Prueba rápida de sepsis utiliza nanopartículas magnéticas para detectar patógenos bacterianos

Cuando se trata de una intoxicación sanguínea potencialmente mortal causada por bacterias estafilococos, la identificación rápida de las bacterias en el torrente sanguíneo es vital para comenzar un tratamiento que salve la vida. Esta urgencia surge del hecho de que la sepsis estafilocócica provoca la muerte hasta en el 40 % de los casos. La infección, provocada por bacterias esféricas, puede manifestarse inicialmente como una dolencia local de la piel o neumonía. Sin embargo, cuando los estafilococos se infiltran en el torrente sanguíneo durante la sepsis, pueden surgir complicaciones graves. En escenarios tan críticos, la pronta identificación de patógenos y la selección de antibióticos adecuados son vitales. Esto es especialmente importante ya que las cepas de Staphylococcus aureus pueden presentar resistencia a múltiples antibióticos. Los investigadores han desarrollado ahora "sensores de sepsis" que utilizan nanopartículas magnéticas que permiten la detección rápida de patógenos bacterianos y la identificación de candidatos a antibióticos apropiados.

Los investigadores de Empa (Dübendorf, Suiza), junto con sus colegas de ETH Zurich (Zürich, Suiza), buscaron una manera de evitar el largo paso intermedio de cultivar primero la bacteria en una muestra de sangre para un procedimiento de diagnóstico. Desarrollaron un método que utiliza nanopartículas magnéticas que son capaces de unirse a estafilococos. En consecuencia, estas bacterias pueden identificarse mediante la aplicación de un campo magnético. Posteriormente, se evalúa la sensibilidad a los antibióticos utilizando una técnica de quimioluminiscencia. Si hay bacterias resistentes a los antibióticos en la muestra, ésta emite luz. Por el contrario, si las bacterias se pueden erradicar con antibióticos, el recipiente de reacción permanece oscuro.

Imagen: Las nanopartículas magnéticas (rojo) se unen específicamente a las bacterias esféricas (amarillo) (Fotografía cortesía de Empa)

Otra entidad bacteriana problemática es Pseudomonas aeruginosa , una bacteria con forma de bastón capaz de provocar diversas enfermedades, incluidas infecciones del tracto urinario mediante cateterismo durante la estancia hospitalaria. Estas infecciones pueden evolucionar hacia sepsis y estos patógenos suelen ser resistentes a numerosos antibióticos. En tales casos, las nanopartículas magnéticas ofrecen la clara ventaja de la versatilidad. El método se puede personalizar para diferentes tipos de bacterias, de forma similar a un sistema modular. Esta adaptabilidad permitió a los investigadores diseñar un "sensor de sepsis" rápido que aprovecha las nanopartículas magnéticas. En muestras que contienen orina sintética, este método identificó de forma fiable especies bacterianas y midió la posible resistencia a los antibióticos mediante reacciones de quimioluminiscencia. Hasta ahora, los investigadores han evaluado su conjunto de herramientas de nanopartículas magnéticas para la sepsis y las infecciones del tracto urinario utilizando muestras de laboratorio. En la próxima fase, el equipo planea validar las pruebas de sepsis junto con sus socios clínicos analizando muestras de pacientes.

"En total, la prueba de sepsis dura unas tres horas, en comparación con los varios días que requiere un cultivo clásico de cultivos bacterianos", afirma el investigador de Empa, Fei Pan.

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