Utilizando avances técnicos aún no desarrollados cuando comenzó el brote de Ébola 2014, los científicos liderados por la Universidad de California en San Francisco completaron un estudio de prueba de principio en un análisis de sangre en tiempo real basado en la secuenciación de ADN que se puede utilizar para diagnosticar rápidamente el Ébola y otrosinfecciones agudas. Los investigadores dijeron que la prueba se puede usar incluso donde el espacio de laboratorio y la infraestructura médica son escasos.
Charles Chiu, MD, PhD, profesor asociado de medicina de laboratorio en la UCSF, dirigió un equipo que detectó las huellas genéticas del Ébola en muestras de sangre almacenadas de dos pacientes africanos que tenían fiebre hemorrágica aguda, completando el diagnóstico dentro de las cinco horas posteriores a la apertura delmuestras: la secuencia de ADN en sí tomó solo 10 minutos.
La mayoría de las pruebas de diagnóstico genético disponibles en el mercado o basadas en la investigación se dirigen a patógenos específicos. Pero los colegas de Chiu y UCSF han sido pioneros en técnicas que no requieren la identificación previa de patógenos sospechosos para detectar sus huellas genéticas únicas. Este enfoque imparcial de analizar todo el ADNen una muestra clínica sin saber qué especies están presentes, que se utilizó en la detección del Ébola, se llama análisis "metagenómico".
Para obtener resultados tan rápidos, los investigadores desarrollaron un nuevo software de análisis y visualización y lo usaron en una computadora portátil para aprovechar una tecnología emergente de secuenciación de ADN conocida como secuenciación de nanoporos.
En el mismo conjunto de experimentos, publicado en línea en medicina genómica el 28 de septiembre, los investigadores pudieron detectar el virus Chikungunya, de un brote puertorriqueño, con la misma rapidez en una muestra de sangre de un donante sin síntomas, pero que finalmente informaron tener fiebre y dolores en las articulaciones. En otro ejemplo deEl poder de la técnica, la detección del virus de la hepatitis C en la sangre de un paciente infectado con UCSF, presente en una concentración mucho más baja que los otros virus, tardó solo 40 minutos desde el inicio de la secuencia.
"Esta tecnología genómica de punto de atención será particularmente atractiva en el mundo en desarrollo, donde los recursos críticos, incluida la energía eléctrica confiable, el espacio de laboratorio y la capacidad del servidor computacional, a menudo son muy limitados", dijo Chiu.
Muchas compañías están desarrollando tecnología de nanoporos, que distingue los ácidos nucleicos individuales por las perturbaciones distintivas que crean en las corrientes eléctricas a medida que pasan individualmente por los poros microscópicos. El grupo de laboratorio de Chiu fue uno de los primeros en pagar $ 1,000 por el acceso a un secuenciador experimental de nanoporos de ADNfabricado por Oxford Nanopore Technologies, llamado MinION. El dispositivo es lo suficientemente pequeño como para caber en la palma de la mano y funciona con una conexión USB a una computadora portátil.
El año pasado, utilizando un enfoque metagenómico similar para la detección de patógenos, Chiu se asoció con colegas de la UCSF para resolver un misterio médico que se destacó en un estudio de caso del New England Journal of Medicine. Los investigadores utilizaron su software y otra tecnología de secuenciación de ADN paraanalizar todo el ADN en una muestra de líquido cefalorraquídeo, lo que lleva al diagnóstico de una causa bacteriana inusual pero tratable de encefalitis en un niño críticamente enfermo de Wisconsin cuya salud había empeorado durante meses.
Ese análisis anterior tardó dos días. La detección del Ébola en el nuevo estudio fue más rápida porque la secuenciación de nanoporos produce datos de forma inmediata y en tiempo real, a diferencia de la tecnología utilizada en el caso de Wisconsin, que lleva mucho más tiempo proporcionar datos para el análisis.
La tecnología Nanopore es nueva y aún propensa a errores, dijo Chiu, pero la velocidad y la precisión están mejorando a un ritmo rápido. Con el tiempo requerido para la secuenciación, análisis e informes de ADN ahora reducido a minutos, Chiu ha puesto su mira en la racionalizacióny automatizar el paso de preparación de la muestra, que aún requiere varias horas, para su uso tanto en el laboratorio clínico como en el campo.
"Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que la secuenciación de nanoporos se ha utilizado para la detección metagenómica en tiempo real de patógenos en muestras clínicas complejas en el contexto de infecciones humanas", dijo Chiu. "Pruebas imparciales en el punto de atención paralos agentes patógenos por secuenciación metagenómica rápida tienen el potencial de transformar radicalmente el diagnóstico de enfermedades infecciosas en entornos clínicos y de salud pública ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Francisco . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :