Paneles de BiofireⓇ FilmArrayⓇ
Paneles de BiofireⓇ FilmArrayⓇ para el diagnóstico molecular de infecciones agudas respiratorias
Por:
Jairo A. Mesa Arango*, Natalia Loaiza Díaz**
* Científico de Laboratorio Molecular, PhDc en biología, Laboratorio Clínico Hematológico S.A.
Medellín, Colombia.
** Jefe de Patología Clínica, Médica Especialista en Microbiología, Laboratorio Clínico Hematológico S.A.
Medellín, Colombia.
Publicado el 27-05-2021
Las infecciones respiratorias agudas (IRA) son, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), la principal causa de morbilidad y mortalidad por infección en el mundo (1). Se estima que entre 290.000 y 650.000 de las muertes ocurridas cada año se asocian a infección con el virus de la Influenza (2). En el último año, el número de casos de IRA ha aumentado significativamente como consecuencia de la pandemia asociada al virus SARS CoV-2 (COVID-19), la cual da cuenta de alrededor de 110.7 millones de casos de infección y más de 2.4 millones de defunciones a nivel mundial (3).
Todos los grupos de edad son susceptibles de sufrir infecciones respiratorias agudas; sin embargo, son más prevalentes en los niños, las personas de la tercera edad y en individuos con afecciones del sistema inmunológico (4). Estas infecciones, frecuentemente, derivan en la necesidad de atención médica que, durante los periodos lluviosos o de invierno, cuando son más prevalentes, tiende a sobrecargar los servicios de urgencia y consulta externa, e incrementa tanto la solicitud de exámenes de laboratorio y otras ayudas diagnósticas, como la prescripción y el consumo de antibióticos (5,6).
Si bien las IRA pueden ser de origen viral o bacteriano, en la mayoría de los casos los causantes son los virus, agentes que causan infecciones generalmente autolimitadas, que no se eliminan con terapia antibiótica y que fácilmente se pueden transmitir a otras personas y desencadenar brotes de infección (6,7).
Los signos y síntomas más frecuentes de las IRA son similares, independiente de que sean causadas por virus o por bacterias; por lo tanto, su presentación clínica no es suficiente para llegar al diagnóstico microbiológico definitivo. Además, en algunas IRA de origen bacteriano los microorganismos son difíciles de aislar e identificar usando técnicas convencionales; incluso, en ocasiones, se presenta coinfección por virus y bacterias, por lo que es necesario el uso de metodologías de detección combinada que permitan su correcto diagnóstico (4,8,9).
Diagnóstico de las infecciones respiratorias en el laboratorio clínico
Diagnóstico tradicional
El diagnóstico microbiológico de las infecciones respiratorias causadas por bacterias, hongos, virus y parásitos, se ha enfocado tradicionalmente en la visualización directa al microscopio y en el cultivo de los microorganismos presentes en las muestras respiratorias. De esta forma, se logra su aislamiento e identificación a través del estudio de las características fenotípicas y bioquímicas, y el rango de susceptibilidad a los antimicrobianos, que permiten establecer el diagnóstico y realizar un manejo clínico y farmacológico oportuno (5).
Las metodologías tradicionales se pueden complementar con pruebas serológicas que detectan directa o indirectamente antígenos del microorganismo objeto de estudio, o anticuerpos contra este, presentes en muestras de sangre, suero o fluidos corporales. Este tipo de pruebas son de especial relevancia en los casos de infecciones causadas por virus, los cuales son de difícil detección dado su reducido tamaño (que hace difícil su visualización microscópica) y su complejidad para el manejo mediante técnicas de cultivo (9,10).
Los procedimientos microbiológicos tradicionales continúan siendo los métodos de elección para el diagnóstico rutinario en el laboratorio, ya que son costo-efectivos y abarcan el diagnóstico de un número importante de infecciones causadas por agentes o microorganismos patógenos (9,10). Sin embargo, presentan múltiples limitaciones como la ejecución de protocolos laboriosos y flujos de trabajo extensos (24-48 horas en promedio, e incluso días) (5), el limitado rendimiento (sensibilidad/especificidad), la escasa aplicación en el estudio de microorganismos no cultivables por métodos convencionales y la dificultad de lograr un diagnóstico definitivo. Lo anterior, sumado a las variaciones que pueden ser inducidas debido a la técnica empleada, el tipo de muestra, el patógeno buscado y su concentración en la muestra. Además, su capacidad de detección se limita a uno o máximo dos tipos de patógenos simultáneamente.
Diagnóstico molecular
Las técnicas moleculares han revolucionado la forma cómo se diagnostican las infecciones, ya que permiten la detección simultánea de diferentes especies de microorganismos en un mismo ensayo (infecciones únicas o polimicrobianas) y el estudio masivo de muestras. Las pruebas moleculares pueden ser aplicadas directamente a las muestras clínicas de los pacientes para la detección de los ácidos nucleicos (ADN/ARN) presentes, a partir de los cuales es posible la identificación taxonómica (género, especie y subespecies o variantes del microorganismo) y la caracterización molecular del o los agentes implicados con fines diagnósticos (5).
En la actualidad, las técnicas basadas en biología molecular permiten diagnósticos costo-efectivos, de mayor sensibilidad y especificidad, y menos dispendiosos que las pruebas microbiológicas tradicionales. Por su parte, las pruebas de diagnóstico molecular, además de favorecer la rápida tipificación de microorganismos patógenos no cultivables, permiten cuantificar los microorganismos identificados y detectar genes asociados con resistencia a los antimicrobianos en cuestión de horas, lo que reduce significativamente el tiempo de obtención de los resultados (8-12 horas en promedio) y facilita al personal médico el manejo y el tratamiento oportuno de las infecciones (4).
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Recientemente, se han desarrollado pruebas moleculares para la identificación de los agentes patógenos que comúnmente causan las IRA. En su mayoría, estas pruebas utilizan la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para detectar regiones específicas del genoma (ADN/ARN) de múltiples microorganismos de interés clínico o epidemiológico, lo que permite una identificación a nivel de género o especie altamente sensible y específica (5).
El BiofireⓇ FilmArrayⓇ es una plataforma de diagnóstico molecular de fácil aplicación en los laboratorios clínicos, basada en la técnica de PCR en tiempo real (RT-PCR) multiplex para la detección simultánea de virus y bacterias causantes de infecciones respiratorias (Panel Respiratorio RP2.1), a partir de una única muestra (hisopados/aspirados nasofaríngeos). El flujo de trabajo incluye periodos cortos de manipulación y preparación de las muestras (2-5 minutos) y su corrido automatizado consume entre 45 y 90 minutos desde el montaje hasta el análisis y el reporte, lo que garantiza la obtención rápida y confiable de resultados con utilidad diagnóstica para dichas infecciones (7,8).
El panel respiratorio BiofireⓇ FilmArrayⓇ (RP2.1) está diseñado para detectar y diferenciar el material genético (ADN o ARN) de 22 microorganismos, 18 virus y 4 bacterias causantes de infecciones respiratorias, entre ellos, el ARN del Coronavirus causante del síndrome respiratorio agudo grave tipo 2 (SARS-CoV-2). Otros virus respiratorios detectados en el panel son: Adenovirus, Coronavirus 229E, Coronavirus HKU1, Coronavirus NL63, Coronavirus OC43, Metapneumovirus humano, Rinovirus/Enterovirus humano, Influenza A, incluidos los subtipos H1, H3 y H1-2009, Influenza B, Virus de la parainfluenza 1, Virus de la parainfluenza 2, Virus de la parainfluenza 3, Virus de la parainfluenza 4, Virus sincitial respiratorio. Las bacterias incluidas en el mismo son: Bordetella parapertussis, Bordetella pertussis, Chlamydia pneumoniae y Mycoplasma pneumoniae (11).
Los ácidos nucleicos de estos agentes infecciosos son detectables en muestras de hisopado nasofaríngeo de individuos con signos y síntomas de infección respiratoria durante la fase aguda de la enfermedad. Un resultado positivo en el panel respiratorio indica la presencia del microorganismo cuyo material genético fue detectado y apoya el diagnóstico y tratamiento de la infección respiratoria cuando se correlaciona con hallazgos clínicos y epidemiológicos. No obstante, la detección de un microorganismo en este panel no descarta la coinfección con otros patógenos que no están incluidos en este. Los resultados negativos pueden deberse a que el ARN o ADN del agente causal esté por debajo del límite de detección de la prueba, a que el patógeno no haga parte de los microorganismos evaluados en el panel, a problemas en la fase preanalítica, al uso de muestras respiratorias no validadas para el panel RP2.1, entre otras (11).
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En el Laboratorio Clínico Hematológico tenemos disponible el panel respiratorio RP2.1 BiofireⓇ FilmArrayⓇ:
1. Permite la detección simultánea del material genético (ADN/ARN) de 22 microorganismos (18 virus y 4 bacterias) causantes de infección respiratoria aguda (incluye el virus del SARS-CoV-2), mediante la técnica de RT-PCR multiplex en tiempo real. Los agentes detectados son identificados a nivel de género y especie.
El uso de este panel para la detección del virus del SARS-CoV-2, está avalado por el Instituto Nacional de Salud (INS), de acuerdo a los lineamientos del Ministerio de Salud y Protección Social del país.
2. Tiene una sensibilidad y especificidad global del 97,6% y 99,8% en cuanto a la RT-PCR.
3. Brinda resultados en menos de dos (2) horas.
4. La muestra requerida es de fácil recolección: hisopado nasofaríngeo tomado por uno de nuestros bacteriólogos, en cualquiera de nuestras sedes o a domicilio.
NOTA: Si presentas síntomas respiratorios o sugestivos de COVID-19, te recomendamos solicitar el servicio de toma de muestras a domicilio: https://lch.co/domicilios/ .
5. Prueba de detección de SARS-CoV-2 (COVID-19) válida para viajeros nacionales e internacionales, teniendo en cuenta la vigencia requerida de acuerdo al país de destino. Entrega de resultado en inglés, si se requiere.
6. Consulta de resultados electrónicos a través de nuestro portal Web https://resultados.lch.com.co/ o entrega de resultados impresos en cualquiera de nuestras sedes.
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En conclusión, la utilización de pruebas de diagnóstico multiplexadas tipo panel como el BiofireⓇ FilmArrayⓇ permite establecer oportunamente y con certeza los patógenos más comúnmente implicados en las infecciones respiratorias, apoya al personal médico a definir de manera oportuna los tratamientos farmacológicos y las conductas clínico-epidemiológicas necesarias para la rápida rehabilitación de los pacientes, al tiempo que permiten prevenir la diseminación de las infecciones a otras personas y controlar los brotes en curso. Lo anterior, se traduce, en la disminución de los costos derivados de la atención en salud por ingresos y tratamientos innecesarios (p. ej. disminución de la estancia hospitalaria), en la reducción de la resistencia a los antibióticos por prescripción y uso innecesario (p. ej. uso de fármacos sin utilidad clínica en las infecciones víricas), y el uso racional y eficiente de los recursos en salud (12,13).
Bibliografía
- Instituto Nacional de Salud (INS). Protocolo de vigilancia en salud pública. Infección Respiratoria Aguda (IRA). Códigos: 345, 348, 591,995. 2020;17-17.
- Lee VJ, Ho ZJM, Goh EH, Campbell H, Cohen C, Cozza V, et al. Advances in measuring influenza burden of disease. Influenza Other Respir Viruses. 2018;12(1):3-9.
- World Health Organization. COVID-19 Weekly Epidemiological Update 22. World Health Organ. 2020;(December):1-3.
- Chapin K. Multiplex PCR for detection of respiratory viruses: Can the laboratory performing a respiratory viral panel (RVP) assay trigger better patient care and clinical outcomes? Clin Biochem. 2011;44(7):496-7.
- Pettit NN, Matushek S, Charnot-Katsikas A, Tesic V, Boonlayangoor S, Brielmaier B, et al. Comparison of turnaround time and time to oseltamivir discontinuation between two respiratory viral panel testing methodologies. J Med Microbiol. 2015;64(3):312-3.
- Schull MJ, Mamdani MM, Fang J. Influenza and Emergency Department Utilization by Elders. Acad Emerg Med. abril de 2005;12(4):338-44.
- Xu M, Qin X, Astion ML, Rutledge JC, Simpson J, Jerome KR, et al. Implementation of FilmArray respiratory viral panel in a core laboratory improves testing turnaround time and patient care. Am J Clin Pathol. 2013;139(1):118-23.
- Locher K, Roscoe D, Jassem A, Wong T, Hoang LMN, Charles M, et al. FilmArray respiratory panel assay: An effective method for detecting viral and atypical bacterial pathogens in bronchoscopy specimens. Diagn Microbiol Infect Dis. 2019;95(4):114880-114880.
- Vira H, Bhat V, Chavan P. Diagnostic Molecular Microbiology and its applications: Current and Future Perspectives. Clin Microbiol Infect Dis. 2016;1(1):20-31.
- Buchan BW, Ledeboer NA. Emerging technologies for the clinical microbiology laboratory. Clin Microbiol Rev. 2014;27(4):783-822.
- BioFire Diagnostics. BioFire® Panel respiratorio 2.1 (RP2.1). 2020;1:1-62.
- Hanson KE, Azar MM, Banerjee R, Chou A, Colgrove RC, Ginocchio CC, et al. Molecular testing for acute respiratory tract infections: Clinical and diagnostic recommendations from the IDSA’s diagnostics committee. Clin Infect Dis. 2020;71(10):2744-51.
- Marimón JM, Navarro-Marí JM. Métodos de diagnóstico rápido de las infecciones respiratorias. 2017;35(2):108-15.
