Capítulo 12: Criptosporidiosis

Los protozoarios del género Cryptosporidium fueron descritos por Tyzzer en 1907 en el estómago de ratones y reportados como C. muris. Pertenecen al phylum Apicomplexa, son microorganismos intracelulares estrictos de la superficie luminal del aparato digestivo del humano y otros animales, y su desarrollo es monoxeno con reproducción asexual y sexual. Es un patógeno emergente presente en individuos inmunocompetentes y en pacientes inmunocomprometidos. La infección se adquiere por la ingesta de ooquistes que contaminan agua y alimentos, y también se presenta por transmisión de una persona a otra. La patología es la combinación de un transporte epitelial alterado y la cascada de efectos moduladores en la lámina propria. La manifestación clínica más notable es la diarrea acuosa secretora. Las manifestaciones clínicas están modificadas de acuerdo con el estado inmunológico del huésped; se autolimita en pacientes inmunocompetentes y puede evolucionar a choque hipovolémico y muerte en los pacientes con inmunosupresión e inmunocompromiso. Las especies patógenas para el humano son: C. hominis, 70%; C. parvum, 20%; C. meleagris, C. canis y C. felis, menos de 10%. Las especies de Cryptosporidium más importantes se muestran en el cuadro 12-1.

Cryptosporidium presenta reproducción asexual durante su ciclo de vida denominada esquizogonia y reproducción sexual llamada gametogonia y esporogonia, con varios estadios. Las fases asexuales son trofozoíto, esquizonte I y II, y merozoítos; las fases sexuales son microgametocitos y macrogametocitos, que se convierten en microgameto y macrogameto, cigoto y ooquiste con cuatro esporozoítos (ver ciclo de vida). Los esporozoítos y merozoítos presentan complejo apical. Las fases asexuales y sexuales son de vida intracelular; la única fase que sobrevive fuera de la célula huésped es el ooquiste (figura 12-1). La fase infectante del parásito es el ooquiste, que contiene cuatro esporozoítos desnudos; es eliminada en las heces que contaminan agua y alimentos (figura 12-2). El ooquiste de pared gruesa ingresa al huésped por vía oral. El ooquiste sufre una transformación en el trayecto del estómago hacia el intestino delgado; dicha transformación consiste en la destrucción de la pared, y los esporozoítos se liberan. Esto se debe a factores como ambientes reducidos, presencia de enzimas, sales biliares, estrés osmótico, agentes oxidantes, cambios bruscos de temperatura y un pH de 2.0 (estómago).

Mediante el complejo apical, constituido de conoide, anillos polares, roptrias y microtúbulos, los esporozoítos realizan la penetración activa en un enterocito de la mucosa intestinal y se ubican por debajo de la membrana externa de las microvellosidades, en el “borde en cepillo”. Durante el proceso, el esporozoíto se transforma en trofozoíto y queda dentro de una vacuola parasitófora en una localización intracelular pero no intracitoplasmática. En la región de contacto parásito-célula se origina el organelo alimentador, el cual mantiene unido al parásito con el enterocito y probablemente se encarga del intercambio de materiales entre ambas células, sobre todo para que sobreviva el parásito.

El trofozoíto inicia un proceso de reproducción asexual, esquizogonia (también denominado merogonia), durante el cual divide su núcleo tres veces y forma una célula octanucleada en un tiempo de 16 horas, la que recibe el nombre de meronte I o esquizonte I. Cada núcleo del esquizonte I (meronte) viaja hacia la periferia, se rodea de membrana plasmática e incluye un complejo apical compuesto por anillos polares, micronemas y roptrias, además de microtúbulos, núcleo, mitocondria atípica sin DNA, retículo endoplásmico y ribosomas. El metabolismo es glucolítico, carece de enzimas del ciclo de las pentosas y no presenta fosforilación oxidativa. Contiene monofosfato de adenosina cíclico (CAMP) y calmodulina (CaM) para el transporte de calcio. Puede sintetizar poliamidas y tiene enzimas para convertir nucleósidos en nucleótidos. Se provee de nutrientes del enterocito.

Los ocho merozoítos se liberan de la célula huésped e infectan por separado a nuevos enterocitos adyacentes; repiten la esquizogonia o merogonia y cada uno forma otro esquizonte (meronte), ahora llamado esquizonte II o meronte II, que en tan sólo 24 horas da origen a cuatro merozoítos esféricos y pequeños, morfológicamente similares a los primeros merozoítos. Cada merozoíto derivado del esquizonte II se libera e introduce a una nueva célula enteroepitelial y puede repetir una esquizogonia o iniciar la gametogonia con la formación de macrogametocitos (femenino) o microgametocitos (masculino).

Las células sexuadas diploides se han formado 36 a 48 horas después de la infección. Los microgametocitos contienen hasta 16 núcleos y los macrogametocitos sólo uno. En el caso de los primeros, sus núcleos migran a la periferia, y luego brotan y adquieren forma de “bala” y se convierten en nuevas células llamadas microgametos (de 1.4 × 0.4 µm), que tienen un núcleo haploide compacto central y están rodeados de microtúbulos. Por otro lado, los macrogametocitos se agrandan y sintetizan numerosos gránulos de amilopectina y cuerpos formadores de pared para transformarse en macrogametos haploides. El microgameto sale de la célula huésped y penetra a la célula que contiene un macrogameto; se lleva a cabo la fecundación para formar el ooquiste (diploide) 72 horas después de la infección.

Se ha observado la presencia de dos tipos de ooquistes, 20% con pared delgada y 80% con pared gruesa. Los ooquistes de pared delgada no abandonan el huésped y son responsables de los ciclos de autoinfección interna muy persistentes en personas con inmunodeficiencia; los ooquistes de pared gruesa se excretan con las heces.

Se requiere de 100 a 130 ooquistes para iniciar una infección. De la criptosporidiosis presente en humanos, 70% es por C. hominis, 20% por C. parvum y menos de 10% por C. meleagridis, C. felis y C. canis. El periodo de incubación es de cinco a 14 días, lo cual se explica por la rapidez con que se realizan las esquizogonias y se forman los ooquistes.

Todas las fases en el desarrollo de Cryptosporidium son intracelulares del ápice de las vellosidades intestinales; por tanto, el principal mecanismo de daño es la adhesión, penetración, multiplicación y ruptura de los enterocitos. Desde el punto de vista histopatológico, se identifica una atrofia de microvellosidades intestinales, cambios en el revestimiento epitelial, disminución de las enzimas del borde en cepillo y mucosa hiperémica. Este suceso desencadena edema e hipertrofia de las criptas de Lieberküm, con formación de células cuboideas o escamosas (o ambas) para reemplazar el epitelio dañado, transporte epitelial alterado y efecto sobre células de la submucosa intestinal como mononucleares, neutrófilos, linfocitos y células plasmáticas de la lámina propria. El infiltrado inflamatorio induce la liberación de citocinas e interleucinas que atraen a los mediadores, alteran la absorción de agua y sodio y potencian la secreción de agua y cloro, lo cual origina diarrea acuosa secretora. La diarrea es definida como tres a cuatro evacuaciones por día, alteradas en su consistencia.

La respuesta a la interacción huésped-parásito está relacionada con el estado inmunológico del individuo. En personas inmunocompetentes aparentemente sanas se puede presentar una forma clínica asintomática sólo detectada por la eliminación de ooquistes, o desarrollarse gastroenteritis aguda con vómito, diarrea acuosa, dolor abdominal, flatulencia, malestar y mialgias, a lo cual se agrega deshidratación leve. Este cuadro clínico es más frecuente en niños menores de cinco años y es el que se observa en guarderías. La duración de los síntomas es de una a dos semanas, y la eliminación de ooquistes persiste por una a cuatro semanas. En general, el periodo que tardan en eliminarse los ooquistes en las heces es el doble del tiempo que duran los síntomas, que es de una a cuatro semanas contra una a dos semanas, respectivamente. Las manifestaciones clínicas agudas son más severas en pacientes con inmunosupresión e inmunodeficiencia adquirida, sobre todo en aquellos que tienen cuentas de CD4⁺ <50 cél/mm³; dichas manifestaciones se inician con diarrea acuosa secretora que puede presentarse de manera profusa, con la eliminación de más de 10 litros de heces líquidas/día que origina deshidratación; ésta puede evolucionar a un choque hipovolémico y sobrevenir la muerte.

La desnutrición y las infecciones como rubéola y sarampión ocasionan inmunosupresión transitoria en los niños menores de cinco años; en estos casos suele haber diarrea persistente que se mantiene de 14 a 30 días.

En casos de SIDA, la criptosporidiosis se disemina en todo el tubo digestivo. Cuando el paciente sobrevive a la infección aguda, los ciclos de autoinfección interna a expensas de ooquistes de pared delgada originan diarrea crónica que convive con el paciente durante muchos años.

En sujetos positivos a virus de inmunodeficiencia humana (HIV) se han encontrado infecciones por Cryptosporidium en vesícula biliar, lo cual puede conducir a colecistitis alitiásica y colangitis esclerosante. Los principales síntomas son fiebre, ictericia, dolor a nivel del cuadrante superior derecho sin irradiar al hombro y vómito. Hay elevación de bilirrubina ensuero y de enzimas hepáticas si la infección se desarrolla en la vesícula biliar. También suele reconocerse dilatación y engrosamiento de la vesícula y conductos biliares. Por lo regular aparece la infección en conductos pancreáticos, lo que provoca pancreatitis.

Sólo en pacientes con virus de inmunodeficiencia humana-síndrome de inmunodeficiencia adquirida (HIV-SIDA) se ha reportado criptosporidiosis pulmonar. El paciente manifiesta tos, ronquera y disnea; los parásitos se han demostrado en esputo, aspirado y lavado bronquial, secreción broncoalveolar y exudado alveolar. En estos pacientes el mecanismo de transmisión se explicaría a través de inhalación de ooquistes o podría tratarse también de casos de autoinfección externa.

La presencia de los trofozoítos y esquizontes dentro de las células epiteliales en la mucosa del intestino induce la respuesta inmune innata con la formación de quimiocinas como IL-8, IL-IO, GRO-α (oncogén regulador del crecimiento) y RANTES estimulador de linfocitos T; éstos actúan sobre fibroblastos, macrófagos y polimorfonucleares de lámina propria que producen citocinas, como IL-4, interferón γ, TNF-α (factor de necrosis tumoral alfa), TGF-β (factor de crecimiento transformante beta), prostaglandinas (PGE₂), radicales libres de oxígeno e intermediarios del CAMP. Todos estos mediadores químicos potencian a las células secretoras de cloro e inhiben la absorción de sodio; finalmente se altera el balance de absorción/secreción de agua y origina la diarrea secretora.

En el individuo inmunocompetente la respuesta inmune se autolimita y deja una inmunidad sólida ante la reinfección. En el paciente con inmunodeficiencia congénita o adquirida, la infección avanza y ocasiona un cuadro grave que lleva a la muerte o se mantiene como una infección crónica. En el paciente con inmunodeficiencia adquirida por HIV se presentan deficiencias de linfocitos T CD4⁺ del sistema inmune en circulación y submucosa intestinal, lo cual ocasiona inhabilidad para limitar la infección.

La respuesta humoral más duradera se debe a IgG en individuos con diarrea crónica y expulsión de ooquistes. Las inmunoglobulinas son detectadas a partir de los 15 días de la infección y persisten por varios meses. La respuesta mediada por IgM e IgA es corta, con duración de pocas semanas. La respuesta inmunitaria con la presencia de IgA secretora ha sido detectada en secreción duodenal y calostro con un papel protector contra esporozoítos.

Métodos parasitológicos o parasitoscópicos

Debido a que todo el ciclo de vida del parásito se desarrolla en el tubo digestivo, las formas parasitarias son identificadas en productos biológicos intestinales. En un inicio se realizaba el diagnóstico etiológico mediante la observación de la fase esquizogónica en biopsias de intestino delgado. Al descubrir el ciclo de vida completo, se observó que los ooquistes (4 a 6 μm) eran eliminados en grandes cantidades en la materia fecal y el diagnóstico se enfocó a demostrarlos. Si las heces no se revisan con prontitud o se analizan días después de la obtención, entonces se pueden conservar en una solución de dicromato de potasio al 2.5%, en la que se preservan por dos a seis meses sin perder su potencial infeccioso.

En cambio, en formol al 10% en solución amortiguadora o SAF (acetato de sodio, ácido acético glacial y formol) se puede mantener la morfología del parásito, pero se pierde su viabilidad. Es preciso asumir que el individuo con síntomas está infectado con millones de parásitos. Al desconocer la cantidad mínima necesaria para precipitar la aparición de los síntomas, la presencia de ooquistes en un examen de heces recientes es suficiente para realizar el diagnóstico. Sólo en casos de estudios epidemiológicos es posible identificar a personas asintomáticas infectadas con C. hominis o C. parvum, para lo que es conveniente emplear técnicas de concentración, como la de flotación de heces con sacarosa, la de sedimentación de Ritchie y la de flotación con sulfato de zinc o cloruro de sodio saturado.

Debido al tamaño tan pequeño que presentan los ooquistes (4 a 6 μm), las preparaciones de técnicas coproparasitoscópicas (CPS) no ayudan mucho a precisar su identificación y es posible confundir al patógeno con otros microorganismos. Para ello es necesario realizar la tinción de Ziehl-Neelsen, que emplea calor para favorecer la penetración del colorante fucsina en el ooquiste; en esta técnica los ooquistes adquieren un tono rojo cereza en un fondo de color verde o azul (colorante de contraste).

Una modificación a esta técnica es la de Kinyoun, la cual emplea la fucsina fenicada que no requiere de calor; es una técnica rápida en frío muy utilizada en la actualidad, considerada el “estándar de oro” (figura 12-3).

De las tinciones fluorescentes sobresalen la de Truant de auramina-rodamina y la tinción con naranja de acridina. Se utiliza también la técnica de CONATIN (concentración, aclaramiento y tinción; figura 12-4), que permite, a través de una técnica de Ritchie, concentrar a los ooquistes de heces recientes, aclarar con hidróxido de sodio 0.2 N y finalmente teñir con la tinción de Kinyoun. Al observar al microscopio, se descubren los esporozoítos contenidos en el ooquiste.

Métodos inmunológicos y moleculares

A fin de realizar el diagnóstico de la criptosporidiosis en heces se cuenta con métodos inmunodiagnósticos orientados a detectar ooquistes, como inmunofluorescencia indirecta (IFI), o métodos para captura de antígeno mediante inmunoensayo enzimático (ELISA) y aglutinación con látex; en todos ellos se emplean anticuerpos policlonales o monoclonales. La sensibilidad y especificidad de la IFI es de 95%, y para la captura de antígeno por ELISA con un anticuerpo monoclonal anti-C. parvum es de 90%. Se emplean técnicas de ELISA para la determinación de anticuerpos IgG séricos y la concentración de anticuerpo sólo es detectable en pacientes con procesos crónicos.

Se han descrito varios métodos moleculares para la detección de DNA del parásito; los más utilizados como diagnóstico están basados en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de tipo convencional, con especificidad para C. parvum y C. hominis.

La baja o nula acción de muchos fármacos antiparasitarios y antibióticos se favorece por la acción protectora de la vacuola parasitófora, en la cual se aloja el parásito dentro del enterocito. Cabe recordar que se trata de un parásito intracelular estricto, y además está protegido por la vacuola parasitófora. Más de 30 fármacos han sido ensayados contra la infección por C. parvum y C. hominis en modelos in vivo y en pacientes. En individuos inmunocompetentes, la criptosporidiosis es autolimitada y las personas suelen curarse en tres semanas de manera espontánea. En niños la infección sintomática se favorece si hay desnutrición, y con frecuencia se observa diarrea, que persiste durante más de un mes; en tales casos lo recomendado es la restitución de agua y electrólitos. Se puede administrar un antiparasitario de acción luminal como la nitazoxanida por tres días. Sin embargo, actualmente los medicamentos suministrados con mayor frecuencia a los pacientes con inmunocompromiso e inmunodeficiencia adquirida se mencionan a continuación (cuadro 12-2).

• Paromomicina. Aminoglucósido de acción luminal y escasa absorción. Actúa sobre los ribosomas del parásito y detiene la síntesis de proteínas. Se administran 500 mg/6 horas/28 días (no exceder de 2 g/día).

• Azitromicina. Macrólido. Se une a la subunidad 50S ribosomal y detiene la síntesis de proteínas. Se administran 500 mg/día.

• Espiramicina. Macrólido. Inhibe la síntesis de proteínas. Dosis de 50 mg/kg/día/15 días.

• Roxitromicina. Macrólido. Los resultados de eficacia son muy limitados. La dosis es de 300 mg/4 semanas.

• Trimetoprim/sulfametoxazol. 10 mg/kg/día/10 días.

• Nitazoxanida. Un nitrotiazol del que se absorbe 40%. Se administra por vía oral en suspensión para niños mayores de un año, 100 mg/12 horas/3 días. En niños de peso superior a 30 kg la dosis corresponde a tabletas de 200 mg/12 horas/3 días; para adultos, 500 mg/12 horas/3 días. En pacientes con HIV-SIDA el esquema es de 14 días.

En los pacientes con inmunodeficiencia adquirida la mejora en la respuesta inmune favorece la erradicación del parásito. Es importante mantener cuentas de CD4⁺ mayores de 180 cél/mm³. El tratamiento en los pacientes con SIDA incluye además el empleo de AM3, un inmunopotenciador liberador de interferón γ que tiene un efecto sinérgico con el fármaco; su acción aumenta la resistencia a C. hominis. La terapia HAAT (highly active antiviral therapy), que incluye una proteasa antirretroviral, produce disminución e inhibición del desarrollo de C. hominis cuando es administrada a pacientes con SIDA. En algunos estudios en que se han empleado inhibidores de proteasa como ritonavir, saquinavir e indinavir, se ha obtenido una drástica reducción de la parasitosis.

Por último, se ha utilizado la terapia de administración de anticuerpos anti-IgA provenientes de calostro bovino inmunizados contra este patógeno; los resultados han sido muy contradictorios. Las investigaciones para la síntesis de nuevos compuestos y los ensayos de eficacia de muchos fármacos ya existentes no han arrojado resultados finales.

La criptosporidiosis es una parasitosis de transmisión fecal-oral, en cuya diseminación el fecalismo desempeña un importante papel. Es necesario evitar la contaminación de alimentos con heces humanas o de otros mamíferos con los que existe transmisión cruzada, cuidar la higiene personal y tomar en cuenta las reglas sanitarias correspondientes: ingerir alimentos cocidos, las frutas y verduras que se comen crudas estar bien lavadas y desinfectadas, y sobre todo beber agua purificada. Debe extremarse la higiene en las guarderías y sitios con hacinamiento y cuidar a los pacientes inmunocomprometidos en las salas de hospital para evitar la transmisión nosocomial. Asimismo, es pertinente omitir el contacto con animales y lavarse las manos después de su manipulación, sobre todo tratándose de ganado bovino, perros y gatos. La ingesta de ostiones, almejas y mejillones es un factor de riesgo para adquirir criptosporidiosis; se recomienda no comerlos crudos.

En 2004, la Organización Mundial de la Salud (OMS) reconoció el impacto mundial de infecciones parasitarias como criptosporidiosis y las incluyó dentro de la Iniciativa de Patógenos Desatendidos (Neglected Pathogen Initiative). Como se dijo en la introducción, la historia para Cryptosporidium la inició Tyzzer hace 100 años con la observación de ooquistes en contenido gástrico de ratones; fueron denominados C. muris. Después, el mismo autor observó ooquistes en el contenido intestinal de ratones; los consideró una especie diferente y la llamó C. parvum; durante muchos años fueron las únicas especies conocidas.

En 1971, Vetterling identificó a C. wrari en cobayos y Bird a C. felis en gatos. Bird y Smith describieron el ciclo de vida de C. felis en cortes histológicos de intestino de gato. Durante varias décadas se pensó que la criptosporidiosis en humanos estaba asociada sólo a los manejadores de ganado bovino, hasta que Meisel y colaboradores demostraron en 1976 el primer caso de criptosporidiosis humana en un niño inmunosuprimido con diarrea. En ese mismo año, Nieme detectó al parásito en un paciente inmunocompetente. Para 1979 se habían descrito más de 20 especies en la naturaleza, con especificidad de huésped, con un huésped dominante.

La situación se resolvió cuando Levine estableció una especie de Cryptosporidium por grupo zoológico, refiriéndose a Cryptosporidium de mamíferos, aves, reptiles y peces por separado. Upton y Current describieron en 1985 a C. parvum en ganado bovino y lo consideraron, junto con C. muris, como las especies prototipo de los mamíferos.

La primera clasificación molecular de genotipificación fue realizada por Peng en 1997, en el estudio de 39 aislados de humanos y de varios huéspedes animales; diferenció a C. parvum genotipo 1 como humano y al genotipo 2 como zoonótico. Un estudio similar en el Reino Unido, realizado por McLaughlin en el año 2000, identificó 40% de C. parvum de genotipo 1 y 60% de genotipo 2. La biología molecular basada en genes como el SSURRNA, GP60, COWPI, actina, HSP70, permitió a Morgan y Ryan la clasificación de C. hominis como un genotipo antroponótico exclusivamente humano y lo separaron de C. parvum, genotipo zoonótico de varias especies de mamíferos que incluyen a humanos. Las especies zoonóticas, en donde se ha demostrado transmisión cruzada con humanos son C. parvum, C. meleagrides, C. canis y C. felis. De modo que se conserva el criterio de Levine, y los criptosporidios de aves y reptiles no pueden infectar a mamíferos ni viceversa.

Entre las especies que infectan a las personas se ha demostrado transmisión animal-animal (C. parvum), animal-humano (C. parvum y C. hominis) y humano-humano (C. hominis). La infección de criptosporidiosis se adquiere con la ingesta de ooquistes que contaminan agua, alimentos y fomites. Se ha demostrado también la transmisión de persona a persona, la cual se favorece en guarderías y nosocomios. Además se ha documentado la transmisión por la ingesta de mariscos bivalvos como ostiones, almejas y mejillones.

Probablemente la mayor transmisión sea por agua. Se han presentado 165 epidemias de origen hídrico, en donde los desinfectantes utilizados a concentraciones usuales son poco eficaces contra el parásito. Sólo se eliminan si se emplean las siguientes concentraciones: formol al 10%, amonio al 5 a 10%, cloro en concentración de 80 ppm a 25 °C, ozono a razón de 1 ppm por 6 a 10 minutos. A temperatura de 4 °C los ooquistes sobreviven por más de cuatro meses; sólo pierden la viabilidad a temperaturas de congelación (–20 °C) o superiores a 65 °C por 30 minutos o más. La filtración mediante filtros de arena que remueven de 91 a 98% de los ooquistes resulta superior a la desinfección.

Debido a la gran diseminación de ooquistes que contaminan el agua y pueden llegar fácilmente a gran número de personas en una población (epidemia de Milwaukee, 1995), se ha considerado a Cryptosporidium sp. como un agente de bioterrorismo.

La criptosporidiosis se ha reportado en todo el mundo; se muestra una diferencia en prevalencia en los países desarrollados y aquellos en vías de desarrollo. La incidencia en 12 países europeos ha sido calculada en 3.3 casos/100 habitantes; en Estados Unidos se estima en 300 000 casos al año. En México se desconoce la prevalencia nacional y los primeros reportes fueron en pacientes con HIV-SIDA. Diversos estudios en población abierta dan a conocer prevalencias de 5 a 15%; se estima que en Centroamérica y Sudamérica existen prevalencias de 5 y 10%. La infección es más frecuente en niños menores de cinco años que en adultos (en promedio, 3 contra 0.8%, respectivamente).