COLÍFAGOS SOMÁTICOS

 

No se puede negar la importancia de los microorganismos y sus peligros asociados en aguas contaminadas. Las piscinas y cualquier instalación pública o privada pueden tener presencia de microorganismos, siendo de rutina el monitoreo de bacterias como E. coli, P. aeruginosa y Legionella spp.

Sin embargo, diversos estudios epidemiológicos y evaluaciones de riesgos microbiológicos han demostrado la relevancia de los virus en las enfermedades gastrointestinales, siendo sorprendentemente los principales responsables. Por esto en este blog hablaremos de los virus que contempla el nuevo RD3/2023: los colífagos somáticos.

 

Virus en el aire ¿y en el agua?

 

Los virus entéricos son el grupo de patógenos que se encuentran en las aguas recreativas y residuales por la contaminación de fuentes humanas y otras. Datos de EEUU, los señalan como la causa número uno de brotes en estos entornos acuáticos.

 

Es cierto que los tratamientos de desinfección de aguas depuradas son efectivos para la eliminación de bacterias, pero esto no es siempre así para los virus. En algunos casos esto ha sido una oportunidad, siendo el ejemplo más reciente la pandemia de la COVID-19 y la posibilidad de monitorear las aguas residuales, es decir, una herramienta para conocer la concentración del virus en una población de una forma rápida y simple.

 

Entre estos virus entéricos, son de especial importancia un subconjunto de virus bacteriófagos que infectan específicamente células de E. coli, llamados colífagos. Especialmente los colífagos F-específicos (MSC) y somáticos (SC) se han propuesto en estos últimos años como indicadores más confiables que los coliformes fecales, ya que su resistencia para permanecer en el ambiente es mayor que el de las bacterias.

 

Estos virus se generan casi exclusivamente en las heces de humanos y animales, reproduciéndose de forma controlada en condiciones específicas de altas densidades de colífagos y, por supuesto, células huésped de E. coli a elevadas temperaturas.

 

Una vez en el ambiente es complicada su replicación si no existen las condiciones anteriores, no obstante, los colífagos pueden persistir por su tendencia de adsorción en las superficies. También es importante mencionar su resistencia a tratamientos físicos y químicos convencionales como la desinfección UV, cloración, ultrafiltración, foto-oxidación, procesos térmicos y la adición de cal a los lodos generados.

 

¿Y están reflejados en la legislación?

 

Toda esta evidencia científica ha tenido efecto, por lo que el año pasado se publicaron 2 documentos relacionados con la calidad del agua. El Reglamento (UE) 2020/741 relativo a los requisitos mínimos para la reutilización del agua incluye a los colífagos totales, F-específicos y somáticos, junto con E. coli y C. perfringens como los microorganismos indicadores para aguas residuales clase A.

 

Actualmente el monitoreo de la calidad del agua es un mecanismo importante para el control de enfermedades, ya que el agua constituye un vehículo significativo de transmisión de patógenos que pueden generar diversos padecimientos, principalmente los gastrointestinales. Las enfermedades transmitidas por el agua están íntimamente relacionadas con la alteración su calidad, así como por deficiencias en el tratamiento o por contaminación en los sistemas de distribución. Los tres grupos principales de organismos patógenos que se transmiten a través del agua son bacterias, protozoarios y virus. Los bacteriófagos son virus que requieren bacterias como hospederos para su replicación. Los colifagos que se utilizan en la evaluación de la calidad del agua se dividen en dos grupos: colifagos somáticos y colifagos de ARN F-específicos. Las características que hacen a los colifagos aptos como indicadores son: a) alta especificidad; b) baja o nula replicación en el ambiente; c) alta tasa de permanencia; d) resistencia a los tratamientos de desinfección de agua; y e) métodos de detección son sencillos y de bajo costo

Los virus bacteriófagos se han ido perfilando en la última década como una alternativa a los indicadores bacterianos para el control de la calidad del agua. Su uso como indicadores fecales o virales está recomendado por la OMS y se está incluyendo en normativas europeas como la nueva Directiva (EU) 2020/2184 sobre el agua de consumo humano, o el Reglamento 2020/741 relativo a los requisitos mínimos para la reutilización del agua.

 

El control microbiológico del agua, fundamental para vigilar su calidad y seguridad, se ha realizado historicamente mediante el análisis de indicadores bacterianos de contaminación fecal, como Escherichia coli. Sin embargo, en los últimos años los virus bacteriófagos, o fagos, están ganando interés como indicadores alternativos.

Los bacteriofagos son virus que solo pueden replicarse de forma muy específica dentro de determinadas bacterias hospedadoras. Entre ellos se encuentran los colifagos, que son aquellos bacteriófagos que infectan bacterias coliformes como E.coli. 

Estudios respaldan el valor de los fagos como herramientas prácticas y económicas para monitorear la seguridad de los suministros de agua, la eficiencia de los procesos de tratamiento y desinfección del agua con respecto a la contaminación fecal y a la presencia de virus humanos y animales.

Los colifagos de origen entérico, que infectan a bacterias intestinales y son excretados con las heces, se consideran excelentes indicadores de la contaminación fecal en el agua, ya sea potable, residual, regenerada o recreativa. ¿Porqué? Están presentes en grandes cantidades en fuentes de contaminación fecal; son más resistentes a los factores estresantes naturales y antropogénicos que los indicadores bacterianos, y son tan resistentes como los virus. Además, se consideran presentes en ambientes acuáticos siempre que existe contaminación fecal y son específicos para la contaminación fecal o de aguas residuales. Sus posibilidades de multiplicarse en ambientes acuáticos son extremadamente bajas. No son patógenos y son detectables mediante métodos sencillos, rápidos y económicos.

Los colifagos son además una solución eficaz a la limitación de las bacterias como indicadores de virus patógenos que pueden transmitirse por el agua, como norovirus, rotavirus o adenovirus. Dado que es complicado y caro analizar todo tipo de virus en el agua, se selecciona un virus como indicador que muestre la presencia de los demás. El indicador se considera bueno cuando su presencia es mayor y más fácil de enumerar que otros virus. Los colifagos son buenos indicadores virales ya que se encuentran en altas concentraciones en las aguas residuales sin tratar y en muchas otras matrices contaminadas con restos fecales, se asemejan a los virus entéricos más que cualquier otro grupo de indicadores, y muestran una persistencia en el medio acuático y una resistencia a tratamientos que se asemejan a los de los virus.

Aplicación en nuevas normativas de la UE

El uso de bacteriófagos como indicadores de la calidad virológica del agua ha ido ganando progresivamente interés y se considera como una opción factible, cuyo uso está recomendado por la OMS y que se va introduciendo en la normativa de la UE.

Dos grupos de bacteriófagos que infectan a E. coli, los colifagos somáticos y los F específicos, se han investigado en el mundo académico durante muchos años como indicadores tanto fecales como virales.

Para su detección y recuento se han desarrollado métodos que han sido estandarizados por organismos de normalización como ISO y US-EPA. En España disponemos de la UNE-EN ISO 10705-1:2002 Detección y recuento de bacteriófagos. Parte 1: Recuento de bacteriófagos ARN F específicos. (ISO 10705-1:1995) y la UNE-EN ISO 10705-2:2002  Detección y recuento de bacteriófagos. Parte 2: Recuento de colífagos somáticos.

Un ejemplo de su aplicación en nuevas normativas de la UE es la Directiva(EU) 2020/2184 sobre el agua de consumo humano, que incluye el monitoreo de colifagos somáticos en los programas de control operativo, específicos del suministro y destinados a obtener una visión rápida de la eficacia de todas las medidas de control y de posibles problemas relacionados con la calidad del agua, lo que permite la aplicación rápida de medidas correctivas.

En el caso de los colifagos somáticos, en la Directiva se establece su control en el agua sin tratar, con el fin de comprobar la eficacia de los procesos de tratamiento frente a los riesgos microbiológicos. Si se detecta este parámetro en agua sin tratar en una concentración superior a 50 UFC/100 ml, debe analizarse una vez pasadas las etapas del ciclo de tratamiento, con el fin de determinar el grado de eliminación logrado por las barreras existentes y evaluar si el riesgo de que los virus patógenos sobrevivan al tratamiento está suficientemente controlado.

También el  Reglamento 2020/741, relativo a los requisitos mínimos para la reutilización del agua, incluye los colífagos (Colífagos totales/colífagos F-específicos/colífagos somáticos/colífagos) como microorganismos indicadores  para los virus patógenos en los controles de validación de las aguas regeneradas para el riego agrícola.

Según la Asociación Española de Abastecimientos de Agua y Saneamiento (AEAS) el papel que las nuevas normativas están otorgando a los bacteriófagos como indicadores para el control de la calidad del agua introducirá cambios en el sector del análisis de aguas. Se espera un incremento significativo de la demanda de análisis de este parámetro, por lo que los laboratorios de ensayo necesitaran adquirir competencias técnicas para la determinación y cuantificación de bacteriófagos. Por otra parte, se prevé un incremento en el desarrollo y comercialización de métodos rápidos para la detección de bacteriófagos, que simplifiquen los procedimientos y agilicen la obtención de resultados.

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