Un equipo colaborativo dirigido por investigadores del Instituto de Salud Infantil Great Ormond Street (GOSH) en Londres e involucrando a investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en la Universidad de Harvard y BOA Biomedical en Cambridge ha analizado el proceso de identificación de patógenos microbianos en la sangre. revisa muestras de pacientes pediátricos con sepsis utilizando la tecnología de captura de patógenos de amplio espectro FcMBL de Wyss Institute. El avance permite la detección precisa de patógenos con una combinación de sensibilidad y velocidad sin precedentes y podría mejorar significativamente los resultados clínicos para pacientes pediátricos y de edad avanzada con infecciones del torrente sanguíneo (BSI) y sepsis. Los resultados fueron publicados en Mas uno.

Las BSI que involucran varios patógenos microbianos pueden convertirse rápidamente en una sepsis potencialmente mortal a medida que el cuerpo se ve abrumado por los invasores que se multiplican y apaga las funciones de los órganos. En 2017, hubo 48,9 millones de casos y 11 millones de muertes relacionadas con la sepsis en todo el mundo. Es importante destacar que casi la mitad de todos los casos de sepsis en todo el mundo han ocurrido en niños, con un estimado de 20 millones de casos y 2,9 millones de muertes en todo el mundo en niños menores de cinco años.

Para evitar que las BSI progresen a una sepsis en toda regla, las especies bacterianas o fúngicas que causan la infección deben identificarse lo antes posible. Solo entonces se pueden utilizar tratamientos antibacterianos o antifúngicos específicos de patógenos óptimos a tiempo. El método tradicional utilizado en los laboratorios clínicos para identificar las especies patógenas causantes es largo y laborioso, y requiere dos pasos de cultivo que consumen mucho tiempo y que duran al menos 1 a 3 días.

«Para todos los pacientes con sepsis, sus posibilidades de supervivencia disminuyen drásticamente cuanto más se tarde en identificar los agentes causantes de la infección y, por lo tanto, recibir el tratamiento antimicrobiano más prometedor», dijo Nigel Klein, MD, Ph.D., pls, profesor de enfermedades infecciosas. enfermedades e inmunología en GOSH y autor principal del estudio. “En Great Ormond Street Hospital trabajamos para demostrar tanto la importancia del diagnóstico rápido como el hecho de que podemos usar enfoques innovadores para identificar el patógeno en 40 minutos a seis horas. En comparación con los pacientes adultos, la sepsis progresa mucho más rápido en bebés y niños pequeños, y existe una necesidad real de métodos de diagnóstico que respalden la detección temprana. El diagnóstico preciso es aún más importante dadas las pequeñas cantidades de sangre disponibles de los pacientes pediátricos, lo que puede dificultar la toma de muestras».

En 2020, los autores principales Klein y Elaine Cloutman-Green, Ph.D., científica clínica consultora y médica de control de infecciones en GOSH, comenzaron a trabajar con el asociado principal Michael Super, Ph.D. y el Director Fundador Donald Ingber, MD, Ph.D. en el Instituto Wyss de Harvard para resolver este problema. «Basándonos en nuestro éxito anterior con FcMBL en el aislamiento de patógenos de articulaciones, sangre bovina y humana con una eficiencia excepcional, planteamos la hipótesis de que incorporar la detección de patógenos mediada por FcMBL en un protocolo de hemocultivo clínico modificado reduciría el tiempo y podría reducir el tamaño de las muestras de los pacientes. necesarios para lograr los mismos resultados que proporcionan los protocolos de cultivo de sangre que consumen mucho tiempo», dijo Super.

El método actual para identificar patógenos en entornos clínicos implica colocar primero muestras de sangre en frascos que contienen medios líquidos en los que los microbios infecciosos, si están presentes, se amplifican hasta una densidad específica. Luego, los microbios amplificados se cultivan en medios sólidos como colonias aisladas cuyas células constituyentes finalmente se pueden identificar utilizando un método analítico altamente sensible pero rápido y relativamente económico conocido como espectrometría de masas (MS) MALDI-TOF. «De hecho, aislar los microbios infecciosos directamente de cultivos de sangre líquida cultivados con FcMBL hace que estén disponibles para el análisis MALDI-TOF-MS mucho antes», agregó Super.

FcMBL es el componente clave de una tecnología de detección de patógenos de amplio espectro. Consiste en una proteína inmune humana modificada genéticamente llamada lectina de unión a manosa (MBL) que se fusiona con el fragmento Fc de una molécula de anticuerpo para producir la proteína FcMBL resultante. En esta configuración, la porción MBL de FcMBL puede capturar más de 100 [CHECK WITH MIKE] varias especies microbianas con alta eficiencia, incluidos prácticamente todos los patógenos bacterianos y fúngicos que causan sepsis. La porción Fc de FcMBL se puede usar para acoplarla a perlas magnéticas, lo que permite que los patógenos capturados se extraigan rápidamente de muestras de pacientes y hemocultivos líquidos.

En las primeras etapas del proyecto, el equipo de Wyss proporcionó FcMBL acoplado con perlas purificadas al equipo de GOSH, que tenía acceso a muestras de sangre de pacientes pediátricos hospitalizados. En fases posteriores, la empresa de sepsis y enfermedades infecciosas BOA Biomedical, cofundada por Super e Ingber para comercializar la tecnología FcMBL del Instituto Wyss, proporcionó el reactivo FcMBL y la experiencia crítica para el proyecto. BOA Biomedical ahora ha desarrollado las capacidades de fabricación de FcMBL requeridas por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA) y otras autoridades sanitarias federales para fabricar productos terapéuticos y de diagnóstico.

“La sepsis es la principal causa de muerte en los hospitales, y comenzar con el antibiótico adecuado salva vidas rápidamente. Usando el trabajo desarrollado originalmente en el Instituto Wyss, la revolucionaria tecnología FcMBL de BOA Biomedical ayuda a identificar de manera rápida y precisa el patógeno que causa la sepsis, marcando el comienzo de una nueva era de terapia antimicrobiana dirigida para beneficiar a pacientes individuales y frenando el problema mortal de la resistencia antimicrobiana en la sociedad». dijo Mike McCurdy, MD, director médico de BOA Biomedical.

Además de utilizar el hemocultivo estándar de oro de dos pasos en combinación con la identificación de patógenos MALDI-TOF-MS, el equipo también incluyó el kit MBT Sepsityper® de Bruker Corporation como comparación. Lanzado en 2021, MBT Sepsityper® esencialmente elimina el segundo paso de cultivo microbiano que requiere mucho tiempo al lisar las células microbianas del cultivo líquido y hacer girar los fragmentos en una centrífuga antes de analizarlos mediante el análisis de espectrometría de masas MALDI-TOF. Aunque acelera el proceso de diagnóstico general, el método MBT Sepsityper® proporciona tasas de detección microbiana más bajas que el método de cultivo tradicional, lo que significa que el patógeno que causa la infección aún no se puede identificar en una proporción significativa de las muestras de sangre.

“Nuestro enfoque FcMBL ha abierto la posibilidad de identificar organismos patógenos para guiar el tratamiento de 24 a 48 horas antes de lo que sería posible con las técnicas de cultivo estándar. «También nos ha permitido usar esta identificación para hacer coincidir mejor cualquier cultivo en curso para la susceptibilidad a los antibióticos. Este método no está vinculado a una plataforma o proveedor específico, por lo que vemos un claro potencial para convertirse en un nuevo paso de procesamiento estándar para la detección clínica de patógenos». dijo Clotman-Green.

«El método FcMBL identificó el 94,1 % de las especies microbianas que se encuentran en los análisis de hemocultivos clínicos de muestras de 68 pacientes pediátricos», dijo la primera autora Kerry Kite, quien realizó su tesis con Klein y Cloutman-Green. “Pudimos identificar más especies infecciosas en cultivos de sangre líquida positivos con el método FcMBL que con el método MBT Sepsityper® (25 de 25 frente a 17 de 25), y esta tendencia fue aún más pronunciada para el patógeno fúngico generalizado. cándida (24 de 24 contra 9 de 24).» cándida Los tipos representan aproximadamente el 5% de todos los casos de sepsis grave y son el cuarto patógeno más común aislado del torrente sanguíneo de pacientes en los Estados Unidos. No sólo las infecciones con cándida y otros hongos requieren tratamientos antimicóticos específicos, y distinguir entre los diferentes tipos de patógenos fúngicos ayuda a determinar la terapia antimicrobiana adecuada. Especialmente en las unidades de cuidados intensivos neonatales, cándidaLas infecciones son una causa importante de morbilidad y mortalidad, ya que matan hasta el 40 % de los bebés y, a menudo, causan trastornos del desarrollo neurológico en los sobrevivientes.

“Al adaptar continuamente la poderosa tecnología de detección de patógenos FcMBL para abordar necesidades de diagnóstico urgentes e insatisfechas, tales como: Por ejemplo, al diagnosticar rápidamente la sepsis en pacientes pediátricos, esperamos cambiar fundamentalmente las perspectivas, a menudo sombrías, para los pacientes de todas las edades”, dijo Ingber. «Nuestro objetivo final es poder identificar patógenos directamente en pequeñas muestras de sangre sin cultivos microbianos adicionales y aún más rápidamente». Judah Folkman Profesor de Biología Vascular en la Escuela de Medicina de Harvard y el Hospital de Niños de Boston y el Hansjörg Wyss Profesor de ingeniería bioinspirada en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard.

El estudio también fue escrito por Sahil Loomba y Thomas Elliott del Imperial College London; Francis Yongblah, Lily Gates y Dagmar Alber de GOSH; George Downey y James Hill en BOA Biomedical; y Shanda Lightbown y Thomas Doyle en el Instituto Wyss. Los autores contaron con el apoyo en su trabajo del personal de microbiología clínica de GOSH y de Erika Tranfield con experiencia en MALDI-TOF-MS. En GOSH, el apoyo financiero crítico para el proyecto fue coordinado por la Fundación Benecare, los filántropos Luca Albertini y la profesora Pauline Barrieu, y la Oficina del Vicepresidente (Avance) en University College London por Simona Santojanni. En el Instituto Wyss, el estudio fue financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) bajo el Acuerdo de Colaboración Número W911NF-16-C-0050 y el Motor de Traducción de Tecnología del Instituto Wyss. BOA Biomedical proporcionó apoyo adicional.

DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí