La vigilancia genómica profunda en tiempo real de mutaciones bacterianas podría informar la terapia antibiótica personalizada
Crédito: CC0 Public Domain
Las infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos son difíciles de tratar y causan más de un millón de muertes anuales en todo el mundo, especialmente en pacientes hospitalizados con neumonía , infecciones del torrente sanguíneo, infecciones del tracto urinario o infecciones abdominales. Una nueva investigación encuentra que las mutaciones raras de resistencia a los antibióticos pueden expandirse rápidamente en cuestión de días en respuesta al tratamiento con antibióticos, y que la vigilancia genómica en tiempo real podría ayudar a los médicos a controlar más de cerca la resistencia a los medicamentos, lo que permite a los pacientes recibir un tratamiento con antibióticos más adecuado, más oportuno y más efectivo. .
Gregory Priebe, MD, del Boston Children’s Hospital, Roy Kishony, Ph.D., del TechnionIsrael Institute of Technology, y la primera autora Hattie Chung, Ph.D., del Broad Institute of MIT y Harvard desarrollaron la tecnología en colaboración con el Instituto de Investigación del Ejército Walter Reed. Su trabajo se publica hoy en Nature Communications.
«Los médicos a menudo prueban un determinado antibiótico durante un tiempo definido y luego cambian a un antibiótico diferente, pero se desconoce cómo el cambio de terapias afecta la resistencia a los antibióticos», dice Priebe, quien es parte del Departamento de Anestesiología, Cuidados Intensivos y Medicina del Dolor y la División de Enfermedades Infecciosas del Boston Children’s y miembro asociado del Instituto Broad del MIT y Harvard.
«Los ensayos clínicos se han realizado en gran medida en el nivel de una unidad u hospital, con resultados mixtos», señala. «Nuestros resultados sugieren que el ciclo de antibióticos podría ser más efectivo a nivel de pacientes individuales. Buscamos utilizar la vigilancia genómica para informar la terapia antibiótica inicial, tanto el tipo de antibiótico como el momento, y luego informar los cambios en los antibióticos como las frecuencias de las mutaciones de resistencia a los antibióticos. cambio».
La técnica combina la secuenciación del genoma completo con un método de secuenciación profunda que los autores llaman secuenciación profunda de amplicones dirigida a la resistencia (RETRA-Seq) para rastrear los cambios en las frecuencias de las mutaciones de resistencia a los antibióticos a lo largo del tiempo.
«En las pruebas clínicas de susceptibilidad a los antibióticos, analizamos algunas colonias de bacterias y podemos pasar por alto algunas que han desarrollado resistencia a los antibióticos», explica Alex McAdam, MD, Ph.D., coautor del estudio y director médico del Laboratorio de Diagnóstico de Enfermedades Infecciosas. «RETRA-Seq analiza la población bacteriana en su conjunto, por lo que puede detectar estas raras bacterias resistentes a los antibióticos con una sensibilidad mucho mayor que los métodos clínicos de rutina».
Seguimiento de los movimientos genéticos de P. aeruginosa
En un estudio prospectivo, el equipo primero realizó la secuenciación del genoma completo de múltiples colonias bacterianas cultivadas de siete pacientes con ventilación mecánica en el Boston Children’s. Secuenciaron 420 colonias bacterianas cultivadas a partir de muestras de esputo de pacientes, unas 24 de cada muestra. Todos los pacientes tenían infección aguda de las vías respiratorias bajas por Pseudomonas aeruginosa, una causa común de infecciones respiratorias en pacientes ventilados. Las pruebas comenzaron al inicio de cada infección y continuaron durante su curso (de cuatro a 11 días) a medida que se administraban terapias con antibióticos.
«Sorprendentemente, descubrimos que las bacterias se volvieron más diversas genómicamente en la mayoría de los pacientes con el tiempo». «, dice Priebe. «Las mutaciones que vimos afectaron no solo a los reguladores de la virulencia, sino también a muchos genes y vías de resistencia a los antibióticos».
A continuación, el equipo desarrolló la técnica RETRA-Seq para medir las frecuencias de las mutaciones de resistencia a los antibióticos directamente del ADN en el muestras de esputo, omitiendo el paso de cultivo que a veces puede sesgar los resultados.
Al igual que un juego de Whac-A-Mole, las mutaciones del gen de resistencia a los antibióticos en P. aeruginosa cambiaron rápidamente en muchos de los pacientes. Las mutaciones que confieren resistencia a los antibióticos surgieron poco después de que se inició el antibiótico y desaparecieron a los pocos días de cambiar a un antibiótico diferente cuando surgieron otras mutaciones para ocupar su lugar.
«Con más estudios, esperamos que una técnica como RETRA-Seq podría ayudarnos a elegir un antibiótico que no impulse la expansión de bacterias resistentes de baja frecuencia que acechan en nuestros pacientes», dice Priebe. «RETRA-Seq también podría usarse durante cursos prolongados de antibióticos, todo con el objetivo de encontrar el antibiótico correcto en el momento adecuado, lo que debería conducir a mejores resultados para los pacientes».
Mejor atención para infecciones crónicas, COVID -19?
Aunque este estudio se llevó a cabo en pacientes hospitalizados, la vigilancia genómica en tiempo real también podría usarse potencialmente en el tratamiento ambulatorio de infecciones pulmonares crónicas, como aquellas en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica o enfermedad quística fibrosis. También podría beneficiar a los pacientes críticos con COVID-19, agrega Priebe.
«Entre el 30 y el 50 por ciento de los adultos que requieren intubación y ventilación mecánica por COVID-19 desarrollan neumonía asociada al ventilador, y aproximadamente la mitad de estos son debido a bacterias Gram negativas como P. aeruginosa que tienden a causar infecciones graves en entornos hospitalarios», dice.
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El algoritmo de prescripción de antibióticos reduce a la mitad el riesgo de resistencia a los antibióticos Más información: Hattie Chung et al, Expansión rápida y extinción de mutaciones de resistencia a antibióticos durante el tratamiento de infecciones respiratorias bacterianas agudas infecciones, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28188-w Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por Children’s Hospital Boston Cita: Vigilancia genómica profunda en tiempo real para mutaciones bacterianas podría informar la terapia antibiótica personalizada (2022, 9 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-real-time-deep-genomic-surveillance-bacterial.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.