Explotar el ‘gusto por lo dulce’ bacteriano puede ayudar a obtener imágenes y diagnosticar infecciones
Imágenes tridimensionales que muestran una infección de tejidos blandos con Enterobacterales en una paciente. Crédito: AA Ordonez et al., Science Translational Medicine (2021)
En la película Mary Poppins, el personaje principal canta que «una cucharada de azúcar ayuda a que la medicina baje». Ahora, los investigadores de Johns Hopkins Medicine han demostrado cómo un azúcar radiactivo combinado con una tecnología de imágenes ampliamente utilizada pronto podría ayudar a los médicos a hacer que el medicamento funcione mejor al permitirles detectar y monitorear rápidamente las infecciones del grupo más grande de patógenos bacterianos que amenazan a los humanos.
La nueva herramienta de imágenes utiliza tomografía por emisión de positrones, comúnmente conocida como exploración PET, para encontrar y rastrear infecciones peligrosas de la familia microbiana Enterobacterales, un grupo que incluye las cepas de Escherichia coli que causan intoxicación alimentaria; Klebsiella pneumoniae, causante de neumonía y una grave amenaza para los pacientes debilitados por la COVID-19; y Yersinia pestis, el flagelo detrás de la pandemia de peste «Peste Negra» en el siglo XIV que acabó con el 75 % de la población mundial.
Las bacterias enterobacterales también han sido etiquetadas por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. La prevención como «amenazas urgentes y graves de resistencia a los antibióticos» debido a sus frecuentes mutaciones en cepas resistentes a los medicamentos.
La nueva herramienta de diagnóstico se describe en un artículo publicado el 14 de abril de 2021 en Science Translational Medicine. Surgió de una combinación creativa de la tecnología de escaneo PET existente, un sofisticado sistema de visualización en 3D para imágenes de enfermedades como el cáncer con sorbitol, una molécula utilizada en la elaboración de alimentos sin azúcar. El método aprovecha la afición al sorbitol de las bacterias Gram-negativas (una clasificación de bacterias basada en su resistencia a un procedimiento de tinción específico) como Enterobacterales y el hecho de que otros microorganismos, cánceres y células humanas no lo absorben.
«Convertimos un trazador de imágenes radiactivo ya disponible en una molécula de sorbitol marcada con un isótopo que iluminaría grupos de bacterias Gram-negativas dentro del cuerpo durante una tomografía por emisión de positrones», dice el autor principal del estudio, Sanjay Jain, MD, profesor de pediatría y radiología y medicina radiológica en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins; y profesor de salud internacional en la Escuela de Salud Pública Johns Hopkins Bloomberg.
En un estudio anterior, los investigadores demostraron que las tomografías por emisión de positrones con su nuevo trazador de azúcar conocido químicamente como 2-desoxi-2 [18F] fluoro- D-sorbitol (18F-FDS) detectó con éxito infecciones por Enterobacterales en ratones. Esta vez, el equipo realizó un estudio clínico para evaluar la seguridad y la eficacia de la técnica PET con 18F-FDS. El trabajo se realizó en colaboración con científicos de la Fundación Cardiovascular de Colombia-Hospital Internacional de Colombia (Piedecuesta, Colombia).
El método de imagen PET detectó infecciones con la bacteria K. pneumoniae en los pulmones de los hámsters. Crédito: AA Ordonez et al., Science Translational Medicine (2021)
Se realizó un total de 71 TEP en 31 pacientes, 18 de los cuales habían confirmado previamente infecciones por Enterobacterales mediante hemocultivos tradicionales. La técnica de imágenes PET con 18F-FDS pudo detectar y localizar infecciones por Enterobacterales en múltiples sitios del cuerpo, y distinguirlas de los pacientes con infecciones causadas por otras bacterias y aquellos cuyos síntomas similares a los de una infección eran el resultado del cáncer.
El marcador fue bien tolerado por todos los participantes y no mostró efectos adversos.
Porque la técnica de imágenes PET 18F-FDS ha demostrado que puede detectar inmediatamente la presencia de bacterias Enterobacterales en el interior del cuerpo en comparación con pruebas de laboratorio que pueden tardar de dos a tres días en confirmar una infección, los investigadores creen que su método puede desempeñar un papel importante en la optimización de los tratamientos con antibióticos y en la prevención del aumento de cepas de bacterias peligrosas resistentes a los antibióticos.
«Usando un amplio El uso de antibióticos de amplio espectro para tratar una infección bacteriana sospechosa antes de que se confirme a veces es como disparar una bala de cañón para matar una mosca», dice el autor principal del estudio, Álvaro Ordóñez, MD, asistente t profesor de pediatría en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. «Si bien dicho tratamiento está clínicamente justificado en pacientes con infecciones graves de origen desconocido, puede promover la resistencia bacteriana a los medicamentos. Saber rápidamente qué organismo está causando el problema puede permitir a los médicos elegir el antibiótico más adecuado para esa bacteria, y ahí es donde nuestro nuevo sistema de imágenes podría marcar la diferencia».
Los investigadores también afirman que la técnica de imágenes PET con 18F-FDS también se puede usar para controlar la eficacia de la terapia con antibióticos, como demostraron en 13 de sus ensayos clínicos. participantes con infecciones por Enterobacterales.
«Escaneamos a los pacientes antes y después de su curso de tratamiento», dice Ordóñez. «En aquellos que no respondieron bien debido a la presencia de bacterias resistentes a los medicamentos, la señal de 18F-FDS se mantuvo alta en las exploraciones finales. Por el contrario, disminuyó en aquellos pacientes cuyas infecciones fueron tratadas significativamente».
Jain dice que se necesitan ensayos clínicos más grandes para validar los hallazgos del último estudio de su equipo. «Sin embargo, estamos entusiasmados de que nuestros datos respalden el papel de la PET con 18F-FDS como una herramienta viable de monitoreo de diagnóstico y tratamiento», dice.
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Un sistema de seguimiento en tiempo real desarrollado para monitorear bacterias peligrosas dentro del cuerpo Más información: AA Ordonez el al., «Imagen de infecciones por Enterobacterales en pacientes usando positrones específicos de patógenos tomografía por emisión», Science Translational Medicine (2021). stm.sciencemag.org/lookup/doi/ … scitranslmed.abe9805 Información de la revista: Science Translational Medicine
Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins Cita: Explotar el ‘gusto por lo dulce’ bacteriano puede ayudar a obtener imágenes y diagnosticar infecciones ( 2021, 15 de abril) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-exploiting-bacterial-sweet-tooth-image.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.