MICROBIOLOGÍA CLÍNICA Y ENFERMEDADES INFECCIOSAS

Detección molecular y genotipificación de Helicobacter pylori en biopsias gástricas de pacientes adultos sintomáticos de la ciudad de Santa Fe, Argentina

Felix Jiménez¹, Yanina Barbaglia¹, Pamela Bucci², Fabian A. Tedeschi², Fabian E. Zalazar^2*

¹Servicio de Gastroenterologia, Hospital "Dr. J. M. Cullen", Avda. Freyre 2150 (3000) Santa Fe;
²Laboratorio de Práctica Profesional, Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas, Universidad Nacional del Litoral, Santa Fe, Argentina.

*Correspondencia. E-mail: fzalazar@fbcb.unl.edu.ar

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RESUMEN

Los objetivos de este trabajo fueron detectar Helicobacter pylori en biopsias gástricas de pacientes sintomáticos adultos mediante PCR, detectar la presencia del gen cagA y de las variantes alélicas de vacA, y relacionar los genotipos con los diagnósticos endoscópicos. En el 81 % (39/48) de los pacientes se detectó H. pylori mediante nested PCR para hsp60. La presencia de cagA se detectó en 15/22 de las muestras y vacA s1 - m1 fue la combinación alélica más frecuente (15/22). El diagnóstico más frecuente, gastritis, se asoció en 10/13 de los casos con el genotipo cagA+, de los cuales 9/13 presentaron la variante alélica vacA s1- m1. En 3/3 pacientes con gastritis por H. pylori con genotipo cagA' se detectó la variante vacA s2 - m2. Estos resultados son los primeros comunicados en nuestra región y aportan datos de interés epidemiológico.

Palabras clave: Helicobacter pylori; hsp60; cagA; vacA; PCR; Genotipificación.

ABSTRACT

Molecular detection and genotypification of Helicobacter pylori in gastric biopsies from symptomatic adult patients in Santa Fe, Argentina. Our goals were: a) to detect Helicobacter pylori in gastric biopsies of symptomatic adults by PCR, b) to detect the presence of the cagA gene as well as of the allelic variants of the vacA gene, and c) to correlate genotypes with the endoscopic diagnoses. H. pylori was detected in 81 % (39/48) of patients by nested PCR for hsp60. The presence of cagA was detected in 15/22 of samples and vacA s1 - m1 was the most frequent allelic combination (15/22). Gastritis, the most frequent diagnosis, was associated with genotype cagA+ in 10/13 of patients. In this group, 9/13 showed the allelic variant vacA s1- m1. The variant vacA s2 - m2 was detected in 3/3 of gastritis cases by H. pylori with the cagA^- genotype. These results are the first reported in our region and provide data of epidemiological interest.

Key words: Helicobacter pylori; hsp60; cagA; vacA; PCR; Genotypification.

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Helicobacter pylori es un patógeno gástrico de amplia distribución mundial, aceptado como agente causal de gastritis crónica, enfermedad úlcero-péptica y agente etiológico importante en la secuencia que conduce al carcinoma gástrico (6, 13). El cáncer gástrico es muy variable en su epidemiología en los diferentes países, con algunos de alta incidencia, como Chile, Japón, China, Colombia, Costa Rica, y otros de baja, como Estados Unidos, Canadá y Australia (3).

A pesar de la alta prevalencia de la infección por H. pylori (que en algunas regiones alcanza al 90 % de la población) (7), solo una minoría de los individuos infectados evoluciona hacia patologías graves. Esto podría deberse, entre otros motivos, a la presencia de factores de virulencia específicos de la bacteria y a la diversidad genética de los diferentes aislamientos (15).

Entre los factores de virulencia merecen destacarse los productos de los genes cagA y vacA. El primero codifica para un antígeno inmunodominante y pertenece al islote de patogenicidad cagPAI, que contiene 31 genes conocidos (14). Por otra parte, la toxina codificada por el gen vacA induce la formación de vacuolas en células epiteliales in vitro y causa degeneración vascular de las células gástricas y ulceración de la mucosa (5). A diferencia del gen cagA, que puede estar ausente, virtualmente todas las cepas de H. pylori poseen un gen vacA funcional. No obstante, hay una variación considerable en la actividad vacuolizante de las diferentes cepas, principalmente debido a diferencias en la estructuras de las regiones señal y media (con alelos s1 - s2 y m1 - m2, respectivamente) y a las diferentes combinaciones alélicas posibles (2). El genotipo cagA+ / vacA s1 - m1 está relacionado con mayores niveles de actividad vacuolizante que el genotipo cagA-/vacA s2 - m2, confiriendo mayor probabilidad de desarrollo de patologías graves (1). A pesar de esto, hasta el momento los informes resultan contradictorios (15) y, en consecuencia, es de gran utilidad llevar adelante estudios a fin de reconocer pacientes de alto riesgo infectados con H. pylori. Con relación a la detección de H. pylori por PCR, se han probado varios blancos moleculares, tales como los genes 16S ARNr, antígeno especifico de especie de 26kDa, ureasaA, ureasaC, con grados variables de sensibilidad y especificidad (12). A fin de superar estos inconvenientes, trabajos recientes han utilizado el gen de la proteína de choque térmico de 60 kDa (HSP60) para desarrollar un protocolo de nested-PCR en la búsqueda de H. pylori en muestras clínicas, debido a que en él se combinan un alto grado de conservación con una suficiente variabilidad para permitir el diseño de cebadores específicos de especie. (12).

En el presente trabajo se plantearon los siguientes objetivos: detectar H. pylori por nested PCR utilizando como blanco el gen hsp60; detectar la presencia del gen cagA y de las variantes alélicas del gen vacA; y relacionar los genotipos con los diagnósticos endoscópicos.

Durante el periodo setiembre 2010-junio 2011 se obtuvieron biopsias gástricas de 48 pacientes sintomáticos (25 hombres y 23 mujeres, rango de edad: 17-72 años) atendidos en el Servicio de Gastroenterología del Hospital "Dr. J. M. Cullen" de Santa Fe. Criterio de inclusión: todos los individuos a los que se les indicó estudio endoscópico digestivo alto por síntomas como ardor, pirosis, dolor abdominal recurrente, pérdida de peso o intolerancia selectiva a ciertas ingestas. Criterio de exclusión: pacientes que hubieran recibido en los últimos 30 días terapia con antibióticos, antagonistas de receptores H2 o inhibidores de la bomba de protones. El estudio contó con la aprobación del Comité de Docencia e Investigación del Hospital y el consentimiento informado de los pacientes.

De cada paciente se tomaron simultáneamente 4 biopsias del antro gástrico, a unos 2 o 3 cm del píloro: 2 de ellas de la curvatura menor y las otras 2 de la parte distal de la curvatura mayor. Dos muestras (una de cada curvatura) fueron recogidas en formol para estudios anatomopatológicos y las otras dos en 1 ml de solución fisiológica estéril refrigerada a 4 °C para el posterior análisis molecular, dentro de las 24 h de obtenidas.

Para el aislamiento de ADN genómico se utilizó un equipo comercial (DNAeasy Blood and Tissue Kit, Qiagen), siguiendo las indicaciones del fabricante. El ADN obtenido fue disuelto en agua libre de nucleasas y conservado a -20 °C hasta su utilización. Los genes hsp60 y cagA fueron amplificados en reacciones individuales, mientras que las variantes alélicas m1/ m2 y s1/s2 del gen vacA fueron analizadas a través de una PCR múltiple. Las mezclas de reacción de las distintas PCR se prepararon con 12,5 ml de 2X GoTaq® Green Master Mix (Promega Corp.), 0,4 mM de cada cebador específico (Tabla 1) y 10 ng de ADN purificado, en un volumen final de 25 ml. Todas las amplificaciones se realizaron en un termociclador Eppendorf Mastercycler Personal con el mismo perfil de temperaturas: desnaturalización inicial a 94 °C 10 min y 30 ciclos de 94 °C (30 s), hibridación a 50 °C (30 s) y extensión por 1 min a 72 °C, con un paso de extensión final de 5 min a 72 °C. Los productos obtenidos se analizaron por electroforesis en geles de agarosa teñidos con bromuro de etidio y se documentaron por fotografía bajo iluminación con luz UV. La identificación molecular de H. pylori por amplificación de secuencias de hsp60 implicó dos rondas de PCR, generando un fragmento de 590 pb en la primera ronda y uno de 501 pb en la segunda (Figura 1A). A fin de evaluar en nuestro laboratorio la especificidad del ensayo, se realizaron distintas reacciones de amplificación con los mismos cebadores usados para amplificar el gen hsp60, pero utilizando ADN purificado de microorganismos no relacionados (Staphylocuccus aureus, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli), y de ADN humano. En estos ensayos, la amplificación de los genes 16S ARNr y beta-actina humana fueron usados como controles internos de la calidad de las muestras. Ninguna banda de amplificación se obtuvo en los controles negativos ensayados (datos no mostrados). En paralelo al análisis molecular, se realizaron exámenes histopatológicos, utilizando la coloración de hematoxilina-eosina.

Tabla 1. Oligonucleótidos utilizados en la detección y genotipificación de Helicobacter pylori

Figura 1. a). Electroforesis en gel de agarosa de productos de amplificación del gen hsp60 de H. pylori. Calles 1 y 2, primera ronda de PCR; 4 y 5, nested PCR; M, marcador de tamaño molecular (Cien Marker, Biodynamics, Argentina). b) Imagen representativa de los productos de amplificación generados por las variantes alélicas del gen vacA.

Sobre el total de muestras procesadas, se obtuvieron resultados positivos en la primera ronda de PCR para hsp60 en el 56 % de los casos (27/48). Por otra parte, cuando se aplicó una segunda ronda de amplificación, el porcentaje de positividad se elevó aun 81 % (39/48). Se obtuvo una gran concordancia al evaluar la detección de H. pylori por nested PCR y por el estudio histológico: todas las muestras positivas por PCR también lo fueron por coloraciones histológicas, resultado evidenciado a través del índice Kappa de Cohen (K= 0,69). En cambio, en 4 muestras que fueron negativas por histología se pudo detectar la presencia de H. pylori por nested PCR. Las 9 muestras negativas por PCR también lo fueron por histología.

Los porcentajes de positividad mencionados fueron similares a los encontrados por otros autores al analizar muestras de pacientes sintomáticos, tanto en nuestro país como en el exterior (11, 12). La amplificación de secuencias de hsp60 podría ser una alternativa diagnóstica eficiente para detectar H. pylori, tanto en muestras de biopsia gástrica como en estudios no invasivos, utilizando saliva o heces. Además, este método podría utilizarse para evaluar la eficacia de un tratamiento de erradicación. Sin embargo, estas hipótesis deben ser confirmadas con ensayos en muestras clínicas.

En un segunda etapa, a partir del ADN obtenido de 22 de las muestras que fueron positivas para H. pylori en la primera ronda de amplificación del gen hsp60 (el resto de las muestras mostraron degradación del ADN y no estuvieron disponibles para su amplificación), se investigó la presencia del gen cagA. Se encontró que 15/22 de estas presentaron el genotipo cagA+. Este porcentaje de positividad concuerda con los valores de seropositividad para anticuerpos anti-cagA hallados previamente por nuestro grupo en la provincia de Santa Fe (8).

En relación a vacA, la estrategia de detección de las diferentes variantes alélicas implicó la utilización de una PCR múltiple (Figura 1B). Se observó que la combinación alélica más frecuente fue s1- m1, presente en 15/22 de las muestras, seguida de las variantes s2 - m2 (5/22) y s2 - m1/ (2/22). Ninguna de las muestras analizadas presentó la variante s1 -m2. Considerando la presencia o ausencia de cagA en relación con las variantes alélicas de vacA, se encontraron los siguientes resultados: 14/15 de las muestras cagA+ mostraron el genotipo vacA s1 - m1. Por el contrario, 5/7 de las muestras cagA^- portaron el genotipo vacA s2 - m2 (Tabla 2). Finalmente, en los pacientes con gastritis (la patología más frecuente en este estudio, n = 13) se observó que en 10/13 de los casos, el genotipo de H. pylori encontrado fue cagA+. Además, se encontró el genotipo cagA+ junto con la variante vacA s1 - m1 en 9/10 de las muestras. Por otro lado, en 3/3 de los pacientes con gastritis por H. pylori con genotipo cagA^-, se detectó solo la variante vacA s2 - m2. Este último resultado podría sugerir que, en estos pacientes, otros factores de virulencia no analizados en este estudio, así como factores propios del huésped, podrían tener algún grado de participación en el desarrollo de la patología gástrica.

Tabla 2. Genotipos cagA y vacA de Helicobacter pylori detectados en biopsias gástricas

En el resto de las patologías observadas endoscópicamente, que fueron hiperplasia linfoidea (n = 5), esofagitis GII (n = 2), várices esofágicas (n = 2), esófago de Barrett (n = 2), enteropatía (n = 3), duodenitis (n = 1), candidiasis esofágica (n = 1)y gastropatía hipertensiva (n = 1), los genotipos hallados fueron variados y el número de casos analizados hasta el momento no es suficiente para establecer algún tipo de correlación. Sin embargo, es de destacar que de manera similar a lo comunicado por Leanza et al. (9) en una población adulta de nuestro país, en la mayoría de los pacientes se detectó el genotipo cagA+ y la combinación más frecuente entre el estado de este gen y los alelos del gen vacA fue cagA+lvacA s1- m1. Finalmente, consideramos que los datos resultantes de este trabajo, además de ser los primeros comunicados para nuestra región, adquieren una relevancia adicional por aportar datos de interés en la epidemiología de la infección por H. pylori.

Agradecimientos: el presente trabajo de investigación fue realizado con el apoyo de la Beca FAGE-Roemmers 2010, otorgada por la Federación Argentina de Gastroenterología y la Fundación "A. J. Roemmers".

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Recibido: 19/6/2012
Aceptado: 16/11/2012