Imagen: Bacilos de tuberculosis vivos que brillan bajo la sonda fluorescente (Fotografía cortesía de Jianghong Rao/Universidad de Stanford).
Según un estudio nuevo, un chip microfluídico y una sonda de imágenes fluorescentes pueden automatizar los recuentos bacterianos de Mycobacterium tuberculosis en vivo a partir de muestras de esputo.
Desarrollado en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford (Stanford, CA, EUA), la Universidad Zhejiang Sci-Tech (Hangzhou, China) y otras instituciones, la sonda fluorogénica de doble objetivo (CDG-DNB) contiene tres unidades funcionales: una unidad de detección de la β-lactamasa hidrolasa, una unidad de unión a la decaprenilfosforil-β-d-ribosa 2'-epimerasa (DprE1) y un indicador fluorescente enjaulado. Después de una hora de la activación de la β-lactamasa, los bacilos quedan marcados fluorescentemente con el producto fluorescente retenido a través de la modificación covalente del aglutinante DprE1, una enzima esencial de M. tuberculosis.
La sonda de doble direccionamiento no solo discrimina los bacilos de Calmette-Guérin (BCG) vivos de los muertos, sino que también muestra una mayor especificidad por M. tuberculosis sobre otras especies bacterianas. Además, CDG-DNB3 puede obtener imágenes de la fagocitosis del BCG en tiempo real, así como de M. tuberculosis en el esputo de los pacientes. Junto con un chip microfluídico de bajo costo e impulsado por sí mismo, se puede lograr el etiquetado rápido y la cuantificación automática de BCG en vivo en una hora. Según los investigadores, el método de etiquetado debería encontrar muchas aplicaciones potenciales para la investigación hacia la patogénesis de la tuberculosis, la evaluación de la eficacia del tratamiento y el diagnóstico. El estudio fue publicado el 15 de agosto de 2018 en la revista Science Translational Medicine.
“Los métodos actuales se pueden demorar hasta dos meses para producir un resultado, un período durante el que un individuo infectado podría diseminar la TB ampliamente, incluso si no lo sabe. Un diagnóstico más rápido podría reducir la tasa de infección”, dijo el autor principal, el profesor Jianghong Rao, PhD, de la Universidad de Stanford. “Esta técnica de imagenología utiliza microscopios de fluorescencia corrientes que casi todos los hospitales tienen y no se requiere capacitación especial. Todo lo que se necesita es una muestra del ‘esputo’ del paciente, o una muestra de saliva, que se pueda preparar y poner bajo el microscopio para análisis”.
“La sonda fluorescente puede ayudar a determinar el fármaco apropiado al mostrar literalmente qué bacteria está viva en la muestra de los pacientes. Las que están vivas brillan de verde; aquellas que no, o que son una especie diferente de bacteria, aparecen oscuras”, concluyó el profesor Rao. “Para los casos de tuberculosis susceptible a medicamentos, las tasas de éxito del tratamiento son de al menos 85%, pero la tasa de éxito es de solo 54% para la tuberculosis multirresistente, que requiere tratamientos más largos y medicamentos más caros y tóxicos”.
M. tuberculosis, en la mayoría de los casos, sucumbe a un régimen que consiste en isoniacida, rifampicina, etambutol y pirazinamida durante ocho semanas, seguida de isoniacida y rifampicina durante otras 18 semanas. Pero el tratamiento inadecuado o interrumpido puede conducir a la resistencia; la tuberculosis multirresistente (MDR-TB) es resistente a la isoniazida y la rifampicina; la tuberculosis ampliamente resistente a los medicamentos (XDR-TB), es resistente a la isoniazida y la rifampicina, así como a cualquier fluoroquinolona y al menos uno de los tres medicamentos inyectables de segunda línea, como la amikacina, la kanamicina o la capreomicina.
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