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Revista Española de Salud Pública

Print version ISSN 1135-5727

Rev. Esp. Salud Publica vol.79 n.2 Madrid Mar./Apr. 2005

http://dx.doi.org/10.1590/S1135-57272005000200012 

COLABORACIÓN ESPECIAL

 

EFECTOS SOBRE LA SALUD DE LA CONTAMINACIÓN DE AGUA
Y ALIMENTOS POR VIRUS EMERGENTES HUMANOS, (*)

 

Sílvia Bofill-Mas, Pilar Clemente-Casares, Néstor Albiñana-Giménez, Carlos Maluquer de Motes Porta, 
Ayalkibet Hundesa Gonfa y Rosina Girones Llop
Departamento de Microbiología. Facultad de Biología. Universidad de Barcelona.


 

RESUMEN

El desarrollo de tecnologías moleculares aplicadas a estudios ambientales ha permitido constatar que incluso en países altamente industrializados existe una alta prevalencia de virus en el medio ambiente, lo que causa un importante impacto en la salud pública e importantes pérdidas económicas, principalmente a través de la transmisión de virus por agua y alimentos. Concentraciones significativas de virus son detectadas en las aguas vertidas al ambiente y en los biosólidos generados en plantas de tratamiento de agua residual. En este trabajo se describen las características generales de la contaminación ambiental por virus, principalmente por virus emergentes, analizándose con mayor profundidad los virus de la hepatitis E (VHE) y los poliomavirus humanos como los virus contaminantes ambientales de más reciente identificación en países industrializados. Se ha demostrado que existe una elevada prevalencia de los poliomavirus humanos, BK y JC, en agua residual en todos los países estudiados, lo que implica la potencial transmisión de los virus y de genes potencialmente cancerígenos por vía oral. Estudios recientes demuestran que el patrón epidemiológico de la infección por VHE en países industrializados es complejo y que una gran diversidad de cepas del VHE infecta simultáneamente a la población. El control de la contaminación viral del medio ambiente requiere la estandarización de técnicas moleculares y el desarrollo de un programa de vigilancia que permita valorar parámetros víricos y reducir la diseminación de las enfermedades establecidas y de las infecciones víricas emergentes.

Palabras clave: Medio ambiente y salud pública. Contaminación ambiental. Virus. Hepatitis E. Poliomavirus. Virus JC. Virus BK.

 

 

ABSTRACT

Effects on Health of Water and Food
Contamination by Emergent
Human Viruses

The development of molecular technologies applied to environmental studies has shown that even in highly industrialized countries there is a high prevalence of viruses in the environment that represents an important impact on public health and substantial economic losses mainly related to the transmission of viruses through water and food. Significant concentrations of viruses are detected in the water flowed to the environment and in the biosolids generated in wastewater treatment plants. This work describes the general characteristics of the environmental contamination by viruses principally by emergent viruses, with a special emphasis on the hepatitis E virus (HEV) and the human polyomaviruses as the environmental contaminants more recently identified in industrialized countries. It has been shown that there is a high prevalence of the human polyomaviruses BKV and JCV in urban sewage in all studied countries, implying a potential transmission of these viruses and their potential oncogenic genes through the oral route. Recent studies have shown that the epidemiological pattern of the HEV infection in industrialized countries is complex and that a diversity of HEV strains simultaneously infects the population. The control of the viral contamination requires the standardization of molecular techniques and the development of a surveillance program for the evaluation of the viral parameters and to reduce the dissemination of already established diseases and emergent viral infections.

Key words: Environment and public health. Environmental pollution. Viruses. Hepatitis E. Polyomavirus. JC virus. BK virus.


Correspondencia:
Rosina Girones Llop
Departamento de Microbiología
Facultad de Biología
Universidad de Barcelona
Av. Diagonal 645
08028 Barcelona
Correo electrónico: rgirones@ub.edu

(*) La investigación desarrollada ha sido financiada por: el Fondo de Investigaciones Sanitarias del Ministerio de Sanidad y Consumo; la Food and Drug Administration (FDA) de los Estados Unidos; el Centro de Referencia en Biotecnología de Cataluña (CeRBA); la Generalitat de Cataluña mediante las ayudas concedidas a grupos de investigación consolidados; y las becas otorgadas por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y la Generalitat de Catalunya dentro del Programa de Formación de Investigadores.

 


INTRODUCCIÓN

El impacto de la población sobre los sistemas ecológicos del planeta se ha ido haciendo más aparente en los últimos años, poniendo de manifiesto la estrecha relación existente entre los niveles de contaminación ambiental y la salud de la población. Las enfermedades infecciosas representan un gran riesgo y son la principal causa de muerte en niños y adultos jóvenes1. Según información facilitada por la Organización Mundial de la Salud2, considerando únicamente las enfermedades diarreicas frecuentemente asociadas al consumo de agua o alimentos contaminados, aproximadamente 2 millones de personas mueren cada año, mayoritariamente niños de menos de 5 años. Ejemplos de brotes infecciosos asociados a la contaminación fecal en el medio ambiente fueron: los de Shangai en 1988, en el que se produjeron 300.000 casos de hepatitis A y 25.000 de gastroenteritis virales debido al consumo de moluscos cultivados en un estuario con contaminación fecal3, un brote de gastroenteritis por norovirus probablemente asociado al consumo de agua con contaminación fecal en una residencia de ancianos en Albacete que afectó en 1999 a 341 personas4 y los brotes de hepatitis E en Kanpur en 1991 que afectaron a 79.000 personas5 o el más reciente de 2004 en Sudán que afectó a 6.861 personas y causó 87 muertes en la región de Darfur, donde el número de casos continúa incrementándose6.

Dentro de las enfermedades infecciosas los virus son los principales causantes de brotes relacionados con la contaminación del agua y los alimentos en los países más desarrollados, donde la mejora de los tratamientos de depuración de las aguas residuales ha reducido la transmisión de la mayor parte de los patógenos bacterianos7.

Desde una perspectiva ecológica es interesante sin embargo comentar que a la definición un poco antropocéntrica de los virus como microorganismos patógenos causantes de enfermedades hay que añadir una visión más biológica en la que los virus se considerarán como parte de la naturaleza y como miembros de los diferentes ecosistemas naturales. En el medio ambiente natural existen grandes cantidades de virus que forman parte de los diferentes ecosistemas y no representan peligro para el hombre, dado que los virus son elementos genéticos específicos de huésped y se multiplican infectando organismos vivos que constituyen los diferentes ecosistemas: bacterias, algas, protozoos, etcétera. En aguas naturales sin contaminación fecal se han detectado concentraciones de partículas víricas de 108 ml-1 y parece indudable que los virus juegan un papel importante en el intercambio genético y en la regulación de las poblaciones a las que infectan8,9.

Entre los virus que infectan al hombre existen muchos tipos diferentes que se excretan en grandes concentraciones en las heces de personas con gastroenteritis o hepatitis y en menores concentraciones en heces u orina de individuos sanos, por lo que los virus humanos están presentes en grandes cantidades en aguas residuales urbanas y son considerados contaminantes ambientales. Desde los inicios de la virología ambiental en los años 40 del siglo XX se han ido estudiando y conociendo los virus excretados al medio ambiente que a través de la contaminación fecal pueden contaminar agua y alimentos y representar un riesgo sanitario para la población. En los últimos años el desarrollo de técnicas de amplificación de ácidos nucleicos, principalmente la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) asociada a la posibilidad de caracterizar genéticamente con relativa facilidad los virus detectados, ha permitido obtener una información más completa y real de muchos de los virus excretados que no pueden cultivarse de forma eficiente en líneas celulares. En este trabajo se describen las características generales de la contaminación ambiental causada por virus y los datos más recientes sobre virus emergentes en el medio ambiente, analizándose con mayor profundidad los virus de la hepatitis E y los poliomavirus humanos como los contaminantes ambientales de más reciente identificación en países industrializados.

 

LOS VIRUS, CONTAMINANTES AMBIENTALES

Las aguas residuales son la principal fuente de microorganismos patógenos que se transmiten a través del ambiente y que llegan a la población especialmente a través de la contaminación del agua usada para beber, agua utilizada en cultivos de vegetales o en cultivos de moluscos bivalvos, en la preparación de comida, para lavar, en el baño o en los diversos usos recreativos10. El tratamiento actualmente aplicado a las aguas residuales procesadas por métodos biológicos y físico-químicos ha reducido significativamente la incidencia de enfermedades entre la población, especialmente las de etiología bacteriana, sin embargo los protozoos y los virus son más resistentes que las bacterias a muchos de estos tratamientos. Concentraciones significativas de virus son detectadas en las aguas vertidas al ambiente y en los biosólidos generados en plantas de tratamiento de agua residual11-13 y, a pesar de que se considera que hay una reducción importante de la concentración de virus, se ha estimado, a partir de los 100.000 enterovirus por litro frecuentemente detectados en el agua residual, que en una población de 300.000 habitantes pueden liberarse al medio ambiente cantidades de 109 partículas víricas en 24 horas en aguas residuales tratadas14.

Los virus han demostrado además presentar una mayor estabilidad en el ambiente que los indicadores bacterianos comúnmente utilizados para evaluar la contaminación fecal15. La contaminación del medio ambiente a partir de aguas residuales se confirma al analizar la presencia de virus en aguas superficiales de ríos y lagos en los que detectamos altos porcentajes de muestras positivas al analizar de 1-4 litros de muestra16, y en los frecuentes casos de infecciones virales asociados al consumo de moluscos bivalvos que se observan cada año en países industrializados17. Los virus entéricos en agua pueden permanecer estables durante meses o incluso más tiempo si están asociados a sólidos y pueden acumularse en sedimentos donde persistirán durante más tiempo y desde donde pueden resuspenderse en la columna de agua por diversos procesos naturales como lluvias fuertes, o por procesos artificiales, facilitando la diseminación viral15,19,18.

Se ha observado en algunos casos que los estándares de calidad microbiológica actuales no garantizan la ausencia de virus y se han aislado virus en agua de bebida, aguas superficiales, agua de mar o moluscos bivalvos que cumplen los estándares actuales de índices bacterianos20, 21. El único parámetro viral incluido en la normativa actual europea es la presencia de enterovirus en aguas recreacionales ya que en general se aíslan y cuantifican con facilidad en líneas celulares22. Los datos existentes obtenidos utilizando técnicas moleculares han permitido observar que la presencia de enterovirus no se relaciona con la presencia de otros virus patógenos y se ha sugerido la utilización de bacteriófagos como indicadores que permiten una rápida identificación de virus infecciosos y de adenovirus humanos como índice molecular de contaminación viral de origen humano16,23,24. En la tabla 1 se describe la prevalencia de distintos virus identificados en agua residual.

 

METODOLOGÍAS UTILIZADAS EN LA DETECCIÓN DE VIRUS EN EL MEDIO AMBIENTE

El control virológico del medio ambiente es un proceso complejo debido a la dificultad de identificar concentraciones normalmente pequeñas de virus diversos pertenecientes a diferentes familias y que están dispersos en grandes volúmenes de agua, biosólidos o en otro tipo de muestras ambientales. La aplicación de la (RT)-PCR, ha permitido identificar el papel de los norovirus como principales causantes de gastroenteritis relacionadas con brotes alimentarios, o detectar la gran cantidad de virus de la hepatitis A (VHA) excretados incluso en países que ya no se consideran endémicos para esta enfermedad. Por ejemplo en el agua residual urbana de Barcelona se detecta VHA en un 57,4% de las muestras31. Se han identificado también adenovirus y poliomavirus entre los virus más abundantes de los regularmente detectados en aguas residuales y se ha identificado el virus de la hepatitis E como un virus emergente que previamente se consideraba que existía únicamente en otras áreas geográficas consideradas endémicas16,32,43.

La mayor parte de virus que se transmiten por la vía oral-fecal no tienen envuelta lipídica y son relativamente resistentes al calor, la desinfección y los cambios de pH. En la actualidad no se dispone de métodos estandarizados de detección de virus en agua o alimentos y esta metodología no se aplica de forma rutinaria en los laboratorios de Microbiología. Las técnicas utilizadas para la obtención de los datos descritos por estos autores sobre adenovirus, enterovirus, noro- virus, virus de la hepatitis A y E y poliomavirus en el ambiente se han desarrollado a lo largo de diversos trabajos16,21,44 y se basan en la concentración de virus a partir de diversos volúmenes de aguas superficiales mediante filtros electropositivos (Zeta-plus; CUNO) según el método descrito por Sobsey y Jones45. En agua de mar los virus se concentraron usando un método modificado de filtración a través de membranas de nitrato y acetato de celulosa descrito por Sinton et al.46. A partir del concentrado o directamente de agua residual, de biosólidos o del homogenizado de moluscos bivalvos, los virus son eluídos de la materia particulada mediante tampón glicina a pH alcalino y concentrados en 100-200µl utilizando técnicas de ultracentrifugación. El procedimiento seleccionado para la extracción de ácidos nucleicos, tanto ARN como ADN, se basa en el método descrito por Boom et al.47 que permite la eliminación de inhibidores de las posteriores reacciones de (RT)-PCR anidada utilizadas en la identificación y posterior tipificación de los virus y descritas en detalle en los diversos estudios publicados16, 32,43,44. Las técnicas de cuantificación de virus por PCR a tiempo real se están desarrollando actualmente y se han utilizado en la cuantificación de adenovirus21 y poliomavirus y por otros autores en la cuantificación de enterovirus y norovirus. Hay que tener en cuenta que la eficiencia variable del proceso de retrotranscripción puede condicionar la exactitud de la cuantificación de genomas de virus ARN en muestras ambientales28,33, por lo que la cuantificación de genomas ADN es en general más eficiente que la cuantificación de genomas ARN.

 

ENFERMEDADES ASOCIADAS A LOS VIRUS COMO CONTAMINANTES AMBIENTALES

Un gran número de virus diferentes infectan al hombre y a los animales y son excretados al medio ambiente a través de las heces y la orina pudiendo causar distintas enfermedades15 como meningitis, algunos tipos de parálisis, enfermedades respiratorias, diarreas y vómitos, miocarditis, anomalías congénitas de corazón, hepatitis, infecciones oculares y, según datos recientes, podrían estar también relacionados con diversos tipos de cáncer36-38.

Muchas infecciones virales son asintomáticas y pasan completamente desapercibidas en el huésped, aunque representan una fuente de virus y de nuevas infecciones en la población. Éste es el caso de la mayoría de infecciones causadas por enterovirus. Existe también un número elevado de diferentes virus que infectan al hombre de forma persistente y asintomática, constituyendo una parte de lo que se podría definir como la flora microbiana humana, siendo excretados en las heces u orina de personas sanas durante meses y años39. No obstante es importante tener en cuenta que algunos de estos virus pueden causar importantes enfermedades en personas con inmunodeficiencias. Éste es el caso del poliomavirus JC que causa leucoencefalopatía multifocal progresiva, una enfermedad letal en aproximadamente un 4% de los enfermos de sida40.

Los virus que el hombre excreta al medio ambiente y se han asociado a enfermedades importantes pertenecen a diferentes familias, de las que los géneros más importantes están enumerados en la tabla 2 junto con las patologías más significativas a las que se han asociado. 

La más frecuente es la gastroenteritis que representa también una causa de muerte no sólo en los países de economías emergentes sino también en los más industrializados, especialmente en personas de edad avanzada41. Le sigue en importancia clínica la hepatitis.

A diferencia de las bacterias, los virus son parásitos intracelulares estrictos y no se pueden replicar fuera de los huéspedes, así la contaminación viral del medio a lo largo del tiempo únicamente puede reducirse. Esto implica que las infecciones transmitidas a través del ambiente dependerán de la estabilidad de la partícula vírica, de la cantidad de virus excretados y de la susceptibilidad del huésped. Se ha observado que incluso dosis muy bajas de virus ingeridos pueden causar infecciones y muchas de las personas infectadas pueden actuar como portadores asintomáticos y transmitir la infección a otras personas. La enfermedad puede evidenciarse cuando éstas se han infectado, lo que puede ocurrir en áreas distantes de la fuente original de la contaminación, por lo que a menudo son difíciles de realizar los estudios epidemiológicos de las infecciones distribuidas por el ambiente42.

 

VIRUS EMERGENTES QUE CONTAMINAN EL MEDIO AMBIENTE

El desarrollo tecnológico descrito va ligado en muchos casos al concepto de microorganismos emergentes, ya que las nuevas técnicas permiten identificar y estudiar infecciones virales que no podían estudiarse por técnicas clásicas de aislamiento en cultivo celular. Los microorganismos emergentes pueden definirse como nuevos microorganismos de reciente aparición, microorganismos que ya existían pero han aumentado rápidamente en incidencia y/o ámbito geográfico, y aquellos por los que la transmisión por agua o alimentos ha sido identificada recientemente. Esto último puede ser el resultado de la aplicación de nuevas tecnologías o de la mejora en los métodos de aislamiento que facilitan la detección de patógenos específicos y su asociación con brotes de enfermedades con los que no había sido previamente posible la asociación o por cambios ambientales o de condiciones de vida que proporcionan nuevos hábitats para estas infecciones48. Varios estudios han confirmado que enfermedades infecciosas relacionadas con el agua no sólo siguen siendo causa primordial de mortalidad y morbilidad en todo el mundo, sino que el espectro de enfermedades se está ampliando y la incidencia de muchas relacionadas con el agua está aumentando. Desde 1970 varias especies de microorganismos presentes en heces humanas o animales se han confirmado como patógenos; tal sería el caso del rotavirus, virus de la hepatitis E y norovirus. Otros virus, como por ejemplo coronavirus entéricos y parvovirus, se han detectado en heces de pacientes con gastroenteritis pero su patogenicidad no ha sido probada49.

Norovirus

La familia Caliciviridae está formada por cuatro grupos de virus genética y antigénicamente diversos que también difieren en el huésped animal de preferencia. Los calicivirus humanos se han agrupado en dos géneros Norovirus y Sapovirus. Los Norovirus, previamente denominados virus del grupo Norwalk, y otros calicivirus entéricos causan gastroenteritis agudas autolimitadas en humanos y aunque las infecciones asintomáticas son comunes, estudios recientes han demostrado que los norovirus son la causa más común de gastroenteritis en personas de todos los grupos de edad49. La incidencia es mayor en niños pero la enfermedad también ocurre regularmente en adultos. Ésta sería una diferencia con respecto a los otros grupos de virus como los rotavirus, astrovirus y adenovirus que causan gastroenteritis principalmente en niños. Los norovirus son responsables de gastroenteritis esporádicas y de brotes infecciosos en escuelas, hospitales, residencias de ancianos, hoteles y cruceros. El virus es extremadamente infeccioso y los casos secundarios son muy característicos de los brotes infecciosos de norovirus.

La identificación de norovirus presenta una dificultad añadida al hecho de que no se han logrado cultivar en líneas celulares y es que presentan una gran diversidad genética de manera que su detección en muestras ambientales o alimentos requiere la utilización de RT-PCR y la confirmación por secuenciación o hibridación de la especificidad del resultado obtenido. El género se ha distribuido en dos genogrupos que a su vez se dividen en diversos genotipos entre los cuales se van incluyendo nuevos variantes y recombinantes que se identifican durante los estudios de vigilancia epidemiológica que se llevan a cabo en diferentes países50,51.

Existen diversas revisiones publicadas recientemente que describen las características de los norovirus y su papel como causante de gastroenteritis asociadas al consumo de alimentos contaminados52,53.

Virus de la Hepatitis E

El VHE se ha clasificado como género Hepevirus de la nueva familia Hepeviridae. Es un virus ARN de genoma bastante estable, aunque las cepas presentan diferencias que permiten su distribución en 4 grandes genotipos54. La mayoría de cepas autóctonas de zonas industrializadas y consideradas tradicionalmente no endémicas como EUA y Europa pertenecen al genotipo III32,55-57.

La hepatitis E es una enfermedad aguda que no progresa hacia cronicidad57. Los síntomas clínicos son básicamente los mismos que los de una hepatitis causada por VHA pero ligeramente más severa. La hepatitis fulminante está más comúnmente asociada con el VHE que con otro tipo de hepatitis virales58, presentando una mortalidad en la población general de aproximadamente un 1%, aunque se incrementa cuando afecta a mujeres en el tercer trimestre de embarazo (hasta un 20%)59.

Entre un 80% y un 100% de los cerdos en granjas comerciales de los Estados Unidos presentan anticuerpos contra el VHE60. Resultados similares se han obtenido en otras regiones, tanto endémicas como no endémicas para el VHE en humanos, sugiriendo que el virus se encuentra de manera ubicua en las poblaciones de cerdos de todo el mundo. En estudios realizados en diversas granjas de Cataluña se ha observado una seroprevalencia de un 20% y se han identificado dos cepas del VHE de origen porcino muy similares a las identificadas en agua residual urbana y en muestras clínicas de la misma región32,61. También se han encontrado anticuerpos contra el VHE en ratas, gatos, primates, jabalíes y ciervos62-66.

Las características epidemiológicas de la infección por VHE son: transmisión fecal-oral; brotes epidémicos asociados a agua contaminada en áreas donde las condiciones sanitarias son deficientes, principalmente en regiones tropicales y subtropicales; mayor tasa de afectados entre jóvenes adultos de entre 15 y 40 años; mayor tasa de mortalidad en mujeres embarazadas (especialmente durante el tercer trimestre); baja seroprevalencia (IgG anti-VHE) en zonas con brotes y casos esporádicos de hepatitis E; baja tasa de transmisión por contacto persona a persona y ausencia de secuelas o cronicidad59,67.

Además de brotes epidémicos el VHE también provoca casos esporádicos de hepatitis E, siendo responsable de más del 50% de las hepatitis agudas virales en muchos países de economía emergente en los que el virus es endémico59.

Las regiones más industrializadas se han considerado tradicionalmente no endémicas para el VHE con casos esporádicos de hepatitis E atribuidos a cepas importadas de regiones endémicas68. En estas regiones de Europa y Estados Unidos la seroprevalencia (IgG anti-VHE) oscila entre 1 y 3%68, valores relativamente altos si se aceptaba que los casos de hepatitis E son todos importados. A partir de los años 90 empezaron a detectarse en Estados Unidos, Italia, Grecia y España cepas del VHE causantes de casos clínicos en personas sin antecedentes de haber viajado a zonas endémicas55-57,61. Así, en un estudio realizado en colaboración con el Hospital Vall d´Hebró de Barcelona se ha identificado ARN del VHE en el suero de 4 personas con hepatitis E esporádicas causadas por cepas idénticas o estrechamente relacionadas con las detectadas en agua residual, las cuales se podrían considerar endémicas y en el suero de una persona con una infección probablemente importada61,69.

En estudios preliminares sobre la estabilidad del VHE en agua residual se observó que el tiempo requerido para una inactivación del 90% era de 20 días a una temperatura de 20ºC, inferior a los 38 días estimados para poliovirus 1 en las mismas condiciones16. En los estudios de prevalencia del virus en agua residual se ha detectado ARN del VHE en el 53,8% de las muestras de agua residual estudiadas y se han identificado más de 20 secuencias diferentes del virus32. El árbol filogenético generado con cepas representativas se describe en la figura 1

También se detectó el VHE en 1 de 5 muestras de agua residual urbana Washington DC y en 1 de 4 muestras de Nancy (Francia), zonas que presentaron también alta concentración del VHA en agua residual.

Existen muy pocos estudios por parte de otros autores sobre la presencia del VHE en el ambiente. Vaidya et al.70 encontraron un 11% de muestras de agua residual positivas procedentes de una planta de Pune (India), región considerada tradicionalmente endémica para el VHE. En este caso el análisis se realizó sin concentración previa de las partículas víricas. En esta misma región se detectó un incremento de los valores de seroprevalencia en individuos que trabajaban en contacto con agua residual (56,5%) respecto a la población control (18,9%)71. Un estudio realizado en Turquía mostró que campesinos que usaban agua residual para la irrigación de los campos presentaban una seroprevalencia de un 34,8%, frente al 4,4% de los individuos controles de la región72. Se considera que personas que trabajan sin protección expuestas a aerosoles producidos por aguas residuales o en contacto estrecho con animales infectados, concretamente cerdos aunque otros animales están también siendo estudiados, pueden representar grupos con riesgo mas elevado de infección por VHE.

Los poliomavirus humanos JC y BK

Los poliomavirus son pequeños virus icosaédricos (figura 2) que presentan un genoma de ADN circular, covalentemente cerrado, superenrollado de doble cadena que mide aproximadamente 5,2kb. Los antígenos T y t son proteínas multifuncionales que dotan a estos virus de cierto potencial oncogénico74. Los poliomavirus infectan a una amplia variedad de vertebrados habiéndose descrito hasta el momento dos especies que infectan al hombre: JC y BK.

El virus JC fue aislado por primera vez en 1971 como causante de una enfermedad letal del sistema nervioso central (SNC) denominada leucoencefalopatía multifocal progresiva (PML). Esta enfermedad afecta principalmente a individuos inmunodeprimidos por lo que su prevalencia se ha visto muy incrementada debido a la pandemia de sida. Aproximadamente un 4% de pacientes de sida fallecen de PML40. Recientemente se ha relacionado este virus con tumores a nivel de SNC37 y con tumores colorectales36,38,75,76. Aunque no está claro el papel que el virus puede jugar en el desarrollo de estos tumores se sabe que es un potente inductor de tumores de cerebro en hámsters y primates y su capacidad oncogénica ha sido ampliamente demostrada en modelos animales.

El virus BK es un poliomavirus humano que también ha visto incrementada su prevalencia debido a que afecta a personas sometidas a trasplantes de órganos, sobretodo de riñón y de médula ósea, siendo el principal causante de nefropatía asociada a poliomavirus, cistitis hemorrágica y estenosi uretérica en estos pacientes.

Ambos virus se excretan en orina, pues realizan infecciones persistentes en el riñón una vez ha tenido lugar la infección primaria. Un 20-80% de la población excreta poliomavirus en orina, dependiendo del grupo étnico y el rango de edad al que pertenecen39,77.

La infección primaria por el virus JC tiene lugar durante la infancia y la adolescencia temprana78-80 y normalmente es asintomática. En individuos inmunocompetentes el virus JC persiste en el riñón y su presencia ha sido descrita también en otros órganos81. Un elevado porcentaje de la población es seropositiva para el virus JC. Este porcentaje crece conforme aumenta la edad de la población estudiada y puede llegar a ser de un 75% en poblaciones adultas82.

El virus BK infecta por primera vez al hombre también durante la infancia, parece ser que a edades más tempranas que el virus JC78-80. Los datos sobre la prevalencia de BK en la población son muy dispares y van del 50 al 90%83. BK se excreta en orina menos que JC84 y parece ser que el estado inmunológico del huésped influye más directamente en el grado de excreción85.

Presencia de poliomavirus humanos en el ambiente. Con la intención de definir los posibles mecanismos de transmisión de estos virus nuestro grupo de investigación ha estudiado su presencia en aguas residuales de diferentes zonas geográficas de Europa, África y Estados Unidos, ya que hasta el momento no existían datos sobre la presencia y estabilidad en el ambiente de estos virus.

Del total de 52 muestras estudiadas un 98% resultaron ser positivas para el virus JC con concentraciones medias aproximadas de 102-103 partículas víricas/ml de agua residual y un 90% fueron positivas para el virus BK con concentraciones medias de 10-102 partículas víricas/ml de agua. El 98% de las muestras analizadas fueron positivas para adenovirus humanos, virus utilizados por nuestro grupo como indicadores de contaminación fecal humana. También se detectaron los virus JC y BK en distintas muestras ambientales procedentes de la India y JC en muestras de moluscos bivalvos analizados25,43. Así pues, los poliomavirus humanos están presentes en elevadas concentraciones en aguas residuales, y los estudios de estabilidad han demostrado que son estables en ellas y a pH ácidos, lo que nos llevó a sugerir el tracto gastrointestinal como posible portal de entrada de estos virus en el organismo y el virus JC como un potencial virus indicador de contaminación fecal de origen humano25. El epitelio gastrointestinal esta frecuentemente expuesto a estos virus o/y a su ADN que contiene genes potencialmente oncogénicos y en estos últimos años se ha iniciado en diversos laboratorios el estudio de estas interacciones sin obtenerse hasta el momento resultados definitivos.

Otros patógenos emergentes

La aplicación de técnicas moleculares ha permitido identificar adenovirus en prácticamente el 100% de muestras de agua residual urbana analizada en diversas ciudades de África, Estados Unidos, Suecia, Francia, Grecia y Reino Unido y son los virus detectados en un mayor número de muestras de moluscos bivalvos cultivados en agua de mar con alguna presencia de contaminación fecal25. Los adenovirus se han incluido recientemente en la lista de contaminantes candidatos de la Environmental Protection Agency de Estados Unidos dada su gran prevalencia en agua residual, su relación con diversas patologías y su resistencia en el medio ambiente y a algunos de los tratamientos utilizados en los procesos de depuración de agua. Los resultados obtenidos sobre la abundancia de adenovirus y la capacidad de detectar de forma específica la presencia de adenovirus de origen humano o de origen animal86, sugiere su utilidad como índice molecular de contaminación fecal y como instrumento para trazar el origen de la contaminación.

Muchos virus pueden ser excretados en heces u orina en períodos cortos durante una infección, aunque su detección en aguas residuales no se haya llevado a cabo probablemente por una reducida estabilidad de muchos grupos de virus en el medio ambiente y la fragilidad de muchas partículas víricas con envuelta lipídica. Recientes estudios desarrollados sobre la excreción en heces del coronavirus asociado al síndrome respiratorio severo agudo (SARS) han demostrado la excreción de este nuevo patógeno emergente (que se diseminó de forma global a principios del año 2003) mediante técnicas de RT-PCR en muestras clínicas de heces en un promedio de 27 días pudiendo a llegar en algunos casos a 126 días87. Esto plantea la necesidad de llevar a cabo futuros estudios como sería el de la potencial transmisión respiratoria de virus excretados fecalmente, mecanismo conocido para algunos grupos de virus y que ha sido sugerido en algún caso en las infecciones de SARS y su impacto sobre la salud pública.

 

CONCLUSIONES

Existe una alta prevalencia de virus en el medio ambiente, lo que causa un importante impacto en la salud pública e importantes pérdidas económicas principalmente a través de la transmisión de virus por agua y alimentos.

En los estudios realizados sobre el virus de la hepatitis E se ha observado, analizando aguas residuales en Europa y Estados Unidos, que existe una elevada prevalencia de este virus en áreas geográficas que se consideraban libres de cepas endémicas y también que existen casos clínicos esporádicos y reservorios animales, por lo que se puede considerar como una potencial zoonosis. Se requieren más estudios para evaluar otros posibles reservorios animales, la patogenicidad de las cepas endémicas detectadas y mejorar los sistemas de diagnóstico clínico.

La detección de poliomavirus en prácticamente el 100% de las muestras de agua residual sugiere su utilización como potenciales indicadores de contaminación viral humana, en adición a los adenovirus humanos, y la necesidad de valorar el efecto que la exposición frecuente a la ingestión de virus y/o genomas virales con potencial oncogénico tiene sobre el desarrollo de algunos tipos de cáncer como el de colon.

El control de la contaminación viral del medio ambiente requiere la estandarización de técnicas moleculares y el desarrollo de un programa de vigilancia que permita valorar parámetros víricos y reducir la diseminación de las enfermedades establecidas y de las infecciones víricas emergentes.

 

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a los Drs. Maria Buti y Rosend Jardí del Hospital Vall d'Hebró de Barcelona su colaboración en los estudios clínicos relacionados con VHE y al Dr. Andrew M. Lewis del Center for Biological Examination and Research, Division of Viral Products, Food and Drug Administration, USA, su colaboración en los estudios sobre la prevalencia de los poliomavirus humanos en el ambiente.

 

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