Nuevo diagnóstico rápido de sepsis

Un equipo interdisciplinar de investigadores del KTH Royal Institute of Technology y la Universidad de Uppsala (Suecia) ha logrado un innovador y rápido proceso de diagnóstico de sepsis frente al tradicional cultivo de bacterias que se utilizan en los centros hospitalarios para identificar infecciones del torrente sanguíneo.

En un estudio que aparece en Nature Publishing Journal Digital Medicine, los autores explican este proceso, que utiliza una centrifugadora para separar las bacterias de las células sanguíneas y microscopía automática para la detección. Esto permite confirmar una infección bacteriana en solo dos horas mediante un software entrenado con inteligencia artificial.

Por el contrario, en los laboratorios hospitalarios generalmente se necesitan, al menos, un día de incubación antes de que el crecimiento de bacterias infecciosas comience a revelarse en los cultivos de sangre.

Aproximadamente 50 millones de personas sufren de sepsis cada año y 13 millones mueren por ella. Por cada hora que un paciente con shock séptico no recibe tratamiento, su tasa de supervivencia disminuye un 8%.

Por lo tanto, la detección rápida y el perfil de susceptibilidad a los antibióticos de los agentes bacterianos en la sangre de los pacientes con sepsis son cruciales para determinar el tratamiento adecuado.

«Al permitir la identificación rápida de patógenos, se puede iniciar antes el tratamiento antibiótico adecuado», recuerda el profesor Wouter van der Wijngaart, autor del estudio.

Es bien sabido que se prescribe a un paciente un antibiótico de amplio espectro cuando se sospecha sepsis, al menos hasta que se identifique el patógeno. Sin embargo, esta precaución conlleva sus propios riesgos, debido a la toxicidad inherente del fármaco, que ataca a las bacterias intestinales beneficiosas y promueve la aparición de cepas resistentes a los antibióticos.

Centrifugación inteligente

“Un hospital tarda de dos a cuatro días en saber con certeza qué antibiótico utilizar para tratar una infección del torrente sanguíneo. Intentamos hacerlo en cuatro a seis horas”, explica el profesor van der Wijngaart.

En pruebas realizadas con muestras de sangre contaminadas con bacterias, el sistema detectó con éxito E. coli, K. pneumoniae y E. faecalis en niveles clínicamente relevantes, tan bajos como de 7 a 32 unidades formadoras de colonias bacterianas por mililitro de sangre.

Si bien el método demostró ser eficaz con estas bacterias, no lo fue con Staphylococcus aureus, que se oculta en los coágulos sanguíneos.

La técnica emplea una centrifugación inteligente, que centrifuga las muestras de sangre sobre un agente que hace que las bacterias floten hacia arriba mientras las células sanguíneas sedimentan hacia abajo, creando una capa líquida transparente que contiene bacterias, pero no células sanguíneas. Este líquido se inyecta en un chip con microcanales, por donde fluye fácilmente.

Unas trampas minúsculas en el chip capturan las bacterias separadas y cualquier crecimiento bacteriano se visibiliza rápidamente en imágenes de microscopía automatizadas, que se analizan con el software de aprendizaje automático.

Antibióticos de amplio espectro contra la sepsis

La sepsis es una afección grave que se caracteriza por una respuesta inflamatoria sistémica del huésped a una infección. Con una incidencia de aproximadamente 50 millones de casos anuales, representa una carga sanitaria significativa. La mortalidad de los pacientes a los que se les diagnostica ronda el 26% y las probabilidades de supervivencia disminuyen drásticamente si se retrasa el tratamiento.

Se estima que entre el 25% y el 30% de los casos de sepsis se deben a infecciones del torrente sanguíneo, por lo que su detección e identificación rápidas de patógenos en la sangre del paciente son fundamentales para iniciar rápidamente un tratamiento antibiótico eficaz.

Las bajas cargas microbianas en el torrente sanguíneo, tan bajas como una a 10 unidades formadoras de colonias (UFC) por ml de sangre, requieren grandes volúmenes de muestra de sangre, lo que es particularmente desafiante para los pacientes pediátricos.

Además, para confirmar la presencia de bacterias en la sangre e identificar las especies, generalmente se necesitan varias horas a días de cultivo. Este retraso es problemático considerando la caída del 8% en la tasa de supervivencia por hora de retraso para pacientes que sufren de choque séptico.

La urgencia de la afección, junto con la latencia de los métodos de diagnóstico disponibles, significa que la terapia combinada con antibióticos de amplio espectro a menudo se prescribe como terapia de primera línea inmediatamente, antes de obtenerse el resultado de la prueba diagnóstica.

Esta praxis da como resultado un tratamiento subóptimo, contribuye a una mayor resistencia a los antibióticos y se ha demostrado que aumenta la toxicidad hepática en comparación con la monoterapia con antibióticos dirigidos.