Dispositivo portátil ofrece un diagnóstico rápido y preciso de la tuberculosis, otras infecciones bacterianas

Marcha 29, 2016 Admin Salud 0 3
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"Identificar el patógeno responsable de la infección y la prueba de la presencia de resistencia rápidamente son cruciales no sólo para el diagnóstico, sino también para decidir el antibiótico que dará un paciente", dice Ralph Weissleder, MD, PhD, director del MGH Centro para la Biología de Sistemas (CSB) y co-autor de los dos papeles. "Estos métodos nos permiten hacer esto de dos o tres horas, una gran mejora con respecto a las prácticas de cultivo normales, lo que puede tardar hasta dos semanas para proporcionar un diagnóstico."

Investigadores de la MGH CSB desarrollaron previamente dispositivos portátiles capaces de detectar biomarcadores de cáncer en la sangre o muestras de tejido muy pequeñas. Las células diana o moléculas son primero etiquetadas con nanopartículas magnéticas, y la muestra se hace pasar a través de un sistema de micro RMN puede detectar y cuantificar los niveles de la diana. Sin embargo, los esfuerzos iniciales para adaptar el sistema para el diagnóstico de bacterias tenían dificultades para encontrar anticuerpos - el método de detección utilizado en estudios previos - que detectan con precisión las bacterias específicas. En cambio, el equipo cambia al direccionamiento de secuencias específicas de ácidos nucleicos.




El sistema descrito en el documento Nature Communications, publicado el 23 de abril detecta el ADN de bacterias de la tuberculosis en pequeñas muestras de esputo. Después de ADN se extrae de la muestra, cualquier secuencia diana que está presente se amplifica usando un procedimiento estándar, entonces capturado por perlas de polímero que contienen secuencias de ácido nucleico complementarias y tienen nanopartículas magnéticas con secuencias que se unen a otras porciones del ADN diana. La miniatura RMN bobina integrada del dispositivo - que es aproximadamente del tamaño de un portaobjetos estándar de laboratorio - detecta cualquier TB ADN bacteriano presente en la muestra.

Las pruebas del dispositivo en muestras de pacientes que tienen tuberculosis y controles sanos identificadas todas las muestras positivas con los falsos positivos en menos de tres horas. Los procedimientos de diagnóstico actuales pueden tomar semanas para entregar resultados y pueden perder hasta el 40 por ciento de los pacientes infectados. Los resultados fueron aún más fuerte para los pacientes infectados con tuberculosis y VIH - probablemente debido a la infección con ambos patógenos implica altos niveles de bacterias de TB - sondas de ácidos nucleicos especializado y desarrollado por el equipo de investigación fueron capaces de distinguir cepas bacterianas resistentes al tratamiento.

El documento en Nature Nanotechnology, como se presenta hoy en línea, describe un sistema similar utilizando ARN ribosomal (rRNA) - ya en uso como una bacteria de biomarcadores - como un destino para el etiquetado de las nanopartículas. Los investigadores han desarrollado tanto una sonda de ácido nucleico universal que detecta una región de rRNA común a muchas especies bacterianas y una serie de sondas que se dirigen a secuencias específicas de 13 patógenos clínicamente importantes, incluyendo Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli y Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina ( MRSA).

El dispositivo era suficientemente sensible para detectar tan poco como uno o dos bacterias en una muestra de sangre de 10 ml y con precisión estimar la carga bacteriana. Pruebas del sistema en muestras de sangre de pacientes con infecciones conocidas identificadas con precisión las especies bacterianas particulares en menos de dos horas y también detectaron dos especies que no fueron identificadas por técnicas de cultivo estándar.

Mientras que ambos sistemas requieren un mayor desarrollo para incorporar todos los pasos de sellado, stand-alone dispositivos, reduciendo el riesgo de contaminación, Weissleder observa que el pequeño tamaño y facilidad de uso de estos dispositivos hacen ideales para uso en los países en desarrollo. "Las interacciones magnéticas que la detección de patógenos de la comida son muy fiables, independientemente de la calidad de la muestra, lo que significa que una extensa purificación - que sería difícil en un entorno con recursos limitados -. No es necesaria la capacidad de diagnosticar la tuberculosis en una cuestión de horas podría permitir que las decisiones de las pruebas y el tratamiento dentro de la misma visita a la clínica, que puede ser fundamental para controlar la propagación de la tuberculosis en los países en desarrollo ".

Hakho Lee, PhD, del MGH Centro de Biología de Sistemas. co-autor principal de ambos documentos, señala que el sistema también tendrá importantes aplicaciones en los países desarrollados. "La capacidad del sistema, no sólo para identificar las especies de bacterias, sino también para diferenciar factores tales como la resistencia a los antibióticos ayudará a los médicos tratar a los pacientes con medicamentos 'derecha' desde el principio, lo que también ayuda a reducir la aparición de cepas resistentes al tratamiento. El hecho de que este dispositivo requiere sólo una pequeña gota de la muestra a analizar será útil en los casos en que las muestras pueden ser difíciles de obtener, tales como el tratamiento de los niños o las personas de edad ".

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