Descubren una cepa de ameba potencialmente patógena para animales y humanos en el volcán de La Palma

La isla de La Palma, con 708 km2 de superficie y alrededor de 85.000 habitantes, es la isla más noroccidental de Canarias, y se caracteriza por una cadena montañosa que divide la isla de norte a sur. El 19 de septiembre de 2021, en la pequeña isla de La Palma, una explosión inició una erupción de 85 días, vertiendo 215 millones de m3 de lava sobre la vertiente SO de la Reserva Natural de Cumbre Vieja. En el momento de su erupción, el volcán Tajogaite tenía una altitud de unos 1100 m, y actualmente se encuentra a 1120 m.

La erupción comenzó con una fase explosiva temprana que envió nubes de ceniza a más de 5000 m de altitud, seguida de flujos de lava que avanzaban rápidamente junto con una violenta actividad estromboliana. Esta erupción, que afectó a zonas densamente pobladas de la isla y duró 85 días, causó más de 800 millones de euros de daños y requirió la evacuación de más de 7000 personas.

Los ambientes relacionados con la actividad volcánica son diversos, desde hábitats basálticos de océanos profundos hasta fuentes termales ácidas, y están ampliamente distribuidos en la Tierra. Por lo tanto, es de importancia geomicrobiológica comprender la diversidad y características de la vida microbiana que albergan.

AMEBAS DE VIDA LIBRE, PATÓGENOS DE ANIMALES Y HUMANOS

Las amebas de vida libre (FLA) son un grupo de organismos unicelulares que tienen una gran capacidad para crecer en diferentes ambientes de la naturaleza, como el agua, el suelo y el polvo. Aunque se pueden encontrar libremente en el medio ambiente, pueden causar infecciones en animales y humanos. Por esta razón, se consideran anfizoicas.

Entre la gran variedad de amebas de vida libre existentes, se sabe que Acanthamoeba spp., Naegleria fowleri, Balamuthia mandrillaris, Sappinia pedata / diploidea, Vahlkampfia spp. y Vermamoeba vermiformis infectan a los humanos. Estas infecciones incluyen una encefalitis amebiana conocida como meningoencefalitis amebiana primaria (PAM), que es causada por Naegleria fowleri; encefalitis amebiana granulomatosa (GAE), causada por el género Acanthamoeba junto con Balamuthia mandrillaris ; y encefalitis amebiana, causada por Sappinia pedata. Otras infecciones son las queratitis causadas principalmente por los géneros Acanthamoeba y Vahlkampfia y, con menor frecuencia, Vermamoeba vermiformis.

Por otro lado, las técnicas moleculares actuales, especialmente la secuenciación de genes 18S rRNA, se están utilizando para comprender el complejo de especies y la filogenia de Acanthamoeba. Con base en las diferencias de secuencia, se han establecido 23 genotipos (T1–T23) de Acanthamoeba. Cada genotipo exhibe 5% o más de divergencia de secuencia entre diferentes genotipos. Además, se ha reportado que las FLA son vehículos para otros microorganismos, incluyendo bacterias, hongos y virus. Estas diversas características de las FLA significan que son de gran importancia para la salud humana y ambiental.

Estos parásitos oportunistas han sido descritos en las islas macaronésicas, incluidas las Islas Canarias. Están presentes en muchas de estas islas volcánicas, como El Hierro, Gran Canaria y Tenerife, entre otras. Se han encontrado en aguas de diferentes orígenes y suelos. Por el contrario, los FLA nunca se han descrito a partir de cenizas volcánicas recientes en estas islas, por ello, un trabajo realizado por investigadores de la Universidad de La Laguna (ULL), Instituto de Salud Carlos III, Universidad de Salamanca y de la Universidad de Edimburgo ha decidido explorar este aspecto.

Debido a la zona de exclusión establecida alrededor del volcán por las autoridades, los autores no pudieron obtener muestras de lava. Sin embargo, se muestrearon abundantes depósitos de tefra en el municipio de El Paso. La tefra se considera un material volcánico, ya que durante una erupción se expulsan escorias, polvo, etc. Los autores incubaron una muestra de tefra, o piroclasto, del volcán Tajogaite en un medio de agar FLA específico.

DETECCIÓN Y CULTIVO DE LA AMEBA

La muestra de tefra se homogeneizaron en un vaso estéril, y luego 1 g se resuspendió en 15 mL de solución especifica. El filtro se cultivó en una placa de agar y se incubó a 26 °C con una capa de E. coli muerta por calor. La placa se visualizó diariamente para verificar la presencia de FLA. Cuando se observó la presencia de trofozoítos y quistes de FLA, los autores seleccionaron el punto de crecimiento y lo clonaron mediante dilución en una placa de NNA fresca hasta obtener un cultivo monoxénico. Luego, la ameba aislada se transfirió y se cultivó en medio de cultivo líquido.

En el estudio, la muestra de tefra fue aislada y clasificada a nivel de genotipo después del análisis de la región DF3 del gen 18S rDNA de Acanthamoeba. La secuencia obtenida fue depositada en la base de datos GenBank bajo el siguiente número de acceso: PP957191. La secuencia actual presentó un ≥96 % de homología con cepas previamente reportadas de genotipo T4 de Acanthamoeba registradas en la base de datos GenBank.

Ante estos hallazgos, los autores explicaron que Acanthamoeba es un protozoo oportunista que ha sido descrito en varios ambientes en la naturaleza, por ejemplo, en la mucosa nasal de individuos sanos, en el agua, suelo, polvo e incluso el aire. A nivel mundial, las enfermedades relacionadas con Acanthamoeba son causadas principalmente por el genotipo T4.

Debido a su amplia dispersión en fuentes ambientales y la resistencia de los quistes a los desinfectantes, “este genotipo ha crecido en importancia científica”. El genotipo T4 se ha encontrado en el suelo de montañas de gran altitud, pero “nunca antes se había informado en suelo de tefra volcánica”.

Asimismo, la presencia de Acanthamoeba spp. en el archipiélago volcánico de las Islas Canarias está ampliamente reportada no solo en fuentes de agua sino también en una gran variedad de suelos. Sin embargo, “los suelos analizados anteriormente nunca han pertenecido a una erupción volcánica reciente como la evaluada en el presente estudio”.

CRECIMIENTO EN SUELOS VOLCÁNICOS

La composición química y física del material de tefra del estudio, junto con su origen volcánico reciente, “plantea desafíos significativos para la colonización de organismos”. La combinación de una textura gruesa con baja retención de agua y disponibilidad limitada de nutrientes sumada a la presencia de metales pesados crea un ambiente inhóspito para la mayoría de las formas de vida, explicaron. A pesar de ser un ambiente hostil, “puede ser colonizado por distintas bacterias”. Este contexto, tal y como comenta, puede explicar la presencia de amebas de vida libre en la tefra, ya que pueden alimentarse de las posibles bacterias presentes en este ambiente.

Por lo tanto, hasta donde saben los autores, este es el primer estudio de suelo de material volcánico en la isla de La Palma y el primer informe sobre la identificación del genotipo T4 a partir de una muestra de tefra en el área de estudio.

Por otro lado, también han remarcado solo las FLA termófilas pueden ser patógenas para humanos y animales, lo que se correlaciona con su adaptación para ser capaces de sobrevivir a 37 °C. Así, matizan que “la cepa aislada es termófila debido a su abundante crecimiento a 26 °C y 37 °C”. No obstante, “se necesita información más precisa sobre la capacidad del organismo para infectar a humanos y animales”.

En resumen, “en el presente estudio se presentan los primeros hallazgos sobre la existencia de una cepa de Acanthamoeba potencialmente patógena, aislada en un entorno hostil (en este caso, suelo recientemente volcánico)”.