Waterborne Giardia and Cryptosporidium: contamination of human drinking water by sewage and cattle feces

Abstract

Water is an important vehicle for pathogens such as Cryptosporidium spp. and Giardia duodenalis. In fact, these organisms are responsible for almost 58% and 38% of the waterborne outbreaks reported in ~60 years. Characteristics related to the environmental phase of these protozoa and the different types of hosts are important factors related to environmental contamination. In cryptosporidiosis and giardiasis, outbreaks caused by waterborne pathogens are identified as major risk factors for contamination of water resources by untreated sewage and the entrainment of cattle feces in rainwater. Further, this review covers taxonomic, biologic, and epidemiologic aspects such as prevalence, risk factors, and molecular characterization of these protozoa observed in humans and cattle in order to elucidate the role of these hosts in environmental pollution, and consequently, as a source of infection for susceptible humans, especially in rural areas. Alternative water resources such as wells and springs are used without water treatment and potability monitoring. Epidemiological data are useful, but insufficient to characterize the source of infection, thereby requiring the use of appropriate molecular methods for subtyping the protozoa detected in environmental and feces samples as well as for assessing public health risk. Key words: Sanitation. Giardia duodenalis. Cryptosporidium parvum. Zoonosis. Rural areas. Molecular characterization. ResumoA água é um importante veículo de transmissão de patógenos, entre eles Cryptosporidium spp e Giardia duodenalis, respectivamente responsáveis por 58% e 38% dos surtos de veiculação hídrica registrados em cerca de 60 anos. Características relacionadas às fases ambientais destes protozoários e a grande quantidade de hospedeiros são importantes fatores relacionados à contaminação ambiental. Em surtos de criptosporidiose e giardíase por veiculação hídrica são apontados como principais fatores de risco a contaminação dos mananciais, utilizados para a dessedentação humana, por esgoto não tratado e o desague de fezes de animais devido ao carreamento por água da chuva. Além destes fatores, esta revisão aborda aspectos taxonômicos, biológicos e epidemiológicos, como prevalência, fatores de risco e caracterização molecular destes protozoários em humanos e bovinos como forma de elucidar a importância destes hospedeiros na contaminação ambiental e, consequentemente, como fonte de infecção para humanos suscetíveis, especialmente em áreas rurais. Nestas áreas são frequentemente utilizadas fontes alternativas de abastecimento de água, como poços e nascentes, sem tratamento e monitoramento de potabilidade. Dados epidemiológicos auxiliam, porém não são suficientes para caracterizar fontes de infecção, sendo necessário o uso de adequadas ferramentas de caracterização molecular para subtipagem de protozoários identificados em fezes e amostras ambientais e avaliação do risco de saúde pública.