Mi proyecto de doctorado está enfocado en dos parásitos protozoarios de importancia mundial: Cryptosporidium parvum y Giardia duodenalis. Ambos son patógenos zoonóticos que son eliminados al medio ambiente a través de las heces de animales y humanos (Acha, 2003; Fayer, 2008; Haas, 1999). Las infecciones y enfermedades gastrointestinales en humanos son causadas por la ingestión de dosis relativamente bajas de ooquistes de Cryptosporidium (10-30 ooquistes) (Chappell, 2006) o quistes de Giardia (>10 quistes) (Rendtorff, 1954) directamente desde las heces o indirectamente desde agua o alimentos contaminados.

Usualmente la enfermedad es auto-limitante en individuos immunocompetentes; sin embargo, la criptosporidiosis causa una enfermedad severa que se puede volver crónica y conducir a la muerte en individuos immunocomprometidos, ancianos e infantes. Los modelos de dosis y respuesta en animales y humanos han sido ampliamente usados para estudiar la infectividad de Cryptosporidium spp. y Giardia spp.

En la actualidad, los ensayos de infectividad en humanos no son considerados prácticos por la complejidad que conlleva conseguir suficiente número de individuos para el estudio y el asunto ético involucrado debido a los potenciales y serios efectos adversos a la salud al infectar individuos sanos. Por estas razones, los modelos animales han sido frecuentemente usados para estimar la infectividad humana y proveer información para realizar análisis de riesgo en humanos.

Varios artículos sobre infectividad en animales han sido publicados para Cryptosporidium spp. y Giardia spp. Sin embargo estos estudios han usado diversos protocolos y parámetros para evaluar la infectividad de estos parásitos protozoarios, haciendo que la comparación entre estudios sea difícil de realizar. Por estas razones desarrollé un meta-análisis que sintetiza la información de estudios de infección de animales de laboratorio con Giardia y/o Cryptosporidum con el fin de entregar recomendaciones para la estandarización de estudios experimentales de dosis y respuesta. Los resultados obtenidos sugieren que exponer ratones, lechones, o rumiantes, y huéspedes experimentales imunosuprimidos a ooquistes de Cryptosporidium, al igual que la administración de altas dosis de Cryptosporidum, son más probables que resulten en excreción de ooquistes de Cryptosporidum por las heces. Además, los resultados de mi estudio sugieren que las diferencias entre las edades de animales experimentales dependen de las dosis, por lo tanto, es aconsejable considerar las variables de edad del huésped y dosis juntas.

En el caso de infecciones con Giardia, mi estudio sugiere que la inoculación del huésped experimental con quistes en vez de con trofozoitos y la administración de altas dosis de Giardia son más probables en resultar en excreción de quistes por las heces. Además, mis resultados sugieren que las diferencias entre las especies de animales experimentales dependen de la dosis, por lo tanto, es aconsejable considerar las variables de especie del huésped y dosis juntas. Las diferencias en excreción de quistes entre animales inoculados con quistes o trofozoitos también dependen de la dosis administrada, por lo tanto estas variables también deberían ser consideradas en conjunto cuando se diseñan estudios experimentales de dosis y respuesta. Por lo tanto, basados en los resultados de este meta-análisis, las variables mencionadas anteriormente deberían ser reportadas y consideradas cuidadosamente cuando se diseñan estudios experimentales de dosis y respuesta.

Numerosos brotes de enfermedad diarreica involucrando la contaminación de agua potable y recreacional con patógenos fecales han ocurrido en Estados Unidos. En el año 2009, hubo 1.325 casos de Cryptosporidiosis humana reportadas y la incidencia fue 2,9 casos por 100.000 personas. El número de casos reportados para Giardia en este mismo país fue de 18.913 casos en el año 2008. La presencia de estos patógenos también ha afectado la salud de animales marinos silvestres como la nutria de mar del sur de California (Enhydra lutris). La nutria de mar es una especie en peligro y su población ha estado estancada durante los años recientes (U.S. Geological Survey, 2009). Mortalidades elevadas debido a enfermedades infecciosas, incluyendo enfermedades asociadas con protozoos de origen terrestre y enfermedades infecciosas parecen ser el principal factor que está limitando el crecimiento de la población de las nutrias (Kreuder, 2003; Thomas, 1996). Hasta el momento no hay reportes publicados sobre infecciones de nutrias marinas con Cryptosporidium y Giardia spp, sin embargo ambos parásitos protozoarios han sido detectados en otros mamíferos marinos como leones marinos californianos (Zalophus californianus). Además, evidencia de Cryptosporidium y Giardia ha sido encontrada a través de métodos moleculares en bivalvos filtradores que pueden ser consumidos por nutrias marinas y algunos humanos (Graczyk, 1999; Freire-Santos, 2000; Fayer, 2002; Lucy, 2008).

Por estas razones, mi proyecto de doctorado también está basado en realizar un análisis de riesgo microbiano cuantitativo y en la construcción de modelos matemáticos que permitirán una predicción de la probabilidad de infección de humanos y mamíferos marinos, como la nutria de mar, expuestos a diversas fuentes de aguas contaminadas.

Además, mi estudio incluye la detección y caracterización molecular de parásitos protozoarios en moluscos bivalvos y en heces de mamíferos marinos lo cual provee información sobre el posible rol que esos moluscos y mamíferos cumplen en el transporte y transmisión de estos parásitos al ecosistema marítimo. Extender el conocimiento en esta área permitirá el desarrollo de medidas preventivas para reducir la contaminación del agua potable y recreacional en Chile.