Una prueba genómica puede diagnosticar casi cualquier infección
Una prueba de secuenciación metagenómica de nueva generación desarrollada en la Universidad de California en San Francisco es capaz de diagnosticar rápidamente casi cualquier tipo de agente patógeno.
Por Enrique Coperías
La coordinadora de investigación clínica, Jenna Chui, carga muestras de ADN en un biorrobot mientras Charles Chiu observa cómo lo hace. Foto: Noah Berger
Un test genómico desarrollado en la Universidad de California en San Francisco (UCSF), en Estados Unidos, para detectar rápidamente casi cualquier tipo de agente patógeno —virus, bacterias, hongos y parásitos— ha demostrado su eficacia tras una década de uso.
La prueba tiene el potencial de mejorar enormemente la atención médica en infecciones neurológicas que causan enfermedades como la meningitis y la encefalitis, así como de acelerar la detección de nuevas amenazas pandémicas víricas. El test utiliza una potente técnica de secuenciación genómica, denominada secuenciación metagenómica de nueva generación (mNGS).
En lugar de buscar un tipo de agente patógeno cada vez, la mNGS analiza todos los ácidos nucleicos —ARN y ADN— presentes en una muestra.
Todo en uno
«Nuestra tecnología es aparentemente sencilla —afirma el doctor Charles Chiu, catedrático de Medicina de Laboratorio y Enfermedades Infecciosas de la UCSF y autor principal del estudio. Y añade—: Al sustituir varias pruebas por una sola, podemos eliminar las largas suposiciones en el diagnóstico y tratamiento de las infecciones».
Los investigadores desarrollaron originalmente una prueba clínica mNGS para analizar el líquido cefalorraquídeo (LCR), el líquido prístino que baña el cerebro y la médula espinal.
La prueba se ha realizado ya en miles de pacientes con síntomas neurológicos inexplicables, tanto en la UCSF como en otros hospitales estadounidenses.
La prueba mNGS identificó correctamente el 86% de las infecciones neurológicas
En un artículo publicado en Nature Medicine, el equipo demuestra que la prueba mNGS identificó correctamente el 86% de las infecciones neurológicas.
En un estudio complementario publicado el mismo día en Nature Communications, el equipo también utilizó la mNGS para identificar microbios patógenos en el fluido respiratorio que pueden causar neumonía, y lo automatizó para obtener resultados más rápido.
Esperan que la prueba automatizada pueda detectar nuevos patógenos virales que podrían causar pandemias respiratorias como la covid-19.
Análisis genético del líquido cefalorraquídeo
Las enfermedades neurológicas pueden ser muy difíciles de diagnosticar, especialmente cuando la causa es un agente patógeno extraño o desconocido hasta ese momento. En muchos casos, cada día sin un diagnóstico significa un empeoramiento continuo de la condición de un paciente.
A principios de la década de 2010, Chiu, junto con sus colegas de la UCSF Joe DeRisi y Michael Wilson, desarrollaron un nuevo método de secuenciación metagenómica para analizar el líquido cefalorraquídeo en busca de posibles agentes patógenos capaces de desatar infecciones neurológicas.
La prueba funciona secuenciando todo el material genético de dicho líquido biológico, y, a continuación, ejecutando un proceso de análisis computacional para separar las secuencias humanas de las que proceden de bacterias, virus, hongos o parásitos.
El caso del niño con leptospirosis
En 2014, el equipo utilizó esta tecnología para ayudar a los médicos de Wisconsin a tratar a un niño que estaba gravemente enfermo en la unidad de cuidados intensivos por una infección no diagnosticada.
Una larga serie de pruebas no había logrado averiguar qué le pasaba, pero la prueba de la UCSF tardó solo 48 horas en revelar que el niño tenía leptospirosis, una infección bacteriana que se puede tratar con penicilina. Los médicos se la administraron y se recuperó totalmente.
La prueba mNGS pronto se convirtió en rutina en la UCSF, con hospitales y clínicas de todo el país enviando muestras para ser procesadas por el Laboratorio de Microbiología Clínica de la UCSF, del que Chiu es director.
Entre 2016 y 2023, el equipo de la UCSF analizó casi 5.000 muestras de LCR con la prueba, el 14,4% de las cuales resultaron tener una infección. En esas muestras, el test identificó con precisión el agente patógeno el 86% de las veces.
Foto: Noah Berger
Un arma poderosa contra las infecciones
«Nuestra prueba mNGS se desempeña mejor que cualquier otra categoría de prueba para infecciones neurológicas —presume Chiu. Y añade—: Los resultados respaldan su uso como una parte crítica del armamento de diagnóstico para los médicos que trabajan en pacientes con enfermedades infecciosas».
Para facilitar el acceso a esta tecnología, Chiu, DeRisi, Wilson y otros ayudaron a fundar Delve Bio, que ahora es el proveedor exclusivo de la prueba mNGS CSF desarrollada en la UCSF.
«Estos hallazgos respaldan la inclusión de la mNGS como herramienta básica en el estudio clínico de las infecciones del sistema nervioso central —afirma Steve Miller, MD, PhD, director médico de Delve Bio. Y añade—: La mNGS ofrece la herramienta más imparcial, completa y definitiva para la detección de agentes patógenos. Gracias a su capacidad para diagnosticar rápidamente una infección, la mNGS ayuda a guiar las decisiones de gestión y el tratamiento de los pacientes con meningitis y encefalitis, y reducir potencialmente los costes sanitarios en el futuro.»
Prepararse para la próxima pandemia
Si va a servir como sistema de alerta temprana de pandemias, la prueba mNGS debe ser rápida. Chiu y sus colegas la han adaptado para que funcione con líquido respiratorio y han encontrado la manera de automatizarla.
Mientras que la prueba del líquido cefalorraquídeo conlleva más de cien pasos distintos y puede tardar entre dos y 7 siete días en procesarse, la prueba respiratoria solo requiere treinta minutos de práctica antes de que robots y algoritmos tomen el relevo.
«Nuestro objetivo era completar todo el proceso en un plazo de doce a veinticuatro horas y obtener un resultado el mismo día o al día siguiente», explica Chiu.
En el estudio de Nature Communications, los investigadores demostraron que la prueba podía detectar virus respiratorios con potencial pandémico, como el SARS-CoV-2, la gripe A y B y el virus respiratorio sincitial (VRS) en menos de un día, incluso cuando solo había pequeñas cantidades de virus presentes en una muestra.
También modelizaron la capacidad de la tecnología para detectar virus divergentes —o cepas de nueva evolución— y descubrieron que, hipotéticamente, podría detectarlos todos, si surgieran en el futuro. ▪️
Información facilitada por la Universidad de California en San Francisco
Fuente: Benoit, P., Brazer, N., de Lorenzi-Tognon, M. et al. Seven-year performance of a clinical metagenomic next-generation sequencing test for diagnosis of central nervous system infections. Nature Medicine (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-024-03275-1
