Hormigas (Hymenoptera: Formicidae) en centros hospitalarios del Valle del Cauca como vectores de patogenos nosocomiales

Ants (Hymenoptera: Formicidae) in hospital centers of Valle del Cauca as vectors of nosocomial pathogens

LUZ ADRIANA OLAYA-MASMELA¹, PATRICIA CHACON DE ULLOA², ANDREY PAYAN³

¹ Biologa, M. Sc. Universidad del Valle. A.A 25360 Cali aolaya6@hotmail.com

² Autor para correspondencia: Biologa, Ph.D. Departamento de Biologia. Universidad del Valle. Cali. A.A. 25360. Tel.: 3212100 ext. 2570. E-mail: pachacon@uniweb.net.co

³ Bacteriologo. Escuela de Bacieriologia y Laboratorio Clinico. Facultad de Salud. Universidad del Valle. Cali.

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Resumen. Se estudio la fauna de hormigas asociada a Instituciones Prestadoras de Servicios de Salud (IPS) y los patogenos que ellas pueden transportar, en cuatro municipios del departamento del Valle del Cauca: Cartago, Tulua, Cali y Buenaventura. Se determinaron siete especies de hormigas. de las cuales, Paratrechina longicornis y Tapinoma melanocephalum fueron las mas frecuentemente colectadas. Se aislaron 14 tipos bacterianos: ocho de los cuales fueron transportados exclusivamente por cuatro especies de hormigas (T. melanocephalum, P. longicornis, Tetramorium bicarinatum y Monomorium pharaonis). El coco Gram positivo mas virulento fue Staphylococcus aureus y los bacilos Gram negativos fueron Escherichia coli, Serratia marcescens, S. liquefasciens, Enterobacter agglomerans y E. calcoaceticus. Staphylococcus sp. coagulasa (-) fue el patogeno mas comunmente aislado de las hormigas.

Palabras clave: Hormigas vagabundas. Bacterias. Infeccion intrahospitalaria. Colombia.

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Summary. Ants and nosocomial pathogens carried by them were studied in health care centers at four localities in the department of Valle del Cauca: Cartago, Tulua, Cali and Buenaventura. Seven species were found, of which Paratrechina longicornis and Tapinoma melanocephalum were the most frequently collected. Fourteen bacterial types were isolated; eight were found to be exclusively transported by four species of ants (7^ melanocephalum, P. longicornis, Tetramorium bicarinatum y Monomorium pharaonis). The most virulent Gram-positive coccus was Staphylococcus aureus and the Gram-negative bacilli were Escherichia coli, Serratia marcescens, S. liquefasciens, Enterobacter agglomerans. and F,. calcoaceticus. Staphylococcus sp. coagulasa (-) was the pathogen most commonly isolated from ants.

Key words: Wandering ants. Bacteria. Within-hospital Infection. Colombia.

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Introduccion

El estudio de infestaciones hospitalarias por hormigas ha ganado gran auge a partir de las investigaciones realizadas por Beatson (1972), sobre la capacidad potencial do estos insectos para transmitir infecciones intrahospitalarias o nosocomiales (Bueno y Fowler 1994). La presencia de hormigas y otros insectos en ambientes hospitalarios representa un riesgo potencial para la higiene y la salud de los pacientes, debido a la gran cantidad de habitats que pueden utilizar, a su alto grado de dispersion y habitos alimenticios (Fernandez y Zaror 1971; Edwards 1981). Ademas se conoce la afinidad de ciertas especies, como la Hormiga Faraona (Monomorium pharaonis), por instrumentos quirurgicos y capacidad para transportar agentes patogenos causantes de enfermedades (Eichler 1990).

Las principales fuentes decontagio de infecciones nosocomiales son los mismos pacientes, el personal medico, vehiculos y otros componentes inanimados como suelo, aire, alimentos y desperdicios (Taylor et al. 1979; Velez et al. 1992), que hacen parte de un ecosistema artificial conveniente para la multiplicacion y desarrollo de aquellos insectos que se comportan como vectores (Reyes y Schenone 1961).

Estudios microbiologicos nan indicado la potencialidad de las hormigas como vectores mecanicos dc bacterias de los generos: Staphylococcus, Serratia, Klebsiella, Acinetobacter, Enterobacter, Candida, Pseudomonas, Clostridium y Enterococcus, entre otras (Fowler et al. 1993). Sin embargo, dependiendo de la especie de hormiga, sus habitos y habitats dentro de un centro hospitalario pueden variar, lo cual eventualmente puede representar un riesgo en establecimientos con deficiente grado de asepsia, ya que tales agentes bacterianos podrian ser transmitidos a los pacientes (Bailey y Baron 1989). En Colombia, particularmente en Cali (Valle), investigaciones preliminares realizadas en ambiente urbano (Lozano et al. 1999; Lozano y Chacon de Ulloa 2001) incluyendo algunos hospitales (Olaya y Chacon 2001), indicaron que dos especies de hormigas: Tapinoma melanocephalum (Hormiga Fantasma) y Paratrechina longicornis (Hormiga Loca), fueron dominantes. Lo anterior condujo a desarrollar el presente estudio, en cuatro municipios del Departamento del Valle del Cauca, con los objetivos de identificar y estimar la frecuencia de especies de hormigas en centros hospitalarios y determinar su posible asociacion con patogenos nosocomiales.

Materiales y Metodos

Obtencion de muestras de hormigas

Entre noviembre 8 y diciembre 12 del año 2001, se llevo a cabo el estudio en cuatro ciudades del departamento del Valle del Cauca - Colombia, de norte a sur: Cartago, Tulua, Cali y Buenaventura. Con el aval de las Secretarias de Salud de los municipios y la colaboracion de los centros hospitalarios, en cada ciudad se seleccionaron dos Instituciones Prestadoras de Servicios de Salud (IPS): un hospital y una clinica. El criterio para la seleccion de las IPS fue la capacidad de los servicios quo prestaban a la comunidad, asi, fueron de interes las de mayor complejidad. Dentro de cada IPS se visitaron cuatro areas; dos de las cuales fueron hospitalizacion y pediatria, y las otras dos se escogieron aleatoriamente entre urgencias, cocina, sala de partos, sala de neonatos y neurologia. En cada area, se selecionaron dos sitios, como habitacion, baño, cocineta, pasillo, etc, los cuales fueron adoptados como repeticiones.

En el punto medio del camino de obreras y con la ayuda de un aspirador bucal entomologico, diseñado especialmenle para individualizar cada muestra, se tomaron entre 30 y 40 individuos, los cuales se guardaron en un tubo de vidrio esteril de tapa rosca (16x150 mm). Las muestras se llevaron al laboratorio clinico del Hospital Universitario del Valle (HUV), donde se procesaron inmediatamente o se guardaron hasta el otro dia en refrigerador a -20°C.

Adicionalmente, en tubos de vidrio (16 x 50 mm Kimax) con alcohol metilico al 70%, se recolectaron algunas hormigas para su posterior identificacion en el laboratorio del Grupo de Investigacidn en Biologia, Ecologia y Manejo de Hormigas de la Universidad del Valle.

Muestras control

En cada sitio se tomaron dos muestras control: una muestra del aire y otra del suelo. Para la primera, a un metro del lugar donde se recolectaron las hormigas, se coloco una caja de Petri, abierta, de agar sangre con base de BHl (Brain Hearth Infection - (Merck ®)), de modo que se adhirieran a ella los microorganismos presentes en el aire, si es que los hubiere.

Para la segunda, aproximadamente entre 30 y 50 cm de distancia del mismo sitio de recoleccion de las hormigas, se realizaron dos frotis del suelo con la ayuda de hisopos de algodon, embebidos en caldo de lioglicolato, en un area de 100 cm². Una de las muestras se sombro sobre una caja de agar Eosina Azul de Metileno (EMB) (Merck ®), medio bacteriologico de cultivo que permite el reconocimiento selectivo de bacterias Gram (-); y la otra muestra se sembro sobre agar sangre con base de BHI (Merck ®) que permite el crecimiento de bacterias Gram (+) y Gram (-). Un par de guantes de latex diferente fue utilizado para la toma de cada muestra. Cada una de las cajas de Petri se sello con cinta de enmascarar y fue debidamente rotulada. Finalmente todas las muestras se guardaron en una nevera portatil hasta su traslado al laboratorio clinico del Hospital Universitario del Valle en Cali.

Procesamiento de las muestras y Tecnicas de siembra

Las muestras de hormigas se maceraron y pesaron empleando una balanza tipo analitico (Denver Instrument Company). Con este dato se calculo el numero total de bacterias que transportaban por Gramo de tejido o Unidades Formadoras de Colonia (UFC). Luego, se procedida realizar la siembra haciendo diluciones peso/volumen 1:10 y 1:100 empleando Caldo de Tioglicolato (Merck ®). Se disperso una alicuota de las diluciones anteriores sobre placas de agar sangre con base de BHI (Brain Hearth Infuction) (Merck ®) para establecer el recuento de unidades formadoras de colonia (UFC). Paralelamente se sembro una placa de agar EMB, por el metodo convencional de siembra por agotamiento, para facilitar la diferenciacion entre distintos tipos de colonias de bacterias Gram negativas. Los medios de cultivo solidos, incluidas las muestras control, se revisaron despues de 24 h de incubation a 37ºC, se establecieron los recuentos y se procedio a identificar las bacterias Gram positivas que crecieron en el agar sangre y Gram negativas que crecieron sobre el agar EMB. Los caldos de tioglicolato se dejaron incubar por un periodo maximo de cinco dias o hasta que se evidenciaron signos de crecimiento franco, despues de lo cual se hicieron subcultivos en agar sangre, agar EMB y agar salino manitol. Este ultimo se hizo con el fin de incrementar la posibilidad de aislamiento de Staphylococcus spp.

La identificacion de las bacterias provenientes de los diferentes agares de cultivo, se realizo evidenciando caracteristicas fenotipicas como propiedades de tincion en la coloracion de Gram, morfologia de las colonias y comportamiento bioquimico determinado por pruebas de identificacion manual estandar, entre otras (Koneman et al. 2001).

Resultados

Muestras de hormigas

En los 48 sitios visitados, se colectaron aproximadamente 1600 individuos distribuidos entre los cuatro municipios del Valle del Cauca. Se determinaron siete especies de hormigas, cinco de las cuales se encontraron en Tulua, cuatro en Cartago y tres en Cali y Buenaventura. Las especies de mayor incidencia fueron la Hormiga Fantasma, T. melanocephalum, con una frecuencia del 43.7% y la Hormiga Loca, P. longicornis, con el 35,4%(Tabla 1).

En la figura 1, se ilustra la abundancia de muestras de hormigas respecto al area de atencion hospitalaria, con excepcion de la sala de partos donde no se observaron hormigas. La mayoria de las muestras (27%) se obtuvo en el area de pediatria, donde se registraron cinco de las siete especies. Seguidamente se destacan las areas de hospitalizacion (25%), urgencias (21%) y sala de neonatos (19%), donde solo se encontraron Lres especies.

Aislamiento de microorganismos

Se obtuvo un total de 192 muestras entre las cuatro ciudades (Tabla 2), de las cuales el 71.4% fueron positivas para el crecimiento de microorganismos: 124 muestras correspondieron a bacterias o bacterias mas hongos y 13 muestras exclusivamente a hongos.

Se procesaron exclusivamente las muestras conteniendo bacterias o bacterias mas hongos. Se aislaron 165 colonias agrupadas en 14 tipos bacterianos (Tabla 3). A partir de las muestras de hormigas se aislaron 38 colonias y las restantes se aislaron de los controles (suelo y aire). El numero promedio de aislamientos por ciudad fue de 41 con un minimo de 26 para Buenaventura y un maximo de 50 para Cali. Bacillus sp. fue la bacteria que mas frecuentemente crecio (50,3%), principalmente en los controles de cada ciudad, excepto en Buenaventura. Entre los cocos Gram positivos, Staphylococcus sp. coagulasa (-), presento la segunda frecuencia de aparicion de todas las cepas aisladas (21.2%) y Micrococcus sp. alcanzo un 12.7%. Las bacterias restantes representaron menos del 4%.

Con un analisis detallado de cada de las 165 colonias obienidas y especificamenle de las halladas sobre hormigas, se comprobo que los aislamientos bacterianos estuvieron representados en cinco especies de hormigas y solo en cuatro de ellas se hicieron aislamientos patogenicos exclusivos, es decir no crecieron en los controles de esa misma muestra (Tabla 4). Los patogenos aislados exclusivamente fueron ocho: Acinetobacter bawmanii, A. calcoaceticus, Enterobacter cloacae, Enterobacter agglomerans, Staphylococcus aureus, Staphylococcus sp coagulasa (-), Escherichia coli, y Streptococcus del grupo D de Lancelfield (no enterococo). T. melanocephalum fue la especie de hormiga a partir de la cual se aislo mayor numero de especies patogenicas (62.5%). Del resto de hormigas se hicieron cinco aisiamientos o menos.

El potencial vectorial de las hormigas medido en numero de unidades formadoras de colonias (UFC) que pueden ser transportadas, oscilo entre 1000 UFC y 2.040.000 UFC/gr (Tabla 5). Los resultados demostraron que de las cuatro especies de formicidos hallados, T. bicarinatum presento el mayor recuento de UFC (2.040.000).

Discusion

Relativamente son pocas las investigaciones sobre la asociacion de hormigas a centros hospitalarios, la mayoria de ellas adelantadas en regiones de Norteamerica y Europa. Para la region Neotropical, se tienen registros de aproximadamente 20 especies colectadas en hospitales de Brasil, Colombia, Chile y Trinidad (Chacon de Ulloa 2003). En el presente estudio, se registran siete especies afectando principalmente las areas de pediatria y hospitalizacion. Tres de ellas, T. melanocephalum, P. longicornis y M. pharaonis, tambien fueron observadas en areas de cuidado neonatal y pediatrico en Trinidad (Chadee y Le Maitre 1990), y en pediatria en Brasil (Fowler et al. 1993). De las bacterias aisladas. algunas especies de Bacillus sp. se han encontrado asociadas con algun tipo de infeccion importante en huespedes inmunodeficientes, pero generalmente se consideran contaminantes frecuentes de cultivos en muestras clinicas; y Micrococcus sp. solo tiene una aparente capacidad patogena (Bailey y Baron 1989; Ipinza-Regla et al. 1981). Por lo tanto, aunque cabe la posibilidad de que el microorganismo sea transportado por la hormiga, su incidencia desde el punto de vista clinico puede ser minima.

En orden de importancia, en cuanto a su capacidad patogenica, los bacilos Gram negativos considerados historicamente como los mas virulentos (Bailey y Baron 1989) y hallados exclusivamente en las muestras de hormigas, fueron: E. coli, E. agglomerans y E. cloacae. E. coli se conoce como el patogeno humano mas comun y causa mas frecuente de infecciones urinarias (Velez et al. 1992; Jawetz et al. 1992), asi que su transporte por hormigas podria tener importancia epidemiologica. E. agglomerans solo fue hallada en una muestra en sala de neonatos y ha sido reportada en asociacion con otros animales (Bailey y Baron 1989), hecho que ratifica los hallazgos obtenidos en esta investigacion. E. cloacae, considerada dentro del genero como la de mayor importancia clinica, fue encontrada en dos importantes areas: pediatria donde los pacientes no han desarrollado todas sus defensas y cocina, area donde las condiciones de higiene deberian ser optimas (Velez etal. 1992).

Los bacilos Gram negativos no fermentadores: A. bawmanii y A. calcoaceticus, son considerados patogenos facultativos y oportunistas (Jawetz et al. 1992). Aunque se encuentran en la naturaleza como habitantes normales del suelo y agua y como parasitos inofensivos en mucosas del hombre y otros animales, pueden causar enfermedades por colonizacion y posterior infeccion de un huesped inmunodeficiente.

Dentro de los resultados mas relevantes, se destaca el aislamiento de S. aureus en el area de hospitalizacion. Este patogeno ha sido reconocido historicamente como uno de los principales agentes etiologicos de las infecciones nosocomiales por su alta virulencia (Bailey y Baron 1989). Por su parte, los estafilococos coagulasa negativos han surgido como patogenos importantes, en los ultimos 30 años (Jawetz et al. 1992). Durante el estudio se hicieron 35 aislamientos de este patogeno, convirtiendose, a pesar de su escasa virulencia, en el patogeno mas frecuente.

Aunque la mayoria de infecciones oportunistas o nosocomiales son debidas a microorganismos de baja virulencia, sean de la flora corporal o ambiental, muchas de ellas tienen un principio multifactorial, donde la inesperada combinacion de un buen agente infeccioso, un huesped inmunosuprimido y un medio ambiente propicio para el asentamiento del patogeno, podrian conllevar a un cuadro infeccioso.

Relacion hormiga-patogeno

De acuerdo con los hallazgos anteriormente descritos, la capacidad de los formicidos para transportar patogenos nosocomiales es elevada (Hughes et al. 1989). De 14 microorganismos aislados en toda la investigacion (Tabla 3), fue posible obtener exclusivamente ocho tipos de patogenos de las hormigas, lo cual representa mas del 50% (Tabla 4).

La gran mayoria de las investigaciones realizadas a este respecto se han centrado en el estudio de Monomorium pharaonis (Hormiga faraona) (Eichler 1990; Chadee et al. 1990; Edwards 1981) e Iridomyrmex humilis (Hormiga Argentina) (Ipinza-Regla et al. 1981). Es de destacada relevancia y aporte al conocimiento cientifico a nivel nacional y mundial, encontrar otras especies de hormigas con potencial capacidad vectorial mecanica para el transporte de patogenos intrahospitalarios; en este caso T. melanocephalum, P. longicornis, T.bicarinatum y Pheidole sp. T. melanocephalum fue la espeeie que presento la tasa mas alla de asociacion con patogenos (55.55%) durante la investigacion. Los hallazgos son preocupantes, mas aun cuando se comparan con datos reportados por Fowler et at. (1993) en Brasil, quienes mencionan que aunque P. longicornis yT. melanocephalum pueden ser vectores mecanicos dc patogenos intrahospitalarios en ese pais, la "hormiga fantasma" T. melanocephalum tiene. una baja tasa de asociacion con patogenos.

Los recuentos de las unidades formadoras de colonia (UFC) sugieren que entre las cuatro especies de formicidos de las cuales se encontro asociacion con algun tipo de patogeno nosocomial, T. bicarinatum podria comportarse como mejor vector mecanico. No obstante esta aseveracion depende estrechamente, tanto de los patogenos que pueda transportar la hormiga. como del grado de asepsia del lugar donde sea tomada la muestra.

Con esta investigacion se demuestra la capacidad de dispersion de patogenos atraves, no solo de una, sino dr¡e varias especies dc hormigas frecuentemente asociadas con el hombre y particularmente a centros hospilalarios. Se hace imperativo avanzar en el estudio de medidas de control apropiadas para ser utilizadas en un ecosistema artificial tan propicio para las hormigas y otros insectos como es una institucion prestadora de servicios de salud, pero tan dificil de manejar desde el punto de vista de la inocuidad de los productos, por la condicion obvia de desventaja inmune y alto riesgo de contaminacion a la que esta expuesta su poblacion.

Agradecimientos

Al Programa Nacional de Ciencias y Tecnologia de la Salud - COLCIENCIAS y a la Univesidad del Valle por la financiacion del estudio (codigo: 1106-04-014-99).

Al Laboratorio Clinico del Hospital Universitario del Valle "Evaristo Garcia", donde se procesaron todas las muestras microbiologicas y a la Bacteriologa Paula Andrea Ocampo, quien realizo la identificacion de todos los microorganismos aislados. A Paulina Muñoz y Philip Silverstone-Sopkin por la revision del manuscrito.

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Recibido: 05-ene-04 - Aceptado: 12-jun-05