Secuenciación metagenómica identifica rápidamente los patógenos en los fluidos corporales
|
Por el equipo editorial de LabMedica en español Actualizado el 25 Nov 2020 |

Imagen: La plataforma de secuenciación portátil MinION se procesa en una celda de flujo y el GridION de escritorio puede procesar hasta cinco celdas de flujo en cualquier momento (Fotografía cortesía de Oxford Nanopore).
La secuenciación metagenómica de próxima generación (mNGS) es un enfoque de secuenciación tipo escopeta en el que todo el ácido nucleico (ADN y ARN) de una muestra clínica se secuencia a una profundidad muy alta, de 10 a 20 millones de secuencias por muestra.
Ser capaz de determinar rápidamente la causa de las infecciones de los pacientes puede informar a los médicos y orientar el tipo de tratamiento además de guiar la selección de antibióticos. La identificación rápida y exacta de patógenos no siempre es posible en la clínica, ya que los cultivos tardan en crecer y las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) requieren una idea de qué microbio podría ser la fuente de la infección.
Un equipo de científicos médicos de laboratorio de la Universidad de California, San Francisco (San Francisco, CA, EUA), recolectó una variedad de muestras de fluidos corporales, como abscesos, fluidos pleurales y cerebroespinales de 158 pacientes, la mayoría de los cuales estaban hospitalizados. De estas, 127 muestras fueron positivas para un patógeno por cultivo, nueve fueron cultivo-negativos, pero PCR-positivas y 34 fueron controles negativos. Luego, los investigadores aplicaron el protocolo de prueba de mNGS, que desarrollaron, a esas muestras. Este protocolo, señalaron, es compatible con las plataformas de secuenciación de Oxford Nanopore (Oxford, Reino Unido) y de Illumina (San Diego, CA, EUA), que puede analizar todo los tipos de fluidos corporales y se puede automatizar en laboratorios de microbiología clínica. Las lecturas generadas se analizan mediante el software de identificación ultrarrápida de patógenos (SURPI) basado en secuencias para determinar qué patógeno está presente, si es que había alguno.
El equipo evaluó las dos plataformas de secuenciación en comparación con las pruebas microbiológicas utilizando cultivo, PCR bacteriana 16S y/o PCR fúngica con espaciador genético ribosomal transcrito internamente 28S (28S-ITS). Determinaron que su método podía detectar bacterias con un 79,2% y un 90,6% de especificidad mediante la secuenciación de Illumina, y con un 75% de sensibilidad y un 81,4% de especificidad mediante un método de secuenciación de nanoporos. El desempeño de la prueba varió ligeramente según el tipo de muestra, con la mayor exactitud derivada de las muestras de LCR. Además, el equipo notó que la secuenciación de nanoporos comenzó a dar resultados en tan solo 50 minutos y tuvo un tiempo promedio de respuesta de muestra a respuesta de aproximadamente seis horas. Mientras tanto, la secuenciación de Illumina tuvo un tiempo de respuesta promedio de aproximadamente 24 horas.
El método también podría detectar patógenos fúngicos, con una sensibilidad del 91% y una especificidad del 89% utilizando la secuenciación de Illumina y con una sensibilidad del 91% y el 100% mediante la secuenciación de nanoporos. Además, en una serie de casos de una docena de pacientes cuyas muestras resultaron negativas en cultivo y PCR, pero que finalmente se determinó que tenían una infección, los científicos encontraron que siete dieron positivo mediante mNGS. Sólo uno de los controles negativos fue un falso positivo para un patógeno bacteriano por mNGS, y de los casos falsos negativos, Staphylococcus aureus fue la bacteria que más comúnmente se pasó por alto. El equipo sugirió que la menor sensibilidad en la detección de S. aureus, especialmente mediante la secuenciación de nanoporos, se podría deber a niveles más altos de ADN de fondo del huésped humano.
Los autores concluyeron que habían demostrado la utilidad de la mNGS para ampliar el alcance de las pruebas de diagnóstico convencionales a múltiples tipos de fluidos corporales. El tiempo de respuesta alcanzable, de menos de seis horas mediante la secuenciación de nanoporos, también puede ser esencial para infecciones como la sepsis y la neumonía que exigen una respuesta rápida y un diagnóstico oportuno. El estudio fue publicado el 9 de noviembre de 2020 en la revista Nature Medicine.
Enlace relacionado:
Universidad de California, San Francisco
Oxford Nanopore
Ser capaz de determinar rápidamente la causa de las infecciones de los pacientes puede informar a los médicos y orientar el tipo de tratamiento además de guiar la selección de antibióticos. La identificación rápida y exacta de patógenos no siempre es posible en la clínica, ya que los cultivos tardan en crecer y las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) requieren una idea de qué microbio podría ser la fuente de la infección.
Un equipo de científicos médicos de laboratorio de la Universidad de California, San Francisco (San Francisco, CA, EUA), recolectó una variedad de muestras de fluidos corporales, como abscesos, fluidos pleurales y cerebroespinales de 158 pacientes, la mayoría de los cuales estaban hospitalizados. De estas, 127 muestras fueron positivas para un patógeno por cultivo, nueve fueron cultivo-negativos, pero PCR-positivas y 34 fueron controles negativos. Luego, los investigadores aplicaron el protocolo de prueba de mNGS, que desarrollaron, a esas muestras. Este protocolo, señalaron, es compatible con las plataformas de secuenciación de Oxford Nanopore (Oxford, Reino Unido) y de Illumina (San Diego, CA, EUA), que puede analizar todo los tipos de fluidos corporales y se puede automatizar en laboratorios de microbiología clínica. Las lecturas generadas se analizan mediante el software de identificación ultrarrápida de patógenos (SURPI) basado en secuencias para determinar qué patógeno está presente, si es que había alguno.
El equipo evaluó las dos plataformas de secuenciación en comparación con las pruebas microbiológicas utilizando cultivo, PCR bacteriana 16S y/o PCR fúngica con espaciador genético ribosomal transcrito internamente 28S (28S-ITS). Determinaron que su método podía detectar bacterias con un 79,2% y un 90,6% de especificidad mediante la secuenciación de Illumina, y con un 75% de sensibilidad y un 81,4% de especificidad mediante un método de secuenciación de nanoporos. El desempeño de la prueba varió ligeramente según el tipo de muestra, con la mayor exactitud derivada de las muestras de LCR. Además, el equipo notó que la secuenciación de nanoporos comenzó a dar resultados en tan solo 50 minutos y tuvo un tiempo promedio de respuesta de muestra a respuesta de aproximadamente seis horas. Mientras tanto, la secuenciación de Illumina tuvo un tiempo de respuesta promedio de aproximadamente 24 horas.
El método también podría detectar patógenos fúngicos, con una sensibilidad del 91% y una especificidad del 89% utilizando la secuenciación de Illumina y con una sensibilidad del 91% y el 100% mediante la secuenciación de nanoporos. Además, en una serie de casos de una docena de pacientes cuyas muestras resultaron negativas en cultivo y PCR, pero que finalmente se determinó que tenían una infección, los científicos encontraron que siete dieron positivo mediante mNGS. Sólo uno de los controles negativos fue un falso positivo para un patógeno bacteriano por mNGS, y de los casos falsos negativos, Staphylococcus aureus fue la bacteria que más comúnmente se pasó por alto. El equipo sugirió que la menor sensibilidad en la detección de S. aureus, especialmente mediante la secuenciación de nanoporos, se podría deber a niveles más altos de ADN de fondo del huésped humano.
Los autores concluyeron que habían demostrado la utilidad de la mNGS para ampliar el alcance de las pruebas de diagnóstico convencionales a múltiples tipos de fluidos corporales. El tiempo de respuesta alcanzable, de menos de seis horas mediante la secuenciación de nanoporos, también puede ser esencial para infecciones como la sepsis y la neumonía que exigen una respuesta rápida y un diagnóstico oportuno. El estudio fue publicado el 9 de noviembre de 2020 en la revista Nature Medicine.
Enlace relacionado:
Universidad de California, San Francisco
Oxford Nanopore
Últimas Microbiología noticias
- Prueba rápida no invasiva utiliza huella de azúcar para detectar infecciones por hongos
- Dispositivo de diagnóstico rápido de sepsis para atención crítica personalizada a pacientes de UCI
- Plataforma microfluídica evalúa función de neutrófilos en pacientes con sepsis
- Nuevo método diagnóstico confirma sepsis de forma más temprana
- Nuevos marcadores podrían predecir riesgo de infección grave por clamidia
- Espectroscopia portátil detecta de forma rápida y no invasiva bacterias en fluido vaginal
- Prueba de saliva basada en CRISPR detecta tuberculosis en esputo
- Análisis de orina diagnostica infección pulmonar común en personas inmunodeprimidas
- Prueba salival detecta riesgos microbianos relacionados con implantes
- Nueva plataforma aprovecha IA y computación cuántica para predecir resistencia a antimicrobianos de Salmonella
- Detección temprana de metabolito de microbiota intestinal vinculado a aterosclerosis podría revolucionar el diagnóstico
- Pruebas de carga viral ayudan a predecir gravedad del Mpox
- Análisis de microbiota intestinal permite detección temprana y no invasiva de diabetes gestacional
- Prueba tamaño de tarjeta mejora detección de tuberculosis en zonas altas en VIH
- Perfil de metabolitos fecales predice mortalidad en pacientes críticos
- Sistema portátil de análisis molecular POC descarta infecciones urinarias en 35 minutos
Canales
Química Clínica
ver canal
COV son prometedores para detección temprana de múltiples cánceres
La detección temprana del cáncer es fundamental para mejorar las tasas de supervivencia, pero la mayoría de los métodos de detección actuales se centran en tipos de cáncer... Más
Espectroscopia Raman portátil ofrece diagnóstico rentable de enfermedad renal en POC
La enfermedad renal se diagnostica generalmente mediante análisis de sangre u orina, a menudo cuando los pacientes presentan síntomas como sangre en la orina, dificultad para respirar o pérdida... MásDiagnóstico Molecular
ver canal
Análisis de orina podría reemplazar dolorosas biopsias renales para pacientes con lupus
El lupus es una enfermedad autoinmune que provoca que el sistema inmunitario ataque los propios tejidos y órganos del cuerpo. De los cinco millones de personas que viven con lupus en todo el mundo,... Más
Análisis de sangre guían inmunoterapia postquirúrgica para cáncer de vejiga músculo-invasivo
Tras la cirugía por cáncer de vejiga músculo-invasivo, muchos pacientes se enfrentan a la incertidumbre sobre la posible presencia de células cancerosas residuales en su organismo.... Más
Mutaciones del ADN mitocondrial derivadas de factores de estrés renal podrían predecir deterioro del órgano
Las enfermedades renales son alarmantemente comunes: la enfermedad renal crónica (ERC) afecta a más de uno de cada siete adultos en Estados Unidos, mientras que cerca del 20 % de los adultos... MásHematología
ver canal
Pruebas viscoelásticas podrían mejorar tratamiento de hemorragia materna
La hemorragia posparto, o sangrado grave después del parto, sigue siendo una de las principales causas de mortalidad materna en todo el mundo; sin embargo, muchas de estas muertes son prevenibles.... Más
Modelo mide exposición a radiación en sangre para tratamientos precisos contra cáncer
Los científicos se han centrado durante mucho tiempo en proteger los órganos cercanos a los tumores durante la radioterapia, pero la sangre, un tejido vital y circulante, se ha excluido en... MásInmunología
ver canal
Modelo de biopsia líquida en sangre analiza eficacia de inmunoterapia
La inmunoterapia ha revolucionado el tratamiento del cáncer al aprovechar el sistema inmunitario para combatir los tumores; sin embargo, predecir quién se beneficiará sigue siendo... Más
Genes característicos predicen expansión de células T en inmunoterapia
Las inmunoterapias modernas contra el cáncer se basan en la capacidad de las células T CD8⁺ para multiplicarse rápidamente dentro de los tumores, generando la fuerza inmunitaria necesaria... MásPatología
ver canal
Lágrimas ofrecen alternativa no invasiva para diagnósticar enfermedades neurodegenerativas
El diagnóstico y seguimiento de enfermedades oculares y neurodegenerativas a menudo requieren procedimientos invasivos para acceder a los fluidos oculares. Estos fluidos, como el humor acuoso y... Más
Método impulsado por IA combina datos sanguíneos para medir con precisión edad biológica
La edad cronológica nos indica cuántos años hemos vivido, pero no la velocidad a la que envejece nuestro cuerpo. Algunas personas gozan de buena salud hasta bien entrados los 80 o... MásTecnología
ver canal
Prueba de biosensor viral detecta simultáneamente hepatitis y VIH
A nivel mundial, más de 300 millones de personas viven con hepatitis B y C, y 40 millones con VIH, según estimaciones de la OMS. El diagnóstico de virus de transmisión sanguínea... Más
Dispositivo acustofluídico transforma diagnóstico basado en VEp POC
La detección rápida y sensible de vesículas extracelulares pequeñas (VEp), biomarcadores clave para la monitorización del cáncer y la salud orgánica, sigue... MásIndustria
ver canal
Advanced Instruments se fusionó como Nova Biomedical
Advanced Instruments (Norwood, MA, EUA) y Nova Biomedical (Waltham, MA, EUA) operan oficialmente bajo una sola marca unificada. Se espera que esta transformación ofrezca mayor valor a los clientes... Más








