Diversidad genética de Cryptosporidium spp obtenido en muestras de materia fecal de una población universitaria matrices animales y vegetales
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Resumen en español
El Cryptosporidium es un protozoo intestinal que infecta a humanos y animales. En la última década, ha emergido como causa principal de enfermedad diarreica afectando en su mayoría infantes y pacientes inmunosuprimidos. A nivel mundial se reportaron en el 2019, 133.422 muertes y ~8,2 en DALYs. Es endémico de países de Latinoamérica y el Caribe, donde las condiciones socioeconómicas y ambientales favorecen su propagación. En Colombia, su frecuencia oscila entre el 0 y el 24,5 %, aunque con alta variabilidad, se ha reportado en diversas poblaciones vulnerables, incluyendo niños, gestantes, comunidades rurales y urbanas, así como en adultos jóvenes universitarios. Además, C. parvum y C. hominis se han reportado con frecuencia en brotes transmitidos por alimentos y agua en todo el mundo, afectando a la población general. La criptosporidiosis no se diagnostica comúnmente, no existe vacuna y su tratamiento es incierto, por lo que su control se basa en estrategias del tipo “Una sola salud”. En un estudio previo, se encontró una alta prevalencia de Cryptosporidium (24,5 %) entre portadores asintomáticos y sus mascotas. Para comprender el potencial de virulencia y los patrones de transmisión de la infección, el objetivo de este estudio fue identificar las especies y subtipos de Cryptosporidium en las muestras de materia fecal obtenidas de una población universitaria, sus mascotas, potenciales vegetales de consumo y bovinos de fincas aledañas a Cali. Para ello, se extrajo ADN de muestras positivas de las diversas fuentes. Los humanos y las mascotas dieron positivo solo por PCR, mientras que el ganado y los vegetales dieron positivo tanto por microscopía como por PCR. La identificación y genotipificación de las especies de Cryptosporidium se realizó mediante PCR anidada dirigida a los genes 18S rRNA y gp60, respectivamente. Las secuencias obtenidas por el método de Sanger se analizaron con CryptoGenotyper 1.5. Se realizaron árboles filogenéticos (máxima verosimilitud), así como análisis de diversidad genética y haplotipos, incluyendo la construcción de una red TCS (parsimonia estadística). Se identificaron sesenta y un aislados (61/96): 60 de C. parvum y uno de C. bovis. Se logró la subtipificación de quince aislados (25%) de C. parvum, incluyendo 10 de terneros (IIaA17G2R1), 3 de humanos (2 IIaA17G2R1, 1 IIaA16G2R1) y 2 de vegetales crudos (1 IIaA17G2R1, 1 IIaA12R1). El análisis filogenético del gen 18S rRNA evidenció una alta conservación genética, sin una diferenciación clara según el origen del hospedero y la red de haplotipos basada en este marcador mostró un haplotipo central compartido por muestras de diferentes fuentes. Por su parte, el gen gp60 mostró una alta homología entre las secuencias de este estudio que compartían un mismo subtipo, lo que sugiere la circulación de una misma cepa o de cepas estrechamente relacionadas y un potencial riesgo de transmisión. Esta es la primera detección del subtipo IIaA17G2R1 de gp60 en Colombia y una nueva variante IIaA12, ampliando la diversidad conocida de C. parvum.
Resumen en inglés
Cryptosporidium is an intestinal protozoan that infects humans and animals. Over the past decade, it has emerged as a leading cause of diarrhea, primarily affecting infants and immunocompromised patients. In 2019, it caused 133,422 deaths and approximately 8.2 million DALYs worldwide. It is endemic in Latin America and the Caribbean, where socioeconomic and environmental conditions favor its spread. In Colombia, its frequency ranges from 0% to 24.5% although with high variability. It has been reported across diverse vulnerable populations—including children, pregnant women, rural and urban communities, and even young university students. Globally, C. parvum and C. hominis have been frequently related to food- and waterborne outbreaks affecting the general population. Cryptosporidiosis diagnosis is not routine, there is no approved vaccine, and treatment remains uncertain; therefore, its control relies on "One Health" strategies. In a previous study, a high prevalence of Cryptosporidium (24.5%) was found among asymptomatic carriers and their pets. Thus, this study aimed to identify Cryptosporidium species and subtypes in fecal samples from university students, their pets, consumed vegetables, and cattle from farms near Cali, to understand virulent potential and transmission patterns of infection. To do this, DNA was extracted from positive samples from the sources. Humans and pets tested positive only by PCR, while cattle and crops tested positive by both microscopy and PCR. Cryptosporidium species identification and genotyping were performed using nested PCR targeting the 18S rRNA and gp60 genes, respectively. Sequences obtained by the Sanger method were analyzed using CryptoGenotyper 1.5. Phylogenetic trees (maximum likelihood) were constructed, along with genetic diversity and haplotype analyses, including a TCS (statistical parsimony) network. Sixty-one isolates (61/96) were successfully identified: 60 from C. parvum and one from C. bovis. Subtyping was achieved for fifteen isolates (25%) of C. parvum, including 10 from calves (IIaA17G2R1), 3 from humans (2 IIaA17G2R1, 1 IIaA16G2R1), and 2 from raw vegetables (1 IIaA17G2R1, 1 IIaA12R1). Phylogenetic analysis of the 18S rRNA gene revealed high genetic conservation, with no clear differentiation by host. The haplotype network based on 18S rRNA showed a central haplotype shared by samples from different sources. The gp60 gene showed high homology among the sequences that shared the same subtype, suggesting the circulation of a single strain or closely related strains and a potential risk of transmission. This is the first detection of the gp60 subtype IIaA17G2R1 in Colombia and a new variant, IIaA12, expanding the known diversity of C. parvum.