Imagen de las muestras del nuevo método. - PAK KIN WONG
MADRID, 4 Sep. (EUROPA PRESS) -
Un equipo liderado por un ingeniero de la Universidad Estatal de Pensilvania (EEUU) ha desarrollado un nuevo método que podría reducir de varios días a apenas unas horas el tiempo necesario para diagnosticar la sepsis.
Este nuevo enfoque permite cultivar rápidamente las bacterias presentes en las muestras de sangre recolectadas y analizarlas intermitentemente con técnicas avanzadas que ayudan a los científicos a identificar los patógenos específicos que causan la infección.
Los investigadores señalan en un artículo publicado en 'Science Advances' que su método facilita un diagnóstico más rápido y podría contribuir a la toma de decisiones clínicas para evitar el aumento de la resistencia a los antibióticos en las cepas bacterianas causantes de infecciones.
"Estamos desarrollando una plataforma de diagnóstico integral que permite a los médicos identificar rápidamente tanto la bacteria específica que causa la infección como el antibiótico ideal para tratarla, antes de que se desarrolle la sepsis", ha informado el autor principal, Pak Kin Wong , profesor de ingeniería biomédica e ingeniería mecánica.
En el caso de una infección del torrente sanguíneo, es fundamental encontrar y neutralizar la causa lo antes posible, antes de que desencadene una respuesta séptica del organismo, ha explicado Wong. "Los médicos no solo deben detectar la presencia de bacterias, sino también identificar los patógenos específicos y el mejor antibiótico para el tratamiento. Las graves consecuencias de un falso positivo o negativo complican aún más la situación, ya que cada hora cuenta al tratar una infección del torrente sanguíneo", ha afirmado Wong.
"Esto no es como una prueba de COVID, donde se verifica la presencia de un virus específico en el organismo del paciente. Muchas bacterias diferentes pueden causar sepsis y pueden responder de manera distinta al tratamiento. Por lo tanto, el análisis debe ser exhaustivo para garantizar que se prescriba el mejor tratamiento", ha destacado el investigador.
Las infecciones del torrente sanguíneo son responsables de alrededor del 40 por ciento de los casos de sepsis que requieren hospitalización. La compleja composición biológica de la sangre y la baja cantidad de patógenos necesaria para desencadenar una sepsis dificultan y ralentizan la identificación de la causa de una infección sanguínea.
Para identificar las bacterias responsables, las prácticas actuales requieren realizar un cultivo bacteriano: las muestras de sangre se enriquecen durante varios días para que las bacterias presentes alcancen niveles detectables. Posteriormente, los técnicos analizan las muestras para identificar las bacterias concretas, un proceso que añade uno o dos días más al diagnóstico.
LOS PRODUCTOS ACTUALES OFRECEN RESULTADOS MENOS COMPLETOS
Agilizar el diagnóstico de las infecciones del torrente sanguíneo no es una idea nueva, y actualmente existen varios productos comerciales que permiten analizar la sangre sin necesidad de realizar un cultivo. Sin embargo, según Wong, para reducir el tiempo de diagnóstico estos productos ofrecen resultados menos completos y sensibles.
Para acelerar el diagnóstico sin sacrificar precisión, el equipo tuvo que replantear el proceso de cultivo. Tradicionalmente, el crecimiento bacteriano en una muestra de sangre cultivada se mide a través del dióxido de carbono liberado por las bacterias. Cuando el aumento de los niveles de dióxido de carbono confirma la presencia de patógenos, las bacterias se separan de la muestra de sangre y se analizan.
EL NUEVO MÉTODO ACELERA EL PROCESO
El nuevo método del equipo, denominado STREAM, acelera este proceso al favorecer un crecimiento bacteriano rápido mientras, de forma simultánea, aísla y analiza los patógenos. Para ello, las muestras de sangre se mezclan con un medio de cultivo especializado que separa las células sanguíneas de las bacterias presentes en la muestra durante el cultivo.
El análisis molecular, un proceso conocido formalmente como codificación molecular (barcoding), permite al equipo detectar pequeños fragmentos de información genética procedentes de las bacterias aisladas. A partir de estas pequeñas muestras, recogidas de forma intermitente durante el cultivo, los investigadores pueden identificar las especies bacterianas concretas presentes.
"En lugar de tomar una muestra en un momento determinado una vez finalizado el cultivo, recogemos muestras en distintos momentos a lo largo de todo el proceso. Este enfoque permite mantener una detección bacteriana sólida al tiempo que reduce al mínimo el tiempo necesario para obtener los resultados", ha explicado Wong.
DIAGNÓSTICO EN SIETE HORAS
Estas muestras de menor tamaño se someten posteriormente a una serie de nuevas técnicas basadas en el análisis de células individuales, que permiten estudiar las bacterias mediante imágenes microscópicas.
Los investigadores utilizan después algoritmos informáticos desarrollados por el propio equipo para eliminar elementos visuales que dificultan la interpretación de las imágenes, lo que ayuda a los médicos a determinar qué bacteria concreta está causando la infección. Estos análisis también permiten estimar a qué antibióticos es susceptible la bacteria y detectar posibles resistencias a estos medicamentos.
El equipo probó su método con alrededor de 100 muestras positivas de infecciones del torrente sanguíneo, donadas por pacientes y almacenadas en el laboratorio de microbiología clínica del Penn State Hershey Medical Center. Los investigadores comprobaron que la combinación de estas técnicas permite realizar un diagnóstico completo en tan solo siete horas, identificando con fiabilidad el patógeno responsable de la infección directamente a partir de sangre completa.
