Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería en Biotecnología) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Biología, 2020 | Las cianotoxinas son contaminantes cada vez más frecuentes a nivel mundial en el agua potable procedente de aguas superficiales, debido a que las condiciones del cambio climático pueden aumentar la proliferación de las cianobacterias. La presencia de estas toxinas en el agua potable puede generar diferentes problemas a la salud como: daño hepático y daño a nivel neurológico. En Costa Rica, los análisis de cianobacterias en agua potable se realizan en casos excepcionales como cuando ocurren intoxicaciones masivas, por lo tanto, actualmente son escasos los datos que se tienen sobre las cianobacterias y sus toxinas: En 1994, Peinador aisló tres especies de cianobacterias de la Planta Potabilizadora de Tres Ríos, y en el año 2006 Avendaño y Arguedas encontraron en el agua cruda de la Planta Potabilizadora de Tres Ríos concentraciones superiores a lo establecido en la normativa. En este estudio se analizaron los datos suministrados por el ICE (Instituto Costarricense de Electricidad) sobre el embalse El Llano (fuente de la planta potabilizadora de Cartago) de los parámetros de temperatura, pH, fósforo total y amonio de las épocas entre 2016-2018, para determinar si con las características históricas del embalse, se podrían desarrollar las cianobacterias; además se empleó la técnica de espectrofotometría con el kit comercial Mycrocistest® para determinar la concentración de microcistinas tóxicas en el agua cruda y tratada de la planta potabilizadora de Cartago. Tras el análisis de los datos históricos se encontró que, con las características históricas de los parámetros analizados, si era posible el crecimiento de las cianobacterias y por ende de la producción de toxinas. Al realizar los ensayos, no se detectaron microcistinas (Mcs) en concentraciones iguales o superiores a 0,25 μg/L, lo que podría deberse a algunos factores como la presencia de sedimentos en el embalse, la biodegradación de las Mcs por parte de los microorganismos que crecen en el embalse, el corto tiempo de retención del embalse, entre otros. No obstante, no se descarta en el futuro, la presencia de cianobacterias, ni de cianotoxinas, por lo que se recomienda establecer un monitoreo de vigilancia de las densidades de cianobacterias presentes en el agua cruda de la planta y en caso de detectar densidades importantes, realizar una prueba de toxidad. | Cyanotoxins are an increasingly frequent pollutant worldwide in drinking water from surface waters, as the conditions of climate change can increase the proliferation of cyanobacteria. The presence of these toxins in drinking water can generate different health problems, such as liver damage and neurological damage. In Costa Rica, the analysis of cyanobacteria in drinking water is carried out in exceptional cases such as when massive intoxications occur, therefore, currently there is little data on cyanobacteria and their toxins: In 1994, Peinador isolated three species of cyanobacteria of the Tres Ríos drinking water treatment Plant, and in 2006 Avendaño and Arguedas found in the raw water of the same plant concentrations higher than that established in the regulations. In this study, the data provided by the ICE (Instituto Costarricense de Electricidad) on the El Llano reservoir (source of the Cartago drinking water treatment plant) of the parameters of temperature, pH, total phosphorus and ammonium of the periods between 2016-2018 were analyzed, to determine if with the historical characteristics of the reservoir, cyanobacteria could be developed. In addition, the spectrophotometric technique was used with the commercial Mycrocistest® kit to determine the concentration of toxic microcystins in the raw and treated water of the Cartago drinking water treatment plant. After analyzing the historical data, it was found that with the historical characteristics of the analyzed parameters, there is the possible for the growth of cyanobacteria and therefore the production of toxins. When performing the tests, no microcystins (Mcs) were detected in concentrations equal to or greater than 0.25 μg / L, which could be due to some factors such as the presence of sediments in the reservoir, the biodegradation of the Mcs by the microorganisms that grow in the reservoir, the short retention time of the reservoir, among others. However, the presence of cyanobacteria or cyanotoxins is not ruled out in the future, so it is recommended to establish surveillance monitoring of the densities of cyanobacteria present in the raw water of the plant and in case of detecting significant densities, perform a toxicity test.

Atualmente, um dos problemas mais observados na suinocultura são as diarreias que acometem leitões na fase de creche, levando a prejuízos na cadeia produtiva em função da perda de peso dos animais, desidratação e gastos com medicamentos. Escherichia (E.) coli, causadora da colibacilose na fase de maternidade e após do desmame, é um dos principais agentes infecciosos envolvidos nas diarreias pós desmame, podendo determinar índices de mortalidade de até 25%. A diarreia ocorre entre a primeira e a terceira semana após a entrada nas creches e apresenta-se de forma pastosa a líquida, de coloração amarelada ou acinzentada. E. coli é uma bactéria comensal do intestino dos leitões e sua patogenicidade está diretamente relacionada com a expressão de fímbrias e toxinas. A via fecal-oral é a principal via de transmissão, sendo a água uma importante fonte de contaminação, podendo ocasionar as diarreias. Visando observar a possibilidade de transmissão de E. coli enterotoxigênica (ETEC) via água, o objetivo do trabalho foi isolar e tipificar E. coli de amostras de água provenientes de caixas d’água e bebedouros de creches de suínos e de suabes retais de leitões com diarreia pós desmame. Em amostras com isolamento de E. coli foi realizado PCR multiplex para a detecção das fímbrias e toxinas presentes nas amostras e realizado o antibiograma, sendo possível comparar os fatores de virulência e resistência antimicrobiana em amostras isoladas da água e naquelas isoladas dos leitões. Em quatro das dez amostras de água foi possível isolar E. coli, entretanto, nenhuma apresentava os genes para os fatores de virulência característicos de cepas ETEC. Das 60 amostras de suabes retais analisadas, 21 isolaram E. coli e sete encontraram fatores de virulência para ETEC. Os fatores de virulência mais frequentes foram as fímbrias F18 (62,5%) e F4 (25%) e as toxinas STb (100%) e STap (75%). E. coli isoladas das amostras de água apresentaram maior resistência aos antimicrobianos apramicina, florfenicol, lincomicina, lincomicina+espectinomicina, oxitetraciclina e sulfametoxazol+trimetoprim e foram sensíveis a colistina e fosfomicina. As sete ETEC isoladas de suabe retal apresentaram maior resistência à lincomicina e menor resistência à fosfomicina. As 14 E. coli não ETEC isoladas de suabe retal apresentaram maior resistência ao florfenicol e não apresentaram resistência a colistina. E. coli enterotoxigênica é um importante agente na causa de colibacilose pós-desmame, porém não parece ser capaz de desenvolver fatores da virulência na água, possivelmente por depender de condições do animal para isso. Os resultados mostraram que a água não é uma importante fonte de transmissão de ETEC. As amostras analisadas apresentaram uma ampla variação nos fatores de resistência a dez antimicrobianos diferentes, apresentando inclusive multirresistência. | One of the most frequent problems in the swine industry is diarrhea in nursery pigs, which causes significant losses due to weight loss, dehydration and cost of medication. Escherichia (E.) coli is one of the main agents of the post-weaning diarrhea and can cause a disease with mortality rate as high as 25%. The diarrhea occurs between the first and third week post-weaning and varies in consistency from very watery to pasty with a colour range from grey to yellow. E. coli is an intestinal commensal bacteria in pigs and its pathogenicity is directly related to fimbria and toxins gene expression. Fecal-oral is the mainly route of transmission, and water is an important contamination source. To investigate the possibility of enterotoxigenic E. coli (ETEC) transmission through water, the objective of this study was to isolate and to typify E. coli from pig nursery water samples and from nursery pig´s rectal swabs presenting post-weaning diarrhea. After isolation of E. coli, positive samples were genotyped by Multiplex PCR - to determine specific fimbria and toxin genes present in the isolate - followed by antibiogram analysis. Virulence factors and antimicrobial resistance could then be compared between water and piglet samples. E. coli was isolated in four out of the ten water samples, although none of them expressed ETEC virulence factors. From 60 rectal swab samples, 21 E. coli were isolated and seven expressed ETEC virulence factors. The fimbria presenting higher frequency was F18 (62,5%) and F4 (25%) and the toxins were STb (100%) and STap (75%). E. coli isolated from water samples presented higher resistance to apramycin, florfenicol, lincomicin, lincomicin+spectinomycin, oxytetracycline and sulfametoxazol+trimethoprim and did not present resistance to colistin and fosfomicin. The seven ETEC from rectal swab samples presented a higher resistance factor to lincomicin, and lower resistance factor to fosfomicin. The 14 non ETEC from rectal swab samples presented a higher resistance factor to florfenicol e no resistance to colistin. E. coli enterotoxigenic is an important agent causing post-weaning diarrhea, even though it seems incapable to develop its virulence factors in the water, probably because it may depends on conditions present exclusively in the animal organism. The results show that contamination of drinking water with ETEC was not an important cause of infection of the nursery piglets in the experiment. The samples analysed presented a wide range of resistance to the different antimicrobials, including multi-resistance.