ha mostrado estar relacionado con la presencia de genotipos toxigénicos como el RT078/NAP7. Sin embargo, se encontró que las variaciones en el uso o exposición a antimicrobianos no tiene mayor relevancia en las frecuencias de aislamientos (Susick et al., 2012).
Genes puntuales o elementos genéticos móviles, como Tn6164 presente en aislamientos de C. difficile RT078/NAP7, pueden ser responsables de fenotipos multidrogo- resistentes con graves implicaciones en salud publica debido a su alta virulencia (Spigaglia, 2016). La resistencia a otros antimicrobianos tales como ampicilina, genera también preocupación sanitaria debido a su asociación como un factor de riesgo para las infecciones por C. difficile en pacientes humanos (Spigaglia, 2016; Thitaram et al., 2016). Asimismo, la resistencia a las quinolonas es una característica descrita comúnmente en aislamientos con genotipos virulentos o -potencialmente epidémicos- y constituye un factor de riesgo asociado a infecciones por C. difficile en ambientes asociados a la atención en salud y en infecciones de carácter comunitario (Spigaglia, 2016). Alarmantemente, algunos aislamientos de origen clínico y veterinario han mostrado susceptibilidad reducida (altas concentraciones mínimas inhibitorias) para vancomicina y metronidazol, ambos utilizados como medicamentos básicos en el tratamiento de infecciones por C. difficile (Àlvarez-Pérez et al., 2017; Thitaram et al., 2016). En Latinoamérica, se han generado los primeros perfiles de resistencia de C. difficile en aislamientos de origen animal (Andino-Molina et al., 2019; Silva et al.,2014), encontrando en algunos genotipos multidrogo-resistentes “MDR” y con potencial epidémico o importancia clínica: RT078 y RT014/020, respectivamente.
CONCLUSIONES
C. difficile podría ser un componente de la microbiota colonizante de los lechones, aunque ante un abuso de los antibióticos los porcinos podrían desarrollar diferentes cuadros clínicos relacionados con diarreas. Por otro lado, se demuestra que existe alguna relación genómica entre aislamientos clínicos humanos y porcinos (Andino-Molina et al., 2019; Knetsch et al., 2018; Schneeberg et al., 2013) lo que podría estarse dando por aumento en el contacto entre ambas especies. Todo lo anterior revela la importancia de la correcta administración de las granjas porcinas y el uso controlado de antimicrobianos en sistemas animales de producción para disminuir el impacto de C. difficile en estos animales y disminuir la posibilidad de un potencial canal zoonótico.
Por otro lado, las bacterias presentes en animales, sean estos productivos o mascotas, ya han sido propuestas como posibles reservorios de la resistencia a los antimicrobianos (Argudín et al., 2017). Preocupantemente, estudios demuestran también el aislamiento de C. difficile multirresistentes a partir de productos cárnicos o sistemas productivos de animales (Thitaram et al., 2016; Varshney et al., 2014), lo que supone un riesgo sanitario y una posible fuente de propagación para la multirresistencia a los antibióticos.
C. difficile genotipo RT078/NAP7, tradicionalmente de origen animal y con características de potencial epidémico, ha sido señalado, como unos de los principales genotipos de transferencia zoonótica de resistencia a los antimicrobianos (Knetsch et al., 2018; Knight y Riley, 2016). Su importancia como posible vector de resistencia a los antimicrobianos hace necesaria mayor investigación.
Por otro lado, aunque los ensayos y protocolos para el aislamiento, caracterización y determinación de la resistencia a los antimicrobianos en aislamientos de C. difficile de origen animal requiere uniformidad y estandarización, se hace necesaria una vigilancia permanente de esta bacteria para garantizar entornos saludables y seguros para animales y humanos y para implementar estudios de epidemiología molecular que permitan caracterizar los genotipos de C. difficile presentes en humanos y en animales, principalmente porcinos en donde la prevalencia de esta bacteria es mayor.
