Problemática ambiental de las encefalopatías espongiformes transmisibles - enfoque al contexto colombiano

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(1)PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DE LAS ENCEFALOPATÍAS ESPONGIFORMES TRANSMISIBLES: ENFOQUE AL CONTEXTO COLOMBIANO. JOHN HENRY MELO PINEDA PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO AMBIENTAL. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTÁ D.C 2011.

(2) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DE LAS ENCEFALOPATÍAS ESPONGIFORMES TRANSMISIBLES: ENFOQUE AL CONTEXTO COLOMBIANO. JOHN HENRY MELO PINEDA PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO AMBIENTAL. Asesor: Ing. Sergio Fernando Barrera Tapias Msc Profesor Titular del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Universidad de los Andes. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTÁ D.C 2011.

(3) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. “Believe nothing, No matter where you read it, Or who said it, Even if I have said it, Unless it agrees with your own reason, And your common sense”. Buddha.

(4) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Agradecimientos. Me siento afortunado por haber contado con los valiosos aportes de los mejores expertos del tema en el país. Su aporte fue vital para el desarrollo del presente trabajo. Expreso mi admiración y mis más sinceros agradecimientos a:   . . Arturo Díaz, Médico Veterinario, Mágister en Salud Pública y encargado de la Dirección Nacional de Salud Pública Nacional del Ministerio de la Protección Social. Uriel Sierra MVZ, Patólogo, Responsable Nacional de la Prevención y Vigilancia de la Encefalopatía Espongiforme Bovina del Instituto Colombiano Agropecuario. Gabriel Toro, Neuropatólogo, Investigador Emérito del Instituto Nacional de Salud, Profesor emérito de la Universidad Nacional, quien formó parte del equipo médico que descubrió el Kuru junto al Nobel Carleton Gadjusek. Vladimir Zaninovic, Neurólogo, Profesor Emérito de la Universidad del Valle, quien atendió el primer caso confirmado de Creutzfeldt-Jakob en el país.. Al programa Quiero Estudiar y al Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de los Andes, por el privilegio de recibir la mejor educación del país. A mamá y papá, nada de esto sería posible sin su iniciativa, constancia y apoyo incondicional..

(5) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Abreviaciones y Acrónimos. CJ: Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob CWD: Chronic Wasting Disease CZI: Código Zoosanitario Internacional EEB: Encefalopatía Espongiforme Bovina EET: Encefalopatía Espongiforme Transmisible ICA: Instituto Colombiano Agropecuario INS: Instituto Nacional de Salud INVIMA: Instituto Nacional de Vigilancia de Alimentos y Medicamentos MER: Material Específico de Riesgo OIE: Organización Mundial de Sanidad Animal OMC: Organización Mundial del Comercio PrP: Proteína Priónica PrPc: Proteína Priónica Sensitiva a la Proteasa Celular PrPsc: Proteína Priónica asociada con las Encefalopatías Espongiformes Transmisibles vCJD: Variante de la Enfermedad de Creutzfeldt Jakob.

(6) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Contenido INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 1 ENCEFALOPATÍAS ESPONGIFORMES TRANSMISIBLES ........................................................ 2 Priones ............................................................................................................................................. 4 Transmisión y Conversión de Priones ......................................................................................... 7 Dinámica de Propagación Molecular .......................................................................................... 8 Scrapie ............................................................................................................................................. 8 Sintomatología ............................................................................................................................ 9 Epidemiología ........................................................................................................................... 10 Encefalopatía espongiforme bovina (EEB) ................................................................................... 10 Sintomatología .......................................................................................................................... 11 Epidemiología ........................................................................................................................... 12 Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJ) ......................................................................................... 13 PRIONES EN EL MEDIO AMBIENTE .......................................................................................... 15 Suelos ............................................................................................................................................ 15 Disposición de material contaminado ....................................................................................... 16 Fijación a partículas del suelo ................................................................................................... 17 Agua y biosólidos .......................................................................................................................... 18 TECNOLOGÍAS DE DESINFECCIÓN Y ESTERILIZACIÓN...................................................... 19 Primeras etapas de la interacción célula-desinfectante ................................................................. 21 Objetivos potenciales de los biocidas........................................................................................ 22 Inactivación química de priones .................................................................................................... 23 SITUACIÓN EN COLOMBIA ......................................................................................................... 24 Seguimiento de las EET en Colombia ........................................................................................... 24 ¿Por qué el gobierno Colombiano debe preocuparse por las enfermedades priónicas? ................ 27 EEB en Colombia .......................................................................................................................... 27 Creutzfeldt-Jakob en Colombia ..................................................................................................... 28 El primer caso de CJ en Colombia ............................................................................................ 29 Legislación en Colombia ............................................................................................................... 30 Conclusiones ..................................................................................................................................... 33 Bibliografía ....................................................................................................................................... 37.

(7) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. INTRODUCCIÓN. Las Encefalopatías Espongiformes Transmisibles (EET) son un tipo de enfermedades neurodegenerativas que se originan por la deformación de una proteína presente en el sistema nervioso de los mamíferos conocida como prión. Estas enfermedades causan demencia, pérdida de la memoria, alucinaciones, movimientos y convulsiones que son causados por la muerte progresiva de las células cerebrales. Dado que las EET son hasta el momento incurables e intratables, los esfuerzos de la comunidad científica van hacia el estudio de la biología del prion y la explicación de su cambio de estructura, mientras que los gobiernos han emitido políticas que han logrado controlar de forma efectiva la transmisión de esta enfermedad. Los priones son extraordinariamente resistentes a mecanismos de desinfección y esterilización. Por esta razón pueden permanecer infecciosos una vez han sido liberados al medio ambiente, aún bajo condiciones extremas que raramente ocurren en la naturaleza. Existen reservorios ambientales en los que los priones son capaces de permanecer infecciosos durante varios años. Este trabajo se basa en la suposición de que la teoría acerca de los priones como agentes provocadores de las EET es cierta, lo cual es ampliamente aceptado en la comunidad científica hoy en día. El argumento principal de los científicos discrepantes es que los priones son muy resistentes para tratarse solamente de proteínas y que además el agente transmisor de las EET debería tener material genético (como en el caso de los virus) para poder infectar a un huésped. Teorías alternativas incluyen la teoría del Spiroplasma (Bastian, 1996). El objetivo de este trabajo es el de identificar las matrices ambientales bajo las cuales los priones pueden permanecer infecciosos, para luego adentrarse en el contexto colombiano y ver cómo se está controlando este riesgo en nuestro país.. 1.

(8) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. ENCEFALOPATÍAS ESPONGIFORMES TRANSMISIBLES. El nombre de Encefalopatías Espongiformes Transmisibles (EET), es dado por la apariencia esponjosa de los cerebros de los individuos que han muerto por esta enfermedad. Este tipo de enfermedades, son actualmente atribuidas a unos agentes potencialmente infecciosos y muy particulares llamados Priones por el profesor de Neurología y Bioquímica y ganador del premio Nobel de Medicina Stanley Ben Prusiner. Las EET han sido encontradas en diferentes tipos de mamíferos, incluidos los humanos. La EET más conocida en humanos es la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJ) y su nueva variante (vCJ) la cual es atribuida a la ingesta de carne de bovino contaminada con Encefalopatía Espongiforme Bovina (EEB). Estas enfermedades causan demencia, pérdida de la memoria y alucinaciones, acompañado de problemas en el habla, movimientos y convulsiones que son causados por la muerte progresiva e irreversible de las células cerebrales. Otras EET en humanos incluyen el Kuru (“laughing death”), el síndrome de Gerstmann-SträusslerScheinker y el Insomnio Familiar Fatal, todas con características como degeneración de las células cerebrales, ataxia y demencia. Ante estas enfermedades, el sistema inmune no opone ninguna resistencia. No existe actualmente ningún método que pueda curar, tratar ni controlar las EET, además de que su prevención es bastante difícil, ya que los agentes que transmiten las EET (priones) son capaces de resistir condiciones extremas de esterilización. Incluso reducir los animales infectados a cenizas, a temperaturas de 600°C no elimina el peligro (Brown, 2001). Dada su peligrosidad y difícil destrucción, los priones, su dinámica en el medio ambiente y la forma como se transmiten, destruyen y se almacenan residuos contaminados son temas de concernientes a la Ingeniería Ambiental. Mientras los científicos estudian las EET, los gobiernos están en la obligación de implementar medidas sanitarias con el fin de evitar el contagio y aislar los organismos portadores de EET. A continuación se presentan las más conocidas (Toro, Encefalopatías subagudas espongiformes transmisibles (ESET), 2006):. ENFERMEDAD. PATOGENIA 2.

(9) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Kuru. Infección a través de rituales de canibalismo. Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob iatrogénica. Infección por agentes contaminados como electrodos, hormona de crecimiento y duramadre.. Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob Nueva Va-. Infección por priones bovinos. riante Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob Familiar. Mutación del gen PrP E200K. Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob esporádica. Mutación somática o conversión espontánea de PrPc a PrPsc. Enfermedad de Gerstmann Straussler-Scheinker. Mutación del gen PrP (codón 102, 105, 117, 145). Insomnio Familiar. Mutación del gen PrP (D178N, M129). Insomnio fatal esporádico. Mutación somática o conversión espontánea de PrPc a PrPsc. Figura 1: Enfermedades humanas de etiología priónica y su patogenia. ENFERMEDAD. HUÉSPED. PATOGENIA. Scrapie (tembladera del corde- Ovejas. Infección en ovejas genética-. ro). mente susceptibles. Encefalopatía. Espongiforme Ganado vacuno. Bovina (“Vacas Locas”). Infección por carne o comida contaminada por priones de oveja. Encefalopatía transmisible del Visón. Infección por priones de vacu-. visón. no u ovejas. Enfermedad caquectizante Encefalopatía. Ciervo, venado, alce. espongiforme Gatos. felina Encefalopatía. Desconocido Infección con carne de vaca contaminada. de. ungulados Gran kudu nyala, oryx. exóticos. Infección con carne o comida contaminada con priones. Figura 2: Enfermedades de etiología priónica en animales y su patogenia. Estas enfermedades tienen unas características plenamente identificadas:. 3.

(10) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Son fatales después de unos periodos latentes extraordinariamente largos de años (inclusive décadas en humanos) entre la exposición y la manifestación de la enfermedad. Son incurables. Son transmisibles mediante la donación de sangre o trasplante de órganos de humanos en etapas preclínicas y mediante material quirúrgico contaminado. La mayoría de las TSEs son transmisibles entre especies de mamíferos. Epidemias de TSEs pueden ocurrir en ganado (vacas) o animales de caza (alces) consumidos frecuentemente por humanos.. Priones. En 1997 el bioquímico, neurólogo y profesor Stanley Ben Prusiner fue galardonado con el Premio Nobel en Fisiología o Medicina por su investigación sobre unos agentes patógenos sin precedentes que causan un grupo de enfermedades neurodegenerativas fatales; A estos agentes los llamó priones. Los priones son proteínas capaces de autor reproducirse. Procedentes de una proteína normal que se transforma en una forma nociva, tiene una serie de plegamientos anómalos transmisibles. Los priones son resistentes a la desinfección estándar y a los procesos de esterilización de virus y bacterias. Existen casos bien documentados de transmisión iatrogénica de priones por instrumentos quirúrgicos, tejidos cadavéricos e incluso canibalismo. El más famoso de ellos fue el del Kuru, un desorden neurodegenerativo incurable e intratable hallado en una pequeña región de Nueva Guinea, que se creía hereditario hasta que el científico noruego Daniel Carleton Gajdusek descubrió que era una enfermedad causada por los priones debido a ingestión de tejidos humanos debido a las costumbres de la región que incluían el canibalismo.. 4.

(11) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Figura. 3:. Niño. papú. infectado. con. kuru. como. producto. de. la. ingestión. de. carne. humana. (Tomado. de. http://www.weeklyecho.com/blog/cool.php?blogid=5&archive=2006-05). Los priones son los responsables de la famosa EEB (mal de las “vacas locas”) en animales, y en humanos es responsable de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJ) y su nueva variante (vCJ), que es una enfermedad emergente de rápido crecimiento presente mayoritariamente en Norteamérica, Europa y Japón (Groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière, 2008). A estas y otro grupo de enfermedades como el Insomnio familiar fatal causadas por los priones se les denomina enfermedades priónicas. Todas estas enfermedades tienen la característica de ser incurables e intratables. En algunos países como Francia y Suiza, se han desarrollaron estudios que relacionan el riesgo de fijación de priones por parte de los aldehídos (Iffenecker & Ruef, 2002). Esta relación indica la alta probabilidad de que el glutaraldehído no solamente no elimina sino que favorece la presencia de priones en material quirúrgico. Las investigaciones siguen y se han descubierto desinfectantes con capacidad para eliminar priones como el laurilsulfato sódico, un producto tensoactivo de amplia difusión usado en muchos productos. Las EET fueron originalmente nombradas como enfermedades virales lentas por el veterinario islandés B. Sigurdsson desde 1939 y posteriormente entendida como una enfermedad con una etiología considerada como virus no convencional (1954-1984) por el equipo que lideró las primeras investigaciones acerca del Kuru en Nueva Guinea. Posteriormente el mismo equipo tuvo que descartar sus propias teorías al descubrir siete características del agente transmisible que hacían imposible seguir defendiendo su naturaleza viral (Toro, Encefalopatías subagudas espongiformes transmisibles (ESET), 2006). Las características son:. 5.

(12) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. 1. Periodo de incubación muy largo (desde meses hasta décadas) 2. Ausencia de respuesta inflamatoria 3. Progresión de la enfermedad constante 4. No visible en el microscopio electrónico 5. Ausencia de respuestas antigénicas 6. Ausencia de cuerpos de inclusión 7. Ausencia de ácidos nucleicos (ARN o ADN) Los estudios realizados condujeron al descubrimiento de una proteína, la cual se denominó proteína priónica (PrP). La proteína está presente en una gran cantidad de animales: mamíferos, marsupiales y pájaros, sin que se hayan descartado otro tipo de animales vertebrados. La proteína es formada durante el desarrollo del embrión y se encuentra principalmente en el sistema nervioso central. Además se encuentran en las amígdalas, corazón, riñones, pulmones y bazo. Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han encontrado que cuando los priones se enlazan con el cobre en tejidos humanos, su estructura se vuelve más estable y con menos tendencia a formar malformaciones o aglomeraciones. Por esta razón se cree que la función normal de los priones en el cuerpo es el de enlazarse con iones cobre para impedir que estos iones dañen los tejidos. Cuando los priones se enlazan con los iones de cobre adquieren estabilidad, lo cual puede jugar un papel importante en prevenir que los priones se plieguen anormalmente o se aglomeren, lo que lleva a pensar que ante una enfermedad priónica, la reacción de los priones con el cobre podría resultar beneficiosa (Solo Ciencia, 2007). La forma normal de esta proteína es codificada por un gen ubicado en el cromosoma 20, con una masa atómica de 27 a 30 kD. La PrPc es una proteína proteasa constituida por una cadena peptídica, 253 aminoácidos y estructura compacta con 4 hélices alfa. En los tejidos de pacientes con EET, se pudo distinguir una segunda forma de PrP que se asimila a la llamada proteína priónica Scrapie (PrPsc), que se aglutina de forma anormal y cuya concentración se incrementa de forma progresiva a medida que la enfermedad avanza, hasta llegar a conformar conglomerados visibles después de polimerizarse.. 6.

(13) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Figura 4: Forma normal (izquierda) y anormal (derecha) de la proteína priónica. Transmisión y Conversión de Priones La transmisión natural de priones ocurre por ingestión, dado que existe una mayor resistencia de estas proteínas a la proteólisis en el tracto digestivo y pueden llegar al cerebro. La epidemia de Encefalopatía EEB fue resultado de la alimentación del ganado con concentrados hechos a base de restos de animales infectados, como ovejas con Scrapie; mientras que la epidemia de Kuru se atribuyó al canibalismo endémico en Nueva Guinea. También es posible transmitir la enfermedad experimentalmente introduciendo la proteína anormal en el cuerpo del paciente. La inyección intracerebral es el método más eficiente. Aunque es posible una gran cantidad de configuraciones de PrPsc es posible para la PrPc en mamíferos, sólo unas pocas son viables termodinámicamente. La transmisión entre especies puede ocurrir cuando existe interacción entre dos configuraciones favorables de PrPsc de dos especies diferentes, mientras que no habrá riesgo la interacción entre dos configuraciones de PrPsc que no sean lo suficientemente similares (Magistrado, 2009). Esto explica que sea posible una transmisión BovinoHumano, y no una Ovino-Humano. No se considera que la forma anormal de la proteína priónica PrPsc provenga de una transcripción genética, pues si este fuera el caso la enfermedad debería desarrollarse en la infancia. La hipótesis más aceptada es que en cierto tipo de individuos hay susceptibilidad al plegamiento de una hélice 7.

(14) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. alfa a una hoja beta plegada, lo que supone la principal diferencia entre la proteína presente en organismos sanos y aquella que se encuentra en pacientes enfermos. Stanley Prusiner propone que la sustitución de un aminoácido presente en los bordes de las hélices de la estructura de la proteína la desestabiliza y le hace más proclive a cambiar su conformación y por lo tanto plegarse sobre sí misma. Numerosos estudios acerca de cómo se forman los plegamientos anómalos han sido publicados en años recientes. Gran parte del enigma de las TSEs, recae en la naturaleza precisa del medio infeccioso y la razón de las largas latencias entre la exposición y el desarrollo de la enfermedad. Aunque las hipótesis de los priones para las TSEs están respaldadas por una enorme cantidad de evidencia, existe la posibilidad de que la acumulación de PrPsc no sea el único proceso que toma parte en la transmisión de TSEs.. Dinámica de Propagación Molecular. La forma como una proteína es capaz de causar la infección es un tema que aun no se ha aclarado en la comunidad científica, sin embargo varias hipótesis se han propuesto. La propuesta por Stanley Prusiner argumenta que existe una interacción directa entre las moléculas PrPc y PrPsc, de forma que la segunda induce a la conversión de la primera a una forma idéntica a PrPsc. Para esto se han propuesto dos modelos de propagación: Seeding model y Chaperone-disease model, cuyos detalles no son objeto de estudio del presente trabajo.. Scrapie. La encefalopatía espongiforme de ovejas y cabras, más conocida como Scrapie, es una enfermedad neurodegenerativa del sistema nervioso central. La enfermedad ha sido conocida en el Reino Unido desde hace más de 250 años, al igual que en los países circundantes, y posteriormente ha sido descrita en el mundo entero. La patología de esta enfermedad logró reproducirse finalmente en Francia a finales de la década de los treinta mediante inyección intraocular de material de la médula espinal de una oveja enferma a 8.

(15) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. una sana. Se determinó que el tiempo de incubación era de 18 meses en promedio (Cuillé & Chelle). La extraordinaria resistencia del agente patógeno fue atribuida en ese entonces a un agente viral; sin embargo su extraordinaria resistencia a métodos de inactivación físico químicos puso en duda esta teoría. A mediados de la década de los sesenta los trabajos de investigación en la naturaleza del scrapie se intensificaron notando que las razas de ovejas tenían diferentes susceptibilidad a la enfermedad (Pattison, Experiments with scrapie and with special reference to the nature, 1965). Durante esa misma década igualmente se descubrió que el agente patógeno no usaba ácidos nucleicos para reproducirse, por lo que la teoría del virus fue desechada. Pronto se asoció el scrapie con un agente de naturaleza proteica (Pattison & Jones, The possible nature of the scrapie agent of scrapie, 1967). Hasta que en 1982 Stanley Prusiner propuso su teoría de priones.. Sintomatología. La sintomatología puede variar ampliamente, debido a que depende principalmente de la región del cerebro que ha sido afectada. Las primeras señales de la enfermedad se manifiestan por cambios en el comportamiento de los animales afectados, quienes se vuelven temerosos y en ocasiones agresivos. Se siguen a estos cambios un prurito progresivo que les hace rascarse contra árboles, cercas u otros objetos, y que a medida que avanza se manifiesta por la pérdida de piel y provocación heridas por el escozor excesivo. Los síntomas al final de la vida del animal incluyen falta de coordinación (ataxia cerebral), ingesta excesiva de líquidos, chasqueo de labios, mordeduras autoinflingidas, temblores y convulsiones.. 9.

(16) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Figura 5: Oveja con scrapie (Tomado de:www.lookfordiagnosis.com). Epidemiología. El scrapie se puede transmitir a la descendencia de las ovejas enfermas y también se piensa que puede ser transmitida a través del contacto con la placenta a otros animales del mismo rebaño. La variable ambiental dentro de la transmisión horizontal ha sido objeto de estudio, encontrando al suelo como un potencial reservorio de priones.. Los primeros síntomas aparecen normalmente en ovejas de entre 2 y 5 años, después de que aparecen los síntomas los animales sobreviven entre 1 y 6 meses, siendo la muerte inevitable. Se han detectado algunas variaciones genéticas entre razas, las cuales determinan si el animal puede contraer la enfermedad y también determina la rapidez de aparición de los síntomas. Encefalopatía espongiforme bovina (EEB). En 1985 en el sur de Inglaterra fue observada por primera vez una vaca adulta con una enfermedad neurológica con síntomas de hipersensibilidad crónica y síndromes de descoordinación. Se describió un cambio de carácter, acompañado de movimientos bruscos y agresivos. Un año después, en 10.

(17) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. las ovejas del mismo rebaño se presentaron nueve casos más con sintomatología similar. El análisis de los cerebros de los animales afectados mostró una gran similaridad con los cerebros de las ovejas afectadas por scrapie. Desde ese momento se reportaron varios casos similares en vacas e incluso en un antílope africano (Nyala), y al momento se han reportado cerca de 190000 casos en el mundo. La enfermedad ha alcanzado prácticamente toda Europa, y se han presentado varios casos en Japón, Israel, Canadá y los Estados Unidos.. La EEB se ha constituido en una de las enfermedades de mayor impacto social y político de todos los tiempos, por los riesgos que acarrea para la sanidad animal y para la salud pública. Además ha tenido un impacto muy significativo para los países afectados, en términos de comercio internacional de los animales y sus productos derivados. La Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) han exhortado a los países a establecer todas las medidas necesarias para prevenir que esta enfermedad entre a sus territorios.. Para este propósito se han creado mecanismos para la evaluación de riesgos y sistema de vigilancia permanente. A partir de esos estándares se evalúa el status del país en cuestión como región libre de EEB, lo cual es un requisito para exportar ganado o sus subproductos a otros países, dado que la misma EEB es una variante de la enfermedad de CJ en humanos.. Sintomatología El cuadro clínico es variado y desarrollan gradualmente los signos en un periodo de semanas a meses. No todos los casos muestran el mismo número de síntomas. Los signos sobresalientes incluyen alteraciones del comportamiento, de la sensación, del estado mental, incapacidad para ponerse de pie, pérdida de peso y baja de la producción. Afecta fundamentalmente animales adultos. Por encima de los 30 meses pero animales fundamentalmente de 5-6 años. 11.

(18) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Figura 6: Imagen de una vaca con EEB (Tomado de http://www.aphis.usda.gov/404.shtml). Los signos principales son: Nerviosismo Aprehensión Agresividad hacia otras vacas o a personas Patear incontrolablemente cuando ordeñada Tímido de cabeza, cabeza sostenida bajo Dificultad en pararse Tremores de piel Perdida de condición corporal y de peso Baja en la producción de leche.. Epidemiología. La teoría más aceptada afirma que la EEB pudo haberse originado por la transmisión del agente de ovejas infectadas con scrapie, a través de la alimentación con concentrados que incluían materia prima animal. Alimentar animales herbívoros con concentrados a base de proteínas animales era 12.

(19) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. necesario en países no tropicales, debido a la presencia de estaciones que no garantizaba la disponibilidad de pasto en todas las épocas del año. En la década de 1980 una serie de condiciones como la disminución en el precio de las materias primas y disminución de temperaturas de cocción propiciaron que el cebo permaneciera contaminado con el agente infeccioso. En 1988 se prohibió en el Reino Unido la alimentación de rumiantes con proteína animal. Sin embargo en la actualidad no se conoce si la EEB es endémica del ganado vacuno, lo que implicaría que la transmisión horizontal pueda controlarse a niveles aceptables.. Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJ). La enfermedad de CJ es una enfermedad con una tasa de incidencia baja (aproximadamente 1 caso por millón). La mayoría de los casos son esporádicos, mientras que otros se originan por mutaciones autosómicas hereditarias. Se han identificado 3 clases de CJ: Iatrogénica: La cual ocurre por contaminación accidental en un procedimiento médico, dada la propensión que tienen los priones a adherirse a superficies metálicas como los instrumentos quirúrgicos. Casos comunes se han dado mediante tratamientos con hormona del crecimiento y neurocirugía. Familiar: Familias con mutaciones en el codón 129 del gen PrP, que cambia meteonina por valina. Esporádica: Mutaciones espontáneas del gen PrP sin causa plenamente establecida. Nueva variante: Adquirida por el consumo de carne o derivados de bovinos afectados por la EEB.. No existen diferencias significativas entre los tres tipos de CJ, excepto que los casos familiares comparados con los esporádicos muestran síndromes demenciales más prolongados. La sintomatología al igual que las EET en animales, es común la presencia de ataxia, temblor, excitabilidad y cambios en el comportamiento.. 13.

(20) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Figura 7: Imagen amplificada del cerebro de un paciente víctima de CJ. Las diferencias notadas entre un cerebro de vaca loca, un CJ esporádico, variante o un cerebro de primate con CJ son prácticamente indistinguibles. A diciembre de 2008 se reportaron un total de 163 casos de la variante de CJ en el Reino Unido, 23 en Francia, 4 en Irlanda, 3 en los Estados Unidos, 2 en Holanda, Portugal y España y 1 caso en Canadá, Arabia Saudita e Italia.. Figura. 8:. Snapshot. de. un. video. de. un. paciente. diagnosticado. con. Creutzfeldt-Jakob. (Tomado. de. http://www.youtube.com/watch?v=daU1Lx7g6hA). A pesar de que transmisión de la vCJ mediante transfusiones de sangre y hemoderivados es un tema que no ha sido lo suficientemente estudiado, existen reportes de donantes de sangre que no presentaban antecedentes de la enfermedad en el momento de donar. Un caso fue reportado en un indivi14.

(21) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. duo que donó en 1996 y murió de vCJ en el año 2000. El seguimiento indicó que el receptor de la donación fue diagnosticado de vCJ en el año 2003 (Llewelyn). Ante evidencias de este tipo, recientemente se han desarrollado sistemas filtrantes que eliminan los priones de los glóbulos rojos (Weber Shandwick Ibérica, 2010).. PRIONES EN EL MEDIO AMBIENTE Suelos. Dado que los priones son inmunes al fuego, a la radiación ionizante, a la mayoría de desinfectantes químicos y al auto clavado convencional, es de esperar que sean capaces de persistir bajo fenómenos biológicos o las condiciones más extremas de exposición ambiental. Dentro de las matrices ambientales posibles (suelo, agua, aire), parece ser el suelo el entorno más susceptible a ser contaminado con proteínas infecciosas, dado que los priones pueden entrar al suelo por diferentes mecanismos: El contacto con desperdicios de los alimentos, incorporación de restos a los fertilizantes, efluentes provenientes de mataderos, restos de animales muertos e incineración de animales contaminados. Los animales herbívoros pueden consumir cientos de gramos de suelo al día. Pueden ingerirlo de forma deliberada o accidental, en especial en los períodos de sequía en la que ingieren además de pasto corto y escaso junto con tierra. Por lo tanto, los animales herbívoros como el ganado bovino y el ovino, son muy susceptibles a infectarse por partículas infecciosas del suelo. Teniendo estas evidencias es inevitable pensar que el suelo puede representar una forma de transmisión entre animales o incluso entre especies (Rapp & Potier, 2006). Existen evidencias claras de que el PrPSC, la isoforma anormal de la proteína priónica, tiene unas propiedades fisicoquímicas diferentes a la de la forma normal, como por ejemplo una mayor resistencia a la proteólisis y técnicas de inactivación, hidrofobia y propensidad a la agregación (Saunders, 2009). Enfermedades como el Scrapie y CWD, son transmisibles horizontalmente, y pueden permanecer infecciosos después de varios años de haber sido liberados al medio ambiente. La disposición y tratamiento inadecuados de material infeccioso que se dio en el pasado constituye una fuente de riesgo de contagio a animales y humanos, teniendo en cuenta que los priones son infecciosos vía oral.. 15.

(22) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Los suelos naturales están compuestos de una compleja mezcla de componentes orgánicos e inorgánicos de varios tamaños de partícula. La composición de un suelo depende de varios factores como el material geológico del cual ha sido originado, de su edad, del tipo de cobertura vegetal y la intervención humana a la que haya sido expuesto. Los metales oxidados presentes en los suelos forman junto con la materia orgánica superficies a base de esmectita que alteran su propensión a adsorberse a partículas de priones (Johnson C. J., 2007). De hecho, estudios científicos han determinado que los priones pueden adsorberse a prácticamente todo tipo de suelos, sin importar su textura, mineralogía o contenido de carbono orgánico. La adsorción es una propiedad del suelo que consiste en la atracción que tiene lugar en la superficie de un elemento gaseoso, líquido o acuoso con otro que se encuentra en fase sólida, en este caso un grano del suelo. Una forma sencilla de medir la capacidad de adsorción es la de dejar interactuar el suelo con una cantidad acuosa de un elemento determinado y midiendo después la diferencia entre la cantidad añadida y la que ha quedado retenida en el suelo. El potencial de adsorción de los priones al suelo es importante porque el contacto puede alterar el estado de agregación de la proteína, cambiando su agregación espacial, de tal modo que las partículas de suelo pueden servir como protección contra la desnaturalización o la proteólisis en el tracto digestivo. Además, el contacto con el suelo puede alterar el estado de agregación de la proteína, cambiando su distribución espacial y de este modo incrementar parámetros como la cantidad de unidades infecciosas por unidad de masa de proteína. Por último en el tracto digestivo los priones mezclados con partículas de suelo pueden ser más rápidamente absorbidos y asimilados que aquellas partículas que se encuentran solas. Estas evidencias llevan inevitablemente a la conclusión de que la capacidad de transmisión de la enfermedad vía ruta oral de los priones se incrementa de forma importante cuando se adsorben a partículas de suelo. Como se mencionó anteriormente, la capacidad de adsorción entre dos sustancias depende en mayor parte de sus propiedades físicas y químicas, y debido a que el suelo es un término genérico para una inmensa variedad de componentes orgánicos e inorgánicos, es de esperar que existan determinados tipos de suelo que son más propensos a adsorberse con las proteínas priónicas. Disposición de material contaminado. 16.

(23) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. La descomposición de restos contaminados que han sido enterrados depende principalmente depende de la actividad de los microorganismos, los cuales producen enzimas proteolíticas extracelulares que rompen los polímeros de la materia orgánica y la descompone en moléculas de monómeros y oligomeros. La profundidad del entierro del material incinerado es especialmente importante debido a la variabilidad de parámetros fisicoquímicos, densidad de poblaciones microbiales, diversidad y funcionalidad; Entierros profundos (a más de 45 cm) pueden disparar las tasas de degradación de los priones (Johnson C. J., 2007). El tiempo requerido por los restos contaminados para descomponerse depende de otros factores como las variaciones climáticas como la temperatura y la humedad. Tomando en cuenta estos parámetros, varios estudios indican que el mejor momento para enterrar restos es en periodos secos, dado que es más probable que proteasas efectivas contra los priones. Sin embargo, el comportamiento de los priones en el suelo aun no está claramente estudiado, y por lo tanto, las eficacia de las recomendaciones dependen de la eficiencia de las proteasas de los microorganismos y de la inmunidad del prión ante ataques proteolíticos. Fijación a partículas del suelo. Diversos estudios se han realizado para determinar el potencial de adsorción de diferentes minerales a los priones. En estos estudios se analiza la cantidad de proteína que queda adsorbida a un material determinado luego de entrar en contacto, y se cuantifica la persistencia de este material a la dilución una vez ha sido adsorbido. Dentro de los estudios revisados para la realización de este trabajo existe unanimidad en el hecho de que las propiedades de la superficie de los minerales contribuyen en gran parte a la cantidad de priones adsorbidos y a la permanencia de estos, y por lo tanto se han podido establecer posibles relaciones con los tamaños de partícula o el contenido de metal del suelo analizado. La Montmorillonita (Mte) es un mineral común, el cual ha sido identificado por diversos estudios como uno de los minerales con más potencial de adsorción a las proteínas priónicas. Después de dilución de muestras de suelo contaminadas con proteínas, los priones demostraron una persistencia de por lo menos dos órdenes de magnitud más frente a otros minerales comunes como el cuarzo. Lo cual quiere decir que los priones pueden persistir más fácilmente durante eventos de escorrentía y condiciones climáticas extremas si se encuentran en suelos a base de Montmorillonita (Johnson C. , 2005). 17.

(24) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Además, con la Mte se observó un cambio inesperado en la masa molecular del prión puro, comparado con el prión extraído después de la adsorción. La masa molecular original de una muestra de PrPSC es de 33 a 35 kDa mientras que el PrPSC extraído después de la adsorción con Mte presenta masas moleculares entre 27 y 31 kDa, lo que evidencia una interacción que altera la forma de la proteína, la hace más resistente y por lo tanto aumenta el tiempo potencial de infectividad (Saunders, 2009). Aunque la extrapolación de casos in vitro al medio ambiente debe hacerse con cuidado, los estudios realizados hacen pensar que los priones son capaces de adherirse a cualquier tipo de suelo y que por lo tanto, los priones provenientes de animales infectados pueden ser retenidos cerca a la superficie del suelo, manteniendo el agente infeccioso en un medio con el cual el ganado y otros animales entran en contacto frecuentemente.. Agua y biosólidos. El manejo de las EET en animales implica la necesidad de encontrar formas seguras y económicas para disponer los restos de animales infectados. Los rellenos sanitarios representan una opción atractiva para la disposición de restos contaminados, sin embargo si el prion migra a través de la basura a un sistema colector de lixiviados o se filtra a través de escorrentía, es posible que los priones entren a los sistemas de tratamiento de agua residual. Otras formas en que los priones pueden llegar a estos sistemas a través de los vertimientos de los mataderos, laboratorios de análisis entre otros. La presencia de priones en las plantas de tratamiento de agua residual (PTAR) y en los biosólidos no ha sido suficientemente investigada. Existe la posibilidad de que el uso de rellenos sanitarios para manejar los materiales infectados resulte en una introducción de los priones en el medio ambiente, debido a que los priones son extraordinariamente resistentes al calor, la radiación UV y muchos procedimientos químicos usados para inactivar bacterias y virus. La orina de pacientes con PrPsc por pacientes con CJ y la de animales infectados con cualquier tipo de EET es la única ruta permanente de entrada de priones al medio ambiente. Se han realizado estudios que afirman que un paciente debería ingerir el orden de 60 toneladas de biosólidos contaminados con la orina de un paciente enfermo, para llegar ingerir la dosis letal a la cual el 50% de los 18.

(25) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. ratones contraen la enfermedad (Seeger, 2007). Esto sumado con el hecho de que la tasa de incidencia de CJD es de 1 en un millón, hace que el potencial de infección por priones en las plantas de tratamiento sea prácticamente despreciable. Muy poco se sabe acerca del comportamiento de los priones en las PTAR. La mayoría de las PTAR se basan en procesos aeróbicos convencionales para remover DBO y en una digestión anaerobia para reducir la masa y el volumen de los lodos producidos. Reportes recientes indican que algunas bacterias podrían ser capaces de degradar priones (Schrebel & Pichner, 2006) (Müller-Hellwig & Groschup, 2006). Las enzimas producidas por el lodo activado y/o la digestión anaerobia pueden ser capaces de inactivar priones por proteólisis. Hasta la fecha no hay evidencia de que el agua esté implicada como un agente de transmisión de EET, y tampoco existen análisis que hayan detectado la presencia de priones en aguas residuales ni en agua potable. Las políticas de seguridad respecto al manejo de materiales infectados hacen más difícil aún la incorporación de priones en el agua, y en caso de que el agente infeccioso entre a cuerpos de agua o sistemas de tratamiento, los fenómenos de advección y dispersión, junto con las ínfimas dosis del agente, harían el contagio por esta ruta algo virtualmente imposible.. TECNOLOGÍAS DE DESINFECCIÓN Y ESTERILIZACIÓN. En los entornos hospitalarios existen técnicas de diagnóstico e intervención que requieren el uso de instrumentos que tienen componentes termosensibles de diseño sofisticado y que requieren altos niveles de desinfección (Salud Preventiva). Siendo inviable su esterilización por métodos como el autoclave o la irradiación ultravioleta, la mejor alternativa es la desinfección química con desinfec19.

(26) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. tantes. Varios estudios han demostrado que los priones son extraordinariamente estables y permanecen infecciosos por años bajo condiciones extremas. Una observación experimental especialmente preocupante es el hecho de que los priones se enlazan con la misma afinidad a los materiales quirúrgicos cuya infectividad no se logra controlar mediante los procedimientos normales de esterilización. La avidez de estos enlazamientos junto con la demostrada durabilidad de los priones bajo temperaturas extremas hace que los procedimientos normales de esterilización sean inadecuados. Por lo tanto el potencial de transmisión iatrogénica de enfermedades priónicas se extiende más allá del uso accidental de tejidos en trasplantes de donantes asintomáticos, incluyendo además el uso de instrumentos de cirugía que pueden continuar siendo infecciosos después de un procedimiento normal de descontaminación. Los desinfectantes o biocidas químicos, son un grupo diverso de agentes que difieren de los antibióticos por su relativa falta de toxicidad selectiva y su frecuente falta de especifidad de objetivo1 (Favero, 2007). La primera característica implica una presión cada vez mayor para reducir las concentraciones usadas y maximizar la eficacia, mientras el segundo supuesto disuade hacia la búsqueda de las soluciones empíricas en vez del diseño inteligente. La acción de los desinfectantes y el desarrollo de nuevos agentes es un tema muy interesante y fértil para la investigación científica. El estudio de los mecanismos de acción de los desinfectantes aumenta la capacidad predictiva del funcionamiento de la combinación de biocidas, y da pistas para el manejo de toxicidades no deseadas, además de contribuir al conocimiento de los complejos procesos homeostáticos de las células que son los que definen su resistencia ante estos agentes. En esta sección se encontrará cuál es el comportamiento de las células ante los principales agentes desinfectantes, con el objetivo de entender su mecanismo de acción, que es la información base para el desarrollo de nuevos desinfectantes. La siguiente es una clasificación de los desinfectantes usada comúnmente [Spaulding, 1972]: Actividad. Bacterias. Esporas. M. Tuberculo- Hongos. Virus lip.. sis. Virus hidr.. Alta. +. +. +. +. +. +. Media. +. Escasa. Escasa. +. +. Escasa. 1. “Target specificity”. 20.

(27) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Baja. +. -. -. Parcial. -. +. El mismo autor hizo una clasificación de los elementos usados en medicina, dependiendo de su grado de contacto: Objetos No Críticos: Objetos que entran en contacto solamente con piel intacta. Objetos Semicríticos: Objetos que entran en contacto con membranas mucosas. Objetos Críticos: Objetos que entran en tejidos estériles o sistema vascular.. Primeras etapas de la interacción célula-desinfectante. Básicamente existen tres regiones mediante las cuales las células vegetativas interactúan con los biocidas: Pared celular, membrana citoplasmática y citoplasma. El acceso del biocida a esas regiones es determinado por el ambiente extracelular, morfología de la célula y la reacción fenotípica de la célula ante el agente (Denyer & Stewart, 1998). La efectividad depende de la tasa de sorción2 y de la llegada del biocida al lugar objetivo hasta alcanzar concentraciones perjudiciales. Estas concentraciones están fuertemente ligadas a las propiedades fisicoquímicas de el agente biocida (Denyer, 1995). En bacterias Gram negativas, los biocidas hidrofílicos con pesos moleculares menores a 600 Da pueden atravesar fácilmente las porinas3, mientras que para otros agentes más pesados o lipofílicos las porinas son un obstáculo considerable (Wright & Gilbert, 1987). En esos casos, habitualmente algunos efectos desestabilizantes en zonas localizadas de la membrana son provocados por asociaciones intermoleculares favoreciendo la partición; ya sea por las propiedades fisicoquímicas del ingrediente activo del biocida o por sustancias desestabilizantes adicionales (Denyer S. , 1991). La sorción, progresión y acumulación hasta niveles perjudiciales en el lugar objetivo nunca se producen instantáneamente y por lo tanto pueden ser influenciados por factores como la concentración inicial y remanente del biocida, temperatura, pH entre otros. El pH puede tanto afectar la carga en las estructuras celulares como ionizar los biocidas susceptibles de ello (Richards, Xing, & King, 1995). 2. “Sorción” palabra propuesta como traducción al inglés sorption que comprende tanto al fenómeno de retención como el de absorción y adsorción. Aun no reconocida por la RAE. 3 Poros de las mitocondrias, que permiten el paso de moléculas de 10 kD y un diámetro aproximado de 20 Â. 21.

(28) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Objetivos potenciales de los biocidas. Figura 9: Objetivos potenciales de los biocidas. La pared celular, que comprende una combinación de murena junto con una capa externa de lipolisacáridos o LPS (en el caso de las bacterias gran negativas), son el blanco ideal para antibióticos pero no para los desinfectantes (Kroll & Patchett, 1991). La membrana citoplasmática funciona gracias a unas complejas y balanceadas interacciones entre fosfolípidos y enzimas, lo que asegura la impermeabilidad y la organización mediante la cual procesos vectoriales de homeóstasis, metabolismo y transporte de sustancias son mantenidos; Por lo que la cantidad de funciones críticas e importantes realizadas hacen que la membrana citoplasmática sea ideal para la irrupción de los agentes biocidas. En el citoplasma se llevan a cabo muchos procesos metabólicos y procesos críticos de replicación, sin embargo debido a su localización son el último lugar donde se acumulan los biocidas. Por lo tanto el objetivo más comúnmente encontrado en literatura científica es la membrana citoplasmática, en especial cuando es esencial el uso de bajas concentraciones de biocidas y se busca. 22.

(29) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. atacar la membrana y sus mayores vulnerabilidades sobre alteraciones funcionales (ver ilustración 1). A niveles altos de desinfección (p ej. Glutaraldehído) es muy difícil distinguir entre los daños que ocurren en el citoplasma y la membrana. Resistencia de los microorganismos a los desinfectantes, la gran mayoría de los desinfectantes de alto nivel son efectivos hasta el nivel de las esporas bacterianas.. Priones Esporas bacterianas (ej:Clostridium perfringens). Micobacterias (ej:Mycobacterium tuberculosis). Más resistente. Virus no encapsulados (ej: poliovirus) Hongos (ej: Candida spp) Formas vegetativas bacterianas (ej: Staphylococcus aureus) Virus encapsulados o lipofílicos (ej: virus de herpes simple, VIH, virus hepatitis B). Figura 10: Resistencia de agentes patógenos a los desinfectantes. Inactivación química de priones. Los siguientes métodos de desinfección y/o esterilización han probado ser totalmente ineficaces con priones (Guerrero, 2009): Óxido de Etileno. Β propiolactona. Formaldehido *. Dodecil sulfato sódico. Glutaraldehído *. Ebullición. 23.

(30) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. Amoniaco. Rayos UV. Fenoles y derivados. Microondas. Alcoholes *. Rayos ionizantes. Ácido clorhídrico. Calor seco *. Figura 11: Métodos Ineficientes de inactivación de priones. Los métodos marcados con un (*) indica que además de ser inefectivos, tienden a fijar priones, lo que aumenta en gran medida la capacidad de los priones de resistir en el medio ambiente y por lo tanto el tiempo durante el cual pueden permanecer infecciosos. Los siguientes métodos han demostrado ser parcialmente eficaces para inactivar priones: Ácido Peracético. Hidróxido sódico 0.5 M 30 min. Calor Húmedo (autoclave 121°C 30 min). Yodóforos. Dióxido de cloro. Urea 6 M 1 hora. Hipoclorito Sódico 5000 ppm 15 min. Dodecil sulfato sódico 3% 3 min. Figura 12: Métodos parcialmente eficientes de inactivación de priones. Los siguientes métodos han demostrado ser altamente eficaces para inactivar priones: Hipoclorito Sódico 20000 ppm, inmersión 1 hora Hidróxido sódico 1 M inmersión 1 hora Calor húmedo en autoclave 134-138 °C 18 min Esterilización con plasma Destrucción completa de priones a los 800°C Figura 13: Métodos altamente eficaces de inactivación de priones. En procedimientos con riesgo de contaminación con EET, se recomienda el uso de material desechable. De lo contrario, debe usarse material autoclavable. El material desechable debe ser destruido por incineración, y en el momento de disponerse debe ser protegido con paños impermeables. Las superficies que hayan entrado en contacto con material infeccioso deben ser sumergidas con hidróxido sódico 1N por 1 hora.. SITUACIÓN EN COLOMBIA Seguimiento de las EET en Colombia. 24.

(31) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. En el momento en el que Vincent Zigas y Carleton Gadjusek fueron a estudiar el Kuru a Nueva Guinea, médicos colombianos ya hacían el seguimiento de la investigación e incluso fueron testigos de ella (Toro, Neuropatólogo, Investigador Emérito del INS – Profesor Emérito y Honorario de la Universidad Nacional – Bogotá., 2010). Precisamente en aquella investigación se descubrió que el Kuru no correspondía a una enfermedad hereditaria, como se creyó hasta a década de los 50, sino que era adquirida por las prácticas caníbales de la región, particularmente, la ingestión del cerebro y la médula espinal de los difuntos. La investigación de Zigas y Gadjusek puede nombrarse como una de las primeras investigaciones rigurosas de las EET en el mundo, aunque el Scrapie fue descrito por primera vez a mediados del siglo XVIII. Desde el inicio del estudio riguroso de esta problemática, ha existido una permanente conexión entre científicos colombianos y los científicos más importantes del mundo en temas de EET, incluso con científicos tan notables como el Doctor Stanley Prusiner, quien fue el primero que en 1982 propuso la teoría de los priones sobre la teoría de los “virus no convencionales”, que unos años más tarde lo haría merecedor del premio Nobel de Medicina. La problemática dejó de ser asunto de interés para un puñado de científicos en Colombia en el momento en que el planeta entero se estremeció con la epidemia de EEB, la cual constituyó un problema enorme para el Reino Unido, y que posteriormente se vio agravado por la exportación de bovinos al sur y centro de Europa, apareciendo casos en varios de esos países. Años después aparecieron animales infectados en Japón, Israel, Canadá e incluso en el estado Washington, Estados Unidos. El Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) ha sido el encargado de realizar la vigilancia en bovinos, realizando un constante seguimiento a los bovinos en el tema específico de EEB. Han existido algunas alertas pero ningún caso de EEB confirmado (Toro, Neuropatólogo, Investigador Emérito del INS – Profesor Emérito y Honorario de la Universidad Nacional – Bogotá., 2010); Por otro lado, se han encontrado casos aislados de Scrapie, los cuales según reporte del ICA fueron manejados adecuadamente. Algunos de esos casos se mencionan brevemente a continuación: A finales de los 70 hubo un caso de importación de unas ovejas del Reino Unido, a pesar del riesgo inminente que existía de que estuviesen contaminadas con Scrapie. El lote fue puesto en cuarentena y se hizo un análisis de Scrapie, resultando sospechoso un reproductor traído de Escocia. Los animales fueron sacrificados y eliminados.. 25.

(32) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. En la Hacienda “San Benito” de Zipaquirá en el año 81, existió un caso reportado al INS de oveja en la sabana de Bogotá. La oveja fue sacrificada junto con las demás del lote. En el 2005, ante la conmoción mundial por la epidemia de la EEB, llegó un lote de ganado proveniente de Alemania, el cual fue incinerado en Sogamoso por sospecha. Los animales fueron eliminados sin realizarse ninguna prueba pre o postmortem, para evitar riesgos de contaminación de material. Debido al problema de Rabia bovina transmitida por los murciélagos hematófagos, y su sintomatología algo similar a la de EET, en Colombia ya están implementados los protocolos de vigilancia en bovinos. Esos protocolos especifican en primer lugar una prueba de rabia para descartar EET, por lo que la vigilancia en bovinos es constante (Sierra, 2010). Las instituciones encargadas de realizar el seguimiento a la problemática de las EET actúan bajo la premisa de que es más fácil controlar los problemas que curarlos. Dado que nadie sabe curar las enfermedades causadas por los priones no queda más que tratar de evitar que no lleguen al país. Teniendo en cuenta que ha sido demostrado científicamente que el riesgo de contagio en humanos sólo puede darse por contacto con animales infectados con EEB, es precisamente esa enfermedad el único miedo y el verdadero interés en el tema de los priones por parte de las instituciones en Colombia. Los esfuerzos se enfocan en prevenir que llegue la EEB, dado que una vez la enfermedad entre su manejo será muy costoso. La adición de restos de ovejas contaminadas con Scrapie en los concentrados para el ganado bovino es aceptada como la causa principal del inicio de la EEB. Por lo tanto, entre las políticas más importantes asumidas por el estado Colombiano está la vigilancia del alimento que se provee al ganado, que por ley debe estar completamente libre de cualquier harina de origen animal (Diaz, 2010). Además Colombia es un país tropical, por lo que el pasto es permanente durante todo el año; eso implica que la necesidad de concentrados es muy baja comparada con la de países europeos. Uno de los aspectos más importantes de la prevención es la no-inclusión de proteína de rumiantes en la has harinas para concentrados, la búsqueda activa de la enfermedad, la trazabilidad de los bovinos, la eliminación de cadáveres de animales comprobados, control de importaciones de animales y sustancia de origen animal, y seguir las directrices de la OIE. Los únicos casos recurrentes en Latinoamérica son aquellos relacionados con la aparición de CJ esporádico, que ocurren en todo el mundo, y cuya causa no ha sido determinada aun. En Bogotá se reportan alrededor de 30 casos 26.

(33) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. anuales de la variante de CJ (CJ esporádico). Nunca en Colombia se ha encontrado CJ transmitido por vacas locas, en primera medida porque no ha habido bovinos enfermos de EEB en el país.. ¿Por qué el gobierno Colombiano debe preocuparse por las enfermedades priónicas?. En Colombia uno de los primeros casos de EET se detectó en 1979 (Zaninovic & Dueñas, Un caso de enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, 1979) y fue confirmado en el laboratorio Gadjusek en el National Institute of Health de Estados unidos (Zaninovic & Dueñas, Confirmación de un caso de enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, 1983). En 1996 la Comunidad Europea autorizó la venta de carne de vacunos y sus derivados a países del tercer mundo incluyendo a Latinoamérica y en ese mismo año Colombia autorizó la importación de carne de la Argentina, a pesar del riesgo notificado por las autoridades de ese país. Teniendo en cuenta que el periodo de incubación de las EET es de años e incluso décadas, y el hecho de que ya han existido casos esporádicos confirmados, existe la probabilidad de que una EET se encuentre en fase latente en alguna parte del país. En Sur América se han presentado casos aislados de EET esporádicos y ningún caso de EEB, exceptuando por las Islas Malvinas, bajo control del Reino Unido. Además, estudios realizados en Francia y Suiza (Iffenecker & Ruef, 2002), afirman que el glutaraldehído -agente desinfectante de alto nivel más usado en instrumentación quirúrgica delicada en Colombia y en el mundo- no solo no elimina los priones sino que los fija, favoreciendo su diseminación e incrementando las posibilidades de contaminación iatrogénica.. EEB en Colombia. Colombia realiza actividades de pastoreo en aproximadamente 40 millones de hectáreas, en las que se manejan aproximadamente 25 millones de cabezas de ganado y de las cuales aproximadamente el 60% se destinan para la producción de carne (Fuente: ICA). Dado que el país encuentra dentro de la zona ecuatorial, el pasto está disponible durante todo el año. La gran mayoría de los sistemas de producción son extensivos y permanentes, con posibilidades de alimentación natural y abundante a 27.

(34) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. un bajo costo. El uso de suplementos alimenticios en ganado no es común, restringiéndose únicamente a la producción de ganadería selecta o para alta producción lechera. La industria ganadera dispone de ganado vivo en todas sus etapas de crecimiento para actividades como el sacrificio, obtención de carne de bovino, y de materias primas derivadas como cueros, grasa y gelatina. El ICA comenzó en el 2001 con un programa de prevención de la EEB, con alcance nacional y debidamente reglamentado en la resolución ICA 03153 de 2001, mediante el cual se busca aplicar todos los lineamientos recomendados en el Código Zoosanitario Internacional (CZI) con el fin de obtener una calificación de libre o provisionalmente libre de EEB. La política del programa es la de mantener un sistema eficiente de vigilancia epidemiológica, evaluación de riesgos, establecimiento de un sistema de capacitación y divulgación a nivel nacional sobre la prevención de la EEB. Para estos propósitos se hace necesaria la vigilancia en lugares de sacrificio y la notificación inmediata de cualquier caso sospechoso de EEB. Desde 1982 existe un sistema de vigilancia epidemiológica implementado en el país, y han sido evaluados más de 1000 casos de cuadros encefálicos bovinos, con el objetivo de diagnosticar una posible EEB, y en ninguno de estos ha sido posible evidenciar la enfermedad. También se ha realizado muestreo aleatorio en las plantas de sacrificios del país, siendo todas las muestras negativas. Desde 1986 hasta 2004 se reportaron 2918 bovinos importados desde países en los que han existido casos de EEB: Desde Francia (9 entre 1987 y 1993), Alemania (1117 entre 1987 y 1998), Bélgica (32 en 1987), Australia (65 en 1989), España (956 entre 1994 y 1999) y Canadá (679 entre 1996 y 2002). A partir del 2002 el ICA ha mantenido una estricta evaluación a estas importaciones, registrando el país de procedencia, fechas de traslado y lugares de distribución, y ha concluido que el riesgo frente a las importaciones mencionadas es inexistente, teniendo además en cuenta que las vacas presentan los primeros síntomas a los 4 o 5 años de edad, puede considerarse el riesgo de estas importaciones como mínimo.. Creutzfeldt-Jakob en Colombia. Latinoamérica presenta una incidencia normal de CJ esporádico, cuya distribución normal está entre 1 y 2 personas por millón. Ni en Colombia ni en America Latina se han reportado casos de la variante de CJ, es decir la que se adquiere por consumo de carne contaminada, debido a no existen 28.

(35) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. casos de EEB reportados en la región. Sin embargo es necesario establecer estrategias de vigilancia para cumplir con las normas internacionales de saneamiento. Para este propósito se sancionó el decreto 2350 de 224, que incluye la conformación de un comité científico integrado por el Ministerio de la Protección Social, el Instituto Nacional de Salud, el INVIMA, el ICA y la Academia Nacional de Medicina.. El primer caso de CJ en Colombia. A pesar de ser una enfermedad rara, han existido varios casos de CJ esporádico en territorio colombiano. El anexo del presente proyecto muestra dos artículos en los que se reporta y confirma el primer caso de CJ en territorio colombiano. El primer artículo data del año de 1979 y fue realizado por el los Doctores Álvaro Dueñas y Profesor Vladimir Zaninovic, Neurólogo Clínico, quien amablemente facilitó la imagen digital del documento original. Es de recalcar que en el momento de escribir el artículo no se conocía la problemática de la EEB, ni la teoría de los priones. En ese momento se hablaba todavía de “virus no convencionales o viroides, que presumiblemente son virus incompletos o defectivos, no inmunogénicos, no productores de interferón ni susceptibles a la acción de éste siendo posiblemente moléculas de ácido nucléico libre protegido por una asociación estrecha con membranas celulares…” (Zaninovic & Dueñas, Un caso de enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, 1979). El término “virus no convencional” era usado en el momento, pero aún así los científicos de la época eran conscientes que no esa definición no tendría futuro, pues sólo se asignaba por la imposibilidad que se había tenido hasta ahora de conocer su naturaleza. A pesar de la idea equivocada que se tenía en el momento acerca de la naturaleza del agente infeccioso, ya se tenía conciencia de la resistencia de éstos, y de la necesidad de tener extrema precaución con el manejo del instrumental quirúrgico en los procedimientos médicos.. 29.

(36) Proyecto de Grado Ingeniería Ambiental ICYA 3103 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Ingeniería Ambiental. La historia clínica habla de una anciana mestiza de 67 años residente natural de La Plata en el Huila, que ingresa a consulta el 4 de octubre de 1978. Los signos reportados por los familiares fueron dificultad en el habla, dificultad para caminar, dificultades para ver, dificultad para llevar los alimentos a la boca, confusión y pérdida de la memoria, los cuales habían sido notorios desde 3 semanas atrás. Una vez ingresada al hospital, se diagnostica como una persona con pérdida total de la memoria, incapaz de realizar cálculos aritméticos simples, de dibujar o de seguir instrucciones simples, como la de tocar su nariz con el dedo. Días después la paciente continuó desmejorando, sufriendo de convulsiones y finalmente mostrando incontinencia, demencia profunda, mutismo y aquinesia4. Falleció el 31 de diciembre del mismo año a las 10 de la noche, y por motivos de hora y fecha del deceso no se le realizó autopsia, aunque se le tomó una biopsia del cerebro, la cual fue enviada al Doctor Gabriel Toro del Instituto Nacional de Salud en Colombia y al Doctor Carleton Gadjusek, quien había recibido el Premio Nobel recientemente por su investigación con el Kuru. En análisis realizados en Estados Unidos por el equipo del Doctor Gadjusek, se inoculó parte de la biopsia al cerebro de un mono araña, y contrajo la enfermedad con un periodo de incubación de 28 meses. Al examinar los tejidos del animal se diagnosticó CJ. El artículo supuso la primera alerta general para la comunidad médica del país, en especial sobre el peligro de contaminación iatrogénica en el manejo de las enfermedades producidas por los nuevos “virus no convencionales”. Llama particularmente la atención el hecho de que la paciente mantenía cabras y ovejas, de las cuales se alimentaba regularmente. Éste hecho fue sospechoso para los médicos en ese tiempo, debido a que el Scrapie era un tema que ya se estaba estudiando, y el cuadro clínico del Scrapie y CJ son similares, lo que llevó a pensar en un posible contagio. Sin embargo está bien demostrado que existen diferencias estructurales importantes entre el PrPsc de la oveja y el PrPsc en el humano, y por lo tanto el contagio por esta vía es imposible.. Legislación en Colombia. El gobierno Colombiano en concordancia con el acuerdo sobre la Aplicación de Medidas Sanitarias y Fitosanitarias de la Organización Mundial del Comercio, OMC, se asegurará de que las medidas sanitarias sean basadas en una evaluación adecuada de las circunstancias, riesgos existentes para la 4. Disminución notable de los movimientos espontáneos y lentitud extrema de aquellos que son voluntarios.. 30.