Sonda solvatocrómica detecta la tuberculosis rápidamente

A pesar de su devastador efecto sobre la salud, las bacterias que causan la tuberculosis (TB) Mycobacterium tuberculosis pueden ser difíciles de detectar. Las pruebas actuales se basan en coloraciones químicas y las estimaciones ponen la sensibilidad de estas coloraciones en cualquier parte de un intervalo del 32% al 94%.

Se necesitan urgentemente mejores métodos de detección para combatir la tuberculosis, que mató a más de 1,7 millones de personas en todo el mundo en 2016. Se ha desarrollado una nueva técnica de coloración que es rápida y sencilla y detecta las bacterias perniciosas que son una causa importante de infección pulmonar mortal particularmente común en los países en desarrollo.

Un equipo de científicos internacionales dirigido por los de la Universidad de Stanford (Stanford, CA, EUA) diseñó un colorante basado en la trehalosa, un azúcar que forma la membrana externa de M. tuberculosis, que cambia de color. El colorante coloreó las bacterias vivas en cuestión de minutos, emitiendo fluorescencia tras la incorporación en la membrana micobacteriana hidrófoba. Las bacterias inactivadas por calor no emitieron fluorescencia, y las bacterias tratadas con medicamentos emitieron una fluorescencia menos intensa.

La sonda diseñada de trehalosa conjugada con 4-N, N-dimetilamino-1,8-naftalimida (DMN-Tre) experimenta un aumento de >700 veces en la intensidad de fluorescencia cuando hace la transición de ambientes acuosos a hidrofóbicos. Esta mejora se produce tras la conversión metabólica del DMN-Tre en monomicolato de trehalosa y la incorporación en la micomembrana de las actinobacterias. El etiquetado con el DMN-Tre permitió la visualización rápida y sin lavado de especies de micobacterias y corinebacterias sin necesidad del etiquetado no específico en bacterias Grampositivas o Gramnegativas. La microscopía se realizó en un microscopio confocal Nikon A1R equipado con un objetivo de inmersión de apertura numérica de Flujo 60 × de Flujo Plan Fluor.

En pruebas en muestras de esputo de 16 personas con TB, el método DMN-Tre detectó células de M. tuberculosis en todas las muestras. La nueva técnica se realizó de forma similar al método de etiquetado estándar, pero que es más complejo y lento, basado en la tinción con Auramina O, un colorante que se adhiere a los ácidos en las paredes de las células bacterianas. Las células humanas y otros tipos de bacterias, que son abundantes en las muestras de esputo, no incorporan la molécula.

A diferencia de los métodos existentes para la detección de la TB, el método DMN-Tre también puede diferenciar las células que son metabólicamente activas de las que no lo son. Debido a que la molécula se basa en las bacterias para que la incorporen activamente en la membrana, solo se etiquetan las células sanas, mientras que las células que se ven afectadas por el tratamiento con medicamentos no se etiquetan. Esa propiedad puede permitir que los médicos supervisen qué tan bien funcionan los tratamientos en las personas, y tal vez incluso probar si ciertas mezclas de medicamentos funcionarían contra cepas específicas de M. tuberculosis. El estudio fue publicado el 28 de febrero de 2018 en la revista Science Translational Medicine.