Desarrollan microhilera con manchas de ADN para detección de patógenos bioterroristas

Frecuentemente, las enfermedades letales se diseminan más rápido de lo que se pueden diagnosticar en el laboratorio. Para corregir esto, los investigadores han desarrollado una prueba que reduce este tiempo de días a horas.

El Dr. Sanjeev Narayanan, profesor asistente y el Dr. Greg Peterson, microbiólogo investigador, ambos del departamento de medicina y biología patológica en la Universidad del Estado de Kansas (Manhattan, KS, EUA), están usando un dispositivo llamado una micohilera con manchas de ADN para señalar los marcadores genéticos específicos que diferencian un patógeno de otro, y determinan la resistencia antibiótica.

Tradicionalmente se requieren días y muchos trabajadores en los laboratorios, para estudiar una muestra de suelo, agua o heces para un solo patógeno. Después, se requiere tiempo adicional para estudiar la resistencia a los antibióticos. La nueva prueba, desarrollada en Kansas State estudia simultáneamente varias enfermedades y resistencia antibiótica, reduciendo el tiempo necesario desde la muestra al diagnóstico en aproximadamente 24 horas. "Necesitábamos un sistema masivo, de alta eficiencia”, anotó el Dr. Narayanan. "Entre más tiempo pase para diagnosticar una enfermedad, más difícil es el tratamiento y mayor la diseminación”.

Los investigadores analizaron el ADN de cientos de patógenos y sintetizaron sondas de ADN para las secuencias genéticas específicas que diferencian a los patógenos. Hasta ahora, pueden detectar hasta 537 genes haciendo posible la detección de 40 especies diferentes de bacterias, 1.200 serotipos de Salmonella, cinco serotipos comunes de Escherichia coli y la resistencia a los 45 antibióticos más comunes usados para tratar las enfermedades humanas y animales causadas por estos patógenos.

Cuando una muestra es enviada, los técnicos extraen y marcan fluorescentemente el ADN total y realizan una microhilera para detectar la presencia de un gen particular. Según el Dr. Narayanan, la siguiente fase será desarrollar una prueba que indica la cantidad del patógeno.

El Dr. Narayanan comentó que él y el Dr. Peterson desarrollaron la prueba porque la mayoría de infecciones humanas y animales son causadas por una combinación de patógenos. A diferencia de la práctica actual, pueden ser necesarios días para aislar e identificar cada patógeno individual y generar sus perfiles de resistencia antimicrobiana. Esto significa que los médicos y veterinarios frecuentemente inician el tratamiento antibiótico antes de saber, cual es el problema.

"La nueva prueba eliminará muchas conjeturas”, dijo el Dr. Narayanan. Le informará al médico cuantos tipos diferentes de patógenos se encuentran en una muestra y que antibióticos no funcionarían, todo en un corto período de tiempo. Las eficiencias de las pruebas con frecuencia representan un costo más bajo”.

Según el Dr. Narayanan, en caso de un ataque con armas biológicas a los Estados Unidos, la nueva prueba también debería ayudar a identificar todos los patógenos bacterianos usados. "Obtener resultados rápidos para tantos patógenos es crítico en caso de bioterrorismo”, dijo. "En estos casos, cada minuto cuenta para dar tratamientos o prevenir la diseminación de la enfermedad”. Más aún, unos patógenos como esos, podrían ser diseñados para ser reasistentes a los tratamiento comunes y la prueba nueva determinaría la resistencia rápidamente”, reportó el Dr. Narayanan.

La prueba se usa actualmente en laboratorios de investigación en el Colegio de medicina veterinaria en Kansas State para detectar patógenos zoonóticos y animales; los patógenos zoonóticos pueden ser transmitidos entre los humanos y los animales. La prueba también se usa para rastrear el flujo de elementos genéticos en los sistemas de producción de alimentos. Sin embargo, el Dr. Narayanan espera que la prueba pueda ser usada pronto para mejorar el diagnóstico clínico de las infecciones humanas y animales.

Enlace relacionado:
Kansas State University