Prueba
Paneles de BiofireⓇ FilmArrayⓇ
Paneles de BiofireⓇ FilmArrayⓇ para el diagnóstico molecular de infecciones agudas gastrointestinales
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 01-06-2021
La gastroenteritis aguda y la enfermedad transmitida por alimentos (ETA) son causa frecuente de enfermedad y muerte a nivel mundial, y las principales responsables de la enfermedad diarreica en menores de 5 años. Las afecciones gastrointestinales (GI) de origen infeccioso se dan como consecuencia del consumo de agua y alimentos contaminados con virus, bacterias y parásitos. Estas infecciones, comúnmente accidentales, ocurren en todo el mundo; sin embargo, se presentan con mayor frecuencia en regiones de países en vía de desarrollo donde las medidas higiénico-sanitarias son insuficientes o existen limitaciones para el acceso a servicios con saneamiento y agua potable (1,2).
De acuerdo con datos publicados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el 2015, cada año ocurren cerca de 600 millones de casos y 420.000 muertes derivadas de afecciones GI, de las cuales el 30% afectan a menores de 5 años (1,3). En Colombia, según datos reportados por el Instituto Nacional de Salud (INS), en 2019, se informaron 997 brotes de ETA, con un total de 11.222 personas afectadas. Entre estos, el grupo de edad más afectado fue el de 20 a 49 años, seguido por los niños y jóvenes entre 10 y 19 años. Además, cerca de la mitad de estas situaciones se presentaron en el hogar y el resto en restaurantes, colegios y sitios que favorecen el contacto estrecho entre las personas. Es importante resaltar que solo en el departamento de Antioquia ocurrieron el 21,4% (2.401) de estos casos (4).
Las GI de origen infeccioso son causadas por gran variedad de bacterias, virus y parásitos (p. ej. Norovirus sp., Campylobacter spp., Salmonella enterica no tiphy, Escherichia coli enteropatógena, Taenia solium, Giardia sp., entre otros) y se pueden manifestar de diversas maneras, causando desde diarrea leve que no requiere tratamiento hasta situaciones de difícil manejo que pueden poner en riesgo la vida del paciente, como el síndrome hemolítico urémico y la colitis pseudomembranosa. En estos casos, es fundamental la identificación específica y rápida del patógeno causante del cuadro clínico, para definir o ajustar la terapia farmacológica y no farmacológica, y contener posibles brotes de infección (4,5).
Diagnóstico de las infecciones gastrointestinales en el laboratorio clínico
Diagnóstico tradicional
El diagnóstico microbiológico de las infecciones gastrointestinales 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 la materia fecal. 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 (6,7).
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 (6,7).
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. 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 (8,9).
Diagnóstico molecular
Las técnicas moleculares han revolucionado la forma como 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 (10).
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 (9,10).
** Recientemente, se han desarrollado pruebas moleculares para la identificación de los agentes patógenos que comúnmente causan infecciones GI. 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 (9–11).
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 bacterias, virus y parásitos causantes de infecciones gastrointestinales (Panel Gastrointestinal GI) (12) ,a partir de una única muestra de materia fecal. 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 (13).
El panel gastrointestinal (GI) BiofireⓇ FilmArrayⓇes una herramienta molecular que apoya el diagnóstico de infecciones gastrointestinales causadas específicamente por microorganismos patógenos. Esta prueba permite la detección in vitro de los ácidos nucleicos de múltiples bacterias, virus y parásitos, directamente en muestras de heces preservadas en medio de transporte Cary Blair y obtenidas de individuos con sospecha o síntomas de infección gastrointestinal. El panel GI tiene la capacidad de detectar el material genético de 22 patógenos, entre ellos 5 virus, 13 bacterias y 4 parásitos (13).
Los virus detectados con la prueba corresponden a: Adenovirus F 40/41, Astrovirus, Norovirus GI/GII, Rotavirus A y Sapovirus (Genogrupos I, II, IV, y V). La prueba también detecta parásitos entre los que se encuentran: Cryptosporidium spp., Cyclospora cayetanensis, Entamoeba histolytica y Giardia lamblia (también conocida como G. intestinalis y G. duodenalis). Finalmente, las 13 bacterias detectadas en la prueba son: Campylobacter (C. jejuni/C. coli/C. upsaliensis), Clostridium difficile (C. difficile) toxina A/B, Plesiomonas shigelloides, Salmonella spp., Vibrio (V. parahaemolyticus/V. vulnificus/V. cholerae), incluida la identificación específica de Vibrio cholerae, Yersinia enterocolitica, Escherichia coli enteroagregativa (EAEC), Escherichia coli enteropatógena (EPEC), Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC) lt/st, Escherichia coli productora de toxina tipo Shiga (STEC) stx1/stx2, incluida la identificación específica del serogrupo O157 de E. coli dentro de STEC y Shigella/Escherichia coli enteroinvasiva (EIEC) (12,13).
La detección e identificación de ácidos nucleicos virales, bacterianos y parasitarios específicos en las muestras de materia fecal de individuos con signos o síntomas de infección gastrointestinal aguda, indica la presencia del microorganismo cuyo material genético fue detectado y apoya el diagnóstico y tratamiento de la infección gastrointestinal cuando se correlaciona con hallazgos clínicos y epidemiológicos. Los resultados positivos en este panel no descartan la infección simultánea con microorganismos que no están incluidos en el mismo. Los resultados negativos pueden deberse a la ausencia del patógeno evaluado en el panel, a que su ARN o ADN esté por debajo del límite de detección de la prueba, a la presencia de infecciones causadas por patógeno no incluidos en el panel GI, así como también a posibles problemas en la fase preanalítica y de preparación de la muestra de materia fecal en el medio de transporte (13).
** En el Laboratorio Clínico Hematológico tenemos disponible el panel GI BiofireⓇ FilmArrayⓇ:
- Verificado siguiendo las exigencias de entes regulatorios nacionales e internacionales.
- Emplea la técnica RT-PCR multiplex para la detección de patógenos gastrointestinales.
- Permite obtener resultados en menos de dos (2) horas.
- Se realiza a partir de muestra de materia fecal que puede ser entregada en cualquiera de nuestras sedes en menos de 2 horas posteriores a su recolección, si no está preservada en el medio de transporte Cary Blair, o en el transcurso del día si está conservada en el medio de transporte.
** 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 gastrointestinales, 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 (10,12–16).
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