Identifican bacterias que causan infecciones pulmonares

Buenos Aires.- Un equipo de investigadores, liderado por científicos de la Universidad Nacional de La Plata, demostró la eficacia de una técnica pionera para identificar bacterias en pacientes con fibrosis quística que padecen infecciones pulmonares. Utilizaron una tecnología infrarroja, crearon una base de datos y aplicaron un modelo computacional, empleado en otras disciplinas como la biología, la medicina y la meteorología. A pesar de generar a veces confusiones por sus semejanzas, las bacterias suelen ser identificadas mediante diferentes análisis. Ahora, un equipo de científicos de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) logró demostrar por primera vez, la eficacia de un novedoso método para detectar las “huellas dactilares moleculares” de bacterias que afectan el sistema respiratorio de los pacientes con fibrosis quística. La mayor causa de complicaciones en los pacientes con esa enfermedad son las infecciones pulmonares crónicas causadas por un amplio abanico de microbios. Por esa razón, los investigadores buscan afinar la detección de esos patógenos, para disponer de un diagnóstico microbiológico más rápido y más certero. Y, de ese modo, ayudar a que se aplique el tratamiento adecuado. La tecnología evaluada se llama “espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier” (o FT-IR). Con ella, se identificaron los espectros de un grupo de bacterias que preocupa a los especialistas por su progresiva prevalencia. Pertenecen al complejo Burkholderia cepacia y, por sus similitudes, pueden provocar diagnósticos errados. Luego, se utilizó un sistema de computación inspirado en el cerebro humano y dotado de cierta “inteligencia”, para identificar las muestras de esputo (o flema) de los pacientes. El trabajo ya fue publicado en la versión on line del Journal of Clinical Microbiology, y será impreso en el mes de agosto.
Huellas a trasluz
“La FT-IR permite obtener espectros infrarrojos, que son el resultado de la ‘absorción’ de ese tipo de luz por la muestra analizada. Un espectro infrarrojo es representativo de la composición química de esa muestra y permite identificarla”, dijo a la Agencia CyTA, uno de los autores principales del trabajo, el doctor Osvaldo Yantorno, investigador del Centro de Investigación y Desarrollo de Fermentaciones Industriales (CINDEFI) y profesor del Departamento de Química en la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP. Además de los especialistas de ese centro de la UNLP y CONICET, colaboraron, entre otros, bioquímicos del Hospital de Niños “Sor María Ludovica”, de la misma ciudad, de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires (UBA), del Servicio de Bacteriología del Hospital “Santísima Trinidad” de Córdoba, e investigadores de Alemania. “El espectro FT- IR de una bacteria, en particular, es una representación de su fenotipo. Esto significa que contiene información sobre las biomoléculas de la pared celular, las membranas plasmáticas, y el citoplasma, entre otros rasgos. Por eso, un espectro consiste en una especie de ‘huella dactilar molecular’ altamente específica y reproducible bajo las mismas condiciones de operación y crecimiento de las células”, explicó Yantorno. La técnica fue utilizada para establecer si dos muestras eran iguales o distintas. El primer paso fue comprobar si los espectros infrarrojos de bacterias aisladas de muestras de esputo de esos pacientes permitían identificar cada especie de bacteria. A partir del análisis de 169 muestras de bacterias “gram-negativas no fermentadoras” recolectadas de 150 pacientes, construyeron una base de datos con 2 mil espectros. En una segunda etapa, discriminaron y lograron identificar el espectro de muestras desconocidas. Para ello, procesaron la información mediante un complejo software basado en redes neuronales artificiales, utilizado en neurociencias y otras disciplinas, que fue desarrollado por una empresa alemana. “Uno entrena a la red ‘enseñándole’ esto es ‘A’, esto es ‘B’, esto es ‘C’, etcétera. Luego se introduce algo desconocido y la red dice es ‘B’, ‘C’ o ‘A’ o que no lo reconoce”, contó Yantorno. En el trabajo, que demandó más de dos años, se logró identificar diferentes muestras con un alto grado de precisión. “La espectroscopía es fácil de implementar, permite análisis con pequeñas cantidades de biomasa y no demanda insumos o reactivos”, afirman los autores en su artículo. “Las infecciones respiratorias de los pacientes con enfermedad fibroquística se caracterizan por exacerbaciones agudas intercurrentes con fiebre, pérdida de peso, aumento de la tos y de la frecuencia respiratoria y aparición de infiltrados en la radiografía de tórax. Esos episodios provocan deterioro progresivo de la función pulmonar”, dijo a la Agencia CyTA, por su parte, el doctor Carlos Alberto Vay, del Laboratorio de Bacteriología Clínica, de la Facultad de Farmacia y Bioquímica, de la UBA.
Identificar, un desafío
“Hoy se sabe que las vías respiratorias de los pacientes con enfermedad fibroquística constituyen un nicho ecológico adecuado para una amplia diversidad de bacterias gram-negativas, particularmente del grupo de las no fermentadoras, que rara vez se asocian con otra patología infecciosa”, dijo Vay. “Si bien es desconocido el papel que juegan en el deterioro pulmonar algunos bacilos no fermentadores, es indiscutible el rol de algunas especies del complejo Burkholderia cepacia (BC) y Pseudomonas aeruginosa estudiadas”, agregó Vay, quien trabaja en el Instituto de Fisiopatología y Bioquímica Clínica, donde desde hace más de 30 años se identifican patógenos oportunistas, entre los que se cuentan las citadas bacterias. Según Vay, quien participó como coautor del estudio, la técnica FT-IR permite identificar los bacilos gram-negativos que afectan con más frecuencia a esos pacientes. “La rapidez y la seguridad que ofrece esta metodología permite el inicio temprano del tratamiento antimicrobiano adecuado, e instaurar las medidas de control de la infección. Así, se amplía la posibilidad de conseguir la detección de una manera segura y rápida. No obstante, hoy la metodología está limitada a un solo centro en la Argentina”, destacó. Asimismo, destacó que se desconocen los factores que promueven la asociación entre especies que integran la microbiota ambiental y el tracto respiratorio de los enfermos con fibrosis quística. Por esa razón, el “hallazgo y la identificación segura de estas bacterias y su relación clínico-epidemiológica, permitirán interpretar el papel que juegan estos nuevos microorganismos cuando se alojan en las vías respiratorias de estos pacientes”. Al ser similares entre sí, las diferentes bacterias estudiadas en este trabajo pueden llevar a un diagnóstico errado, que puede tener un impacto médico, social y psicológico negativo. “Informar que un paciente se halla colonizado con el Complejo BC, implica instaurar medidas de control de la infección, como el aislamiento del paciente, entre otros cuidados, que provocan un tremendo impacto en su vida”, remarcó Vay. Por eso, se busca perfeccionar la identificación de las bacterias. Hasta ahora, según los expertos consultados, existían los métodos químicos tradicionales, que tardan varios días, y las técnicas moleculares, que son más caras de implementar y requieren personal especializado. Ahora, existe una nueva manera de identificar a las bacterias. Los investigadores son optimistas en que podría extenderse a diferentes hospitales que sean centros de referencia en la Argentina.
Por Laura García OviedoAgencia CyTA-Instituto Leloir