Análisis de sangre para separar infecciones bacterianas y virales podría reducir uso excesivo de antibióticos

Existe un problema similar en los EUA, donde se calcula que entre el 30 % y el 50 % de las recetas de antibióticos se administran para infecciones virales. Los métodos existentes para diagnosticar si un paciente tiene una infección bacteriana o viral incluyen el cultivo del patógeno en una placa de Petri, lo que lleva varios días, o la prueba de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que requiere conocer el patógeno específico que se debe buscar. Ahora, una nueva prueba basada en la expresión génica podría permitir a los médicos de todo el mundo distinguir de forma rápida y precisa entre infecciones bacterianas y virales, reduciendo así el uso excesivo de antibióticos.

La prueba desarrollada por científicos de Stanford Medicine (Stanford, CA, EUA) se basa en cómo responde el sistema inmunológico del paciente a una infección. Es la primera prueba de diagnóstico de este tipo validada en diversas poblaciones mundiales, lo que representa una gama más amplia de infecciones bacterianas, y la única que cumple con los objetivos de precisión establecidos por la Organización Mundial de la Salud y la Fundación para Nuevos Diagnósticos Innovadores para abordar la resistencia a los antibióticos. Esos objetivos incluyen al menos un 90 % de sensibilidad (identificar correctamente los verdaderos positivos) y un 80 % de especificidad (identificar correctamente los verdaderos negativos) para distinguir infecciones bacterianas y virales. La prueba es parte de un nuevo plantel de pruebas de diagnóstico que analizan la respuesta del huésped, es decir, cómo reacciona el sistema inmunitario del paciente, para identificar el tipo de infección. Miden la expresión de determinados genes implicados en la respuesta inmunitaria del huésped.

Las pruebas actuales de respuesta del huésped pueden distinguir las infecciones bacterianas extracelulares de las infecciones virales con más del 80 % de precisión, pero solo pueden identificar entre el 40 % y el 70 % de las infecciones intracelulares. Debido a que estas pruebas de respuesta del huésped se diseñaron con datos de Europa Occidental y América del Norte, no tienen en cuenta los tipos de infecciones que prevalecen en los países de ingresos bajos y medianos. En particular, tienen problemas para distinguir las diferencias más sutiles entre las infecciones bacterianas intracelulares y las infecciones virales. Estas bacterias extracelulares incluyen E. coli y las que causan la faringitis estreptocócica. En los países en desarrollo, las infecciones bacterianas comunes como el tifus y la tuberculosis son causadas por bacterias intracelulares, que se replican dentro de las células humanas, al igual que los virus.

Para desarrollar una prueba de diagnóstico que pueda separar ambos tipos de infecciones bacterianas de las infecciones virales, los científicos de Stanford Medicine utilizaron datos de expresión génica disponibles públicamente de 35 países. Estos incluyeron 4.754 muestras de personas de diversas edades, sexos y razas con infecciones conocidas. Según los investigadores, la diversidad de pacientes, infecciones y tipos de datos es más representativa del mundo real. Usando el aprendizaje automático y la mitad de estas muestras, identificaron ocho genes que se expresan de manera diferente en infecciones bacterianas versus virales. Validaron su prueba de ocho genes en las muestras restantes y más de 300 muestras nuevas recolectadas de Nepal y Laos.

Descubrieron que estos ocho genes podían distinguir las infecciones bacterianas intracelulares y extracelulares de las infecciones virales con gran precisión, logrando una sensibilidad del 90 % y una especificidad del 90 %. Es la primera prueba de diagnóstico que cumple (y supera) los estándares propuestos por la Organización Mundial de la Salud y la Fundación para Nuevos Diagnósticos Innovadores. Los investigadores esperan que la nueva prueba de diagnóstico pueda eventualmente traducirse en una prueba de punto de atención y ser adoptada por médicos tanto en países desarrollados como en desarrollo, ya que solo requiere una muestra de sangre y se puede realizar en 30 a 45 minutos. El equipo ha solicitado una patente para la prueba.

“Diagnosticar con precisión si un paciente tiene una infección bacteriana o viral es uno de los mayores desafíos de salud global”, dijo Purvesh Khatri, PhD, profesor asociado de medicina y ciencia de datos biomédicos, y autor principal. “Hemos demostrado que esta firma de ocho genes tiene una mayor precisión y una mayor capacidad de generalización para distinguir infecciones bacteriales y virales, independientemente de si son intracelulares o extracelulares, si un paciente se encuentra en un país desarrollado o en desarrollo, si es un hombre o una mujer, un bebé o un anciano de 80 años”.

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Stanford Medicine