Challenges detecting SARS-CoV-2 in Costa Rican domestic wastewater and river water.

This study presents the development of a SARS-CoV-2 detection method for domestic wastewater and river water in Costa Rica, a middle-income country in Central America. Over a three-year period (November to December 2020, July to November 2021, and June to October 2022), 80 composite wastewater samples (43 influent and 37 effluent) were collected from a Wastewater Treatment Plant (SJ-WWTP) located in San José, Costa Rica. Additionally, 36 river water samples were collected from the Torres River near the SJ-WWTP discharge site. A total of three protocols for SARS-CoV-2 viral concentration and RNA detection and quantification were analyzed. Two protocols using adsorption-elution with PEG precipitation (Protocol A and B, differing in the RNA extraction kit; n = 82) were used on wastewater samples frozen prior to concentration, while wastewater (n = 34) collected in 2022 were immediately concentrated using PEG precipitation. The percent recovery of Bovine coronavirus (BCoV) was highest using the Zymo Environ Water RNA (ZEW) kit with PEG precipitation executed on the same day as collection (mean 6.06 % ± 1.37 %). It was lowest when samples were frozen and thawed, and viruses were concentrated using adsorption-elution and PEG concentration methods using the PureLink™ Viral RNA/DNA Mini (PLV) kit (protocol A; mean 0.48 % ± 0.23 %). Pepper mild mottle virus and Bovine coronavirus were used as process controls to understand the suitability and potential impact of viral recovery on the detection/quantification of SARS-CoV-2 RNA. Overall, SARS-CoV-2 RNA was detected in influent and effluent wastewater samples collected in 2022 but not in earlier years when the method was not optimized. The burden of SARS-CoV-2 at the SJ-WWTP decreased from week 36 to week 43 of 2022, coinciding with a decline in the national COVID-19 prevalence rate. Developing comprehensive nationwide surveillance programs for wastewater-based epidemiology in low-middle-income countries involves significant technical and logistical challenges.

Aplicaciones terapéuticas del eculizumab / Therapeutic applications of eculizumab

Introducción: El eculizumab es un anticuerpo monoclonal de tipo IgG diseñado para el tratamiento de la hemoglobinuria paroxística nocturna (HPN), en el que su diana farmacológica forma parte del sistema del complemento. Su mecanismo de acción ha permitido implementarlo en el tratamiento de enfermedades huérfanas, como el síndrome urémico hemolítico atípico (SUHa), trastorno del espectro de la neuromielitis óptica (TENMO) y miastenia gravis, cuya incidencia, es baja. Asimismo, es viable en el tratamiento de Guillain Barré y el síndrome antifosfolípido catastrófico (CAPS). Objetivo: Evidenciar aplicaciones terapéuticas del eculizumab y beneficios más significativos en algunos padecimientos. Materiales y métodos: Se realizó búsqueda bibliográfica en el periodo 2010-2021, en bases de datos: Google Scholar, Science Direct, PubMed y Scielo, utilizando como palabra clave "eculizumab". Posteriormente, se afinó la búsqueda utilizando palabras claves asociadas a enfermedades tratadas con este medicamento. Resultados: Se identificó el mecanismo de acción del fármaco y su efecto sobre la patogénesis de hemoglobinuria paroxística nocturna, síndrome urémico atípico, miastenia gravis generalizada refractaria, trastorno del espectro de la neuromielitis óptica, síndromes antifosfolípidos catastrófico y Guillain-Barré. Conclusiones: El eculizumab tiene una alta seguridad y capacidad para tratar y disminuir síntomas de diversas enfermedades que involucran el sistema del complemento.

Introduction: Eculizumab is an IgG type monoclonal antibody designed to treat paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH) and its pharmacological target is a member of the complement system. Its mechanism of action has permitted its use in the treatment of orphan diseases such as atypical hemolytic uremic syndrome (aHUS), neuromyelitis optic spectrum disorder (NMOSD), and myasthenia gravis, all of which have a low incidence. Likewise, eculizumab is a viable treatment for Guillain Barré and catastrophic antiphospholipid syndrome (CAS). Objective: To describe the therapeutic applications of eculizumab and its most significant benefits in some illnesses. Materials and methods: A bibliographic search was carried out during the 2010-2021 period in Google Scholar, Science Direct, PubMed and Scielo databases using the keyword eculizumab. Then, the search was refined by using keywords associated with diseases treated with this medication. Results: The mechanism of action of the antibody and its effect on the pathogenesis of paroxysmal nocturnal hemoglobinuria, atypical hemolytic uremic syndrome, refractory generalized myasthenia gravis, neuromyelitis optic spectrum disorder, catastrophic antiphospholipid syndrome, and Guillain Barré were identified. Conclusions: Eculizumab has high safety and capacity in treating and diminishing symptoms of diverse illnesses, which involve the complement system.

El impacto de la resistencia a los antibióticos en el desarrollo sostenible / The impact of the antibiotic resistance on the sustainable development

Resumen La resistencia a los antimicrobianos (RAM) es un problema de salud pública cada vez más complejo y se considera como una de las mayores amenazas en todo el mundo. El desarrollo de la RA en los patógenos bacterianos es una consecuencia esperada de la adaptación evolutiva, debido a la presencia de este tipo de contaminantes, los antibióticos, en variedad de nichos ecológicos. Además, hay múltiples factores asociados con su origen y diseminación, entre ellos, el uso desmedido y poco regulado de los antibióticos en la medicina humana y veterinaria, así como en la agricultura, la ganadería y la industria. De hecho, recientemente se ha indicado el papel del ambiente como reservorio para genes de RA y bacterias resistentes a antibióticos. En este sentido, el enfoque para contener y controlar este problema tan complejo involucra de forma necesaria a diversas áreas como la medicina, la veterinaria, las ciencias ambientales y sectores de la industria y la economía. En este artículo, se realiza una descripción tanto del problema de la RA y sus elementos causales, como del enfoque multidisciplinario que ha sido propuesto para su manejo en el ámbito global. Se detalla también cómo la RA afecta el desarrollo humano sostenible conforme a la Agenda 2030 formulada por la ONU, en el cumplimiento de algunos de los objetivos del desarrollo sostenible (ODS).

Abstract Introduction. Antibiotic resistance (AR) is an increasingly complex public health problem, considered one of the greatest threats globally. The development of AR in bacterial pathogens is an expected consequence of evolutionary adaptation due to antimicrobials contamination in the environment. However, multiple factors are associated with the emergence and dissemination of AR, including excessive and poorly regulated use of antibiotics in human and animal medicine, agriculture, livestock, and industry, among other fields. The role of the environment as a reservoir for the generation and dissemination of AR genes and AR bacteria has recently been indicated. The approach to contain and control this problem involves multiple disciplines such as human and animal medicine, the environment, the industry, and the economy. This article describes the AR problem, the factors associated with its origin, and the multidisciplinary approach proposed for its management at a global level. Also, it will be described how AR affects sustainable development according to the UN 2030 Agenda, in compliance with some of the sustainable development goals.

Circulación de genes de virulencia asociados a Escherichia coli diarrogénica en aguas residuales del Gran Área Metropolitana de Costa Rica / Circulation of diarrheagenic Escherichia coli associated virulence genes in Costa Rican Great Metropolitan Area wastewaters

Resumen Introducción: la enfermedad diarreica es una de las principales causas de muerte en niños menores de cinco años. Uno de los agentes etiológicos bacterianos más reconocido es Escherichia coli, que puede causar infecciones a través de diversos mecanismos asociados a la adquisición de genes de virulencia. Metodología: se recolectaron muestras de aguas residuales en los afluentes y los efluentes de cinco plantas de tratamiento de la Gran Área Metropolitana, durante tres días consecutivos, en los meses de marzo, mayo, octubre y diciembre del año 2013, a fin de cuantificar la concentración de E. coli, mediante la técnica de fermentación en tubos múltiples, y evaluar la presencia de los genes de virulencia aatA, bfpA, eaeA, ipaH, lt, st, stx1 y stx2, vinculados con patotipos de E. coli diarrogénica, con la técnica de PCR punto final. Resultados: el estudio reveló niveles de E. coli similares a los encontrados en afluentes de otras regiones del mundo, en cambio, los efluentes presentaron concentraciones superiores a los 4 Log10 NMP/100 mL. La circulación anual de genes de virulencia fue relacionada con los patotipos enterotoxigénica, productores de toxina Shiga/enterohemorrágica, enteroagregativa y enteropatógena. No se detectaron genes referentes a la variedad enteroinvasora. Además, se determinó que no todas las plantas de tratamiento remueven significativamente la carga de E. coli. Conclusiones: el flujo de E. coli diarrogénica es común en nuestro país y su diseminación en el ambiente es posible cuando los efluentes se descargan en cuerpos de aguas superficiales

Abstract Introduction. Diarrheic disease is one of the most important diseases causes in children under five years. One of the most recognized etiological agents is Escherichia coli. This bacterium has the capacity of causing infections by multiple mechanisms associated with the acquisition of different virulence genes. Methodology: water samples were collected from the affluents and effluents of five wastewater treatment plants located in the Costa Rican Great Metropolitan Area, during three sequential days, in March, May, October, and December from 2013. The aim was to quantify E. colis concentration by multiple tubes fermentation method and to evaluate the presence of aatA, bfpA, eaeA, ipaH, lt, st, stx1, and stx2 virulence genes, related with diarrheagenic E. coli, by PCR end-point method. Results: The study revealed that the levels of E. coli into the affluents are similar to those reported in other world regions. The effluents concentration presented higher than 4 Log10 NMP/100 mL level of E. coli. A year-round circulation of virulence genes was demonstrated, and it was associated with enterotoxigenic, Shiga-toxin producers/ enterohemorrhagic, enteroaggregative, and enteropathogenic pathotypes. Genes related to enteroinvasive variety did not were detected. Not all wastewater treatment plants removed E. coli efficiently. Conclusions: Diarrheagenic E. coli circulation is common in our county with the possibility of dissemination to the environment by effluents wastewater discharge in surface water bodies.

Resistencia a desinfectantes y su relación con la resistencia a los antibióticos / Resistance to disinfectants and their relationship with antibiotic resistance

Resumen Objetivo: Sistematizar los principales mecanismos de acción de los desinfectantes y describir mecanismos de resistencia comunes entre biocidas y antibióticos. Métodos: Se realizó una revisión bibliográfica de artículos científicos entre 2000 y julio de 2019, sobre la relación entre la resistencia a biocidas y a los antibióticos, utilizando como palabras clave "antibiotic", "biocide", "resistance" y "bacteria", en las bases de datos PubMed y Google Scholar. Conclusiones: Existe numerosa evidencia científica que indica la relación entre bacterias resistentes a los desinfectantes y la adquisición de resistencia a los antibióticos, lo que implica un replanteamiento del uso de esas sustancias en diferentes contextos clínicos, con el fin de minimizar el impacto que puedan tener en la selección de microorganismos multirresistentes a los antibióticos.

Abstract Aim: To summarize the main mechanisms of action of disinfectants and to describe some common resistance mechanisms shared between biocides and antibiotics. Methods: A bibliographic review of scientific articles was carried out between 2000 and July 2019 on the relationship between resistance to biocides and antibiotics, using as keywords "antibiotic", "biocide", "resistance" and "bacteria" in the data bases of PubMed and Google Scholar. Conclusions: Numerous scientific studies indicate a relationship between disinfectant-resistant bacteria and the acquisition of antibiotic resistance. It is necessary to analyze the use of these substances in the clinical context in order to minimize the impact that they may have on the selection of antibiotic-resistant microorganisms.

Low-cost internal controls for detection of Giardia cysts in water samples.

Giardia cysts stained with hot carbolfuchsin were used as internal controls in a concentration method for surface water samples. The morphological integrity of stained cysts and the stain's stability and intensity were tested with each of the chemical reagents used in the aluminum sulfate flocculation method. No alterations in morphology or color were noted. The stained cyst preparation has a low cost, high stability, and suitability for both light and immunofluorescent microscopy, making it affordable to researchers in low- and middle-income countries.

Relación entre la presencia de colifagos en agua para consumo humano, las lluvias y las diarreas agudas en Costa Rica / Relation between coliphages presence in drinking water, rain and acute diarrhea in Costa Rica

ResumenLa calidad del agua de consumo es una de las preocupaciones más grandes a las que se enfrentan los entes de salud. En Costa Rica, a pesar de la buena calidad de las fuentes de agua y del agua de consumo, se siguen registrando numerosos casos de diarrea anualmente. En este estudio se realizó un análisis de indicadores de contaminación virales y bacterianos, en dos comunidades del Valle Central con acueducto propio. Se analizaron en total 24 muestras de agua por cada comunidad, durante un año, 12 en la fuente de agua y 12 en el agua tratada. La frecuencia de diarreas en cada comunidad fue comparada con la calidad microbiológica del agua consumida, encontrándose ausencia de indicadores bacterianos en muestras de agua tratada, mientras que la presencia de indicadores virales en el agua de consumo (con cloro residual) se relaciona con un incremento en el número de casos de diarreas, adicionalmente se analizó el comportamiento de las diarreas de acuerdo a la precipitación promedio con el fin de observar posibles patrones de estacionalidad. Estos hallazgos respaldan la necesidad de ampliar el monitoreo de calidad microbiológica del agua con otro tipo de indicadores de contaminación que correlacionen mejor con otros agentes patógenos de transmisión hídrica, principalmente en época seca, periodo en que se observan más casos de diarrea.

AbstractThe quality of potable water is one of the most important issues of public health. In Costa Rica, in spite of having good sources of water and good quality of water for consumption, there continues to be a significant number of diarrhea cases annually. In this investigation, viral and bacterial analyses of indicators of contamination were conducted in two rural communities with their own aqueducts in the Central Valley of Costa Rica. Twenty-four samples were taken from each community during the year; 12 from the water sources and 12 from the treated waters. The frequency of diarrhea in each community was compared to the microbiological quality of the water being consumed, noting an absence of bacterial indicators in samples of treated water, while the presence of viral indicators in the water (with residual chlorine) were associated with an incremental increase in the number of cases of diarrhea. The analysis also included measurements of average monthly rainfall with the aim of observing possible associations between seasonal conditions and the incidence of diarrhea cases. These findings indicate the need to increase the monitoring of the microbiological quality of the water with other types of indicators of contamination that correlate better with other pathogens transmitted by water, especially in the dry seasons when a greater number of cases of diarrhea are observed.

Implementación de dos métodos de recuento en placa para la detección de colifagos somáticos, aportes a las metodologías estándar

Los métodos de recuento en placa capa doble y capa simple de agar, para la cuantificación de colifagos somáticos en aguas, fueron implementados utilizando como base metodologías estándar. Diferentes variables fueron ensayadas, lo cual permitió la precisión en algunos pasos no incluidos en metodologías estándares. De los hallazgos de mayor importancia, se exponen las consecuencias de utilizar un cultivo de Escherichia coli excesivamente concentrado y se describe la obtención de un cultivo en fase logarítmica en solo 4 horas de incubación, ajustando la concentración a una densidad óptica de 0,3 a 600nm (3,1 x 10(8)UFC/ mL), o a un McFarland 1 (3,0 x10(8)UFC/ mL). Se determinó que los controles de colifagos deben ser almacenados a -70 °C para reducir su degradación y que se deben evitar cantidades superiores a 20 mL de mezcla de reacción por plato de Petri, para reducir las burbujas que pueden interferir con la lectura de unidades formadoras de placas (UFP). Se demostró que los colifagos de las muestras de agua pueden almacenarse 48 horas a 4 °C sin que sufran degradación y que en las muestras con altas concentraciones de colifagos no se observa UFP porque se da una lisis confluente de la capa bacteriana. No se encontraron diferencias significativas en la recuperación de colifagos al utilizar un método u otro, pero dichos métodos deben ser evaluados por medio de controles, antes de aplicarlos directamente en el análisis de muestras de agua.

Two plate count methods, double layer and single layer of agar for quantification of somatic coliphages in water, were implemented using standard methodologies. Several variables were tested and provided valuable information that was not included in standard methodologies. The most important findings are described, such as the effect of using an excessively concentrated culture of E. coli and production of a log phase culture in only 4 hours of incubation, adjusting the concentration to an optical density of 0.3 at 600 nm (3.1 x 108 CFU / mL), or to McFarland 1 (3.0 x 108 CFU / mL). It was determined that coliphages controls must be stored at -70 °C to reduce its degradation. Quantities of reaction mixture exceeding 20 mL per Petri dish must be avoided to prevent interfere with bubbles during the counting of plate forming units (PFU). It was demonstrated that coliphages isolated from water samples can be stored for 48 hours at 4 °C without any degradation, and PFU are not observed in samples with high concentrations of coliphages, because a confluent lysis of the bacterial layer. There was no significant difference in the recovery of coliphages using doble layer or single layer methods, but such methods should be evaluated by means of controls, before applying them directly in the analysis of water samples.