En un estudio de prueba de principio, un equipo de médicos y expertos en bioinformática de Johns Hopkins informa que pudieron diagnosticar o descartar sospechas de infecciones cerebrales utilizando la llamada secuenciación genética de próxima generación de muestras de tejido cerebral.
El equipo dice su estudio, descrito en línea el 13 de junio en Neurología: neuroinmunología y neuroinflamación , demuestra que el uso de computadoras para analizar rápidamente grandes cantidades de información genética y biológica podría ser una adición rentable al conjunto de herramientas de un laboratorio de patología. Más del 50 por ciento de los trastornos inflamatorios y las infecciones del cerebro no se diagnostican, lo que puede conducir a tratamientospara síntomas individuales que pueden hacer más daño que bien.
"Al incorporar técnicas modernas de secuenciación genética en el diagnóstico de patología, pudimos investigar la posible presencia de infección en 10 sujetos y encontramos explicaciones apropiadas de los problemas clínicos en ocho de cada 10 casos de pacientes examinados en este estudio", dice Carlos Pardo-Villamizar, MD, profesor asociado de neurología en la Facultad de medicina de la Universidad Johns Hopkins. "Esperamos desarrollar esta técnica aún más como una forma de acercar la tasa de diagnóstico de trastornos cerebrales e infecciones inflamatorias al 100 por ciento para que podamos tratar a los pacientes de manera más efectiva"
En el estudio, los investigadores identificaron por primera vez a 10 personas en el Hospital Johns Hopkins, seis hombres y cuatro mujeres entre las edades de 16 y 68 años, con signos clínicos de una infección cerebral, como fiebre y aparición rápida de síntomas neurológicos, como debilidad en las extremidades, entumecimiento de parálisis parcial, dolor de cabeza o convulsiones.
Cada paciente recibió una biopsia de una lesión cerebral, un área de tejido inflamado y dañado, identificada por primera vez por MRI. Utilizando tecnologías de secuenciación genética disponibles comercialmente que leen millones de piezas de ADN a la vez, los investigadores secuenciaron el ADN deltejido cerebral para cada persona y comparó los resultados con una base de datos que contiene secuencias de ADN humanas y no humanas, 2.817 genomas bacterianos, 4.383 genomas virales y 26 genomas de patógenos unicelulares.
Después de restar los resultados del ADN humano, clasificaron las otras tres especies principales encontradas en cada muestra que se creía que eran organismos infecciosos potenciales.
En tres pacientes, dijeron que la secuenciación genética identificaba definitivamente la causa de la infección como Mycobacterium tuberculosis, la bacteria que causa la tuberculosis y que a veces infecta el cerebro; el virus JC, que se encuentra en la mayoría de las personas pero solo es típicamente infeccioso en personas con debilidadsistemas inmunes; o el virus de Epstein-Barr, un virus del herpes más conocido por causar mononucleosis en humanos.
"Identificar organismos involucrados en infecciones cerebrales es crítico para establecer tratamientos adecuados y, en el caso de tuberculosis o infecciones virales, es un desafío importante en la práctica clínica", dice Pardo-Villamizar.
Los investigadores informan que la secuenciación genética también reveló infecciones posibles pero no especificadas en otros dos pacientes. En un paciente, los investigadores identificaron varias especies de bacterias en la biopsia relacionadas con Delftia acidovorans, un bacilo raro en forma de bastón que los médicos trataron con antibióticos.En el otro paciente, identificaron un número relativamente alto de secuencias de Lactococcus, una bacteria normalmente no infecciosa, sin embargo, volvieron a analizar los datos de la secuencia un año después y descubrieron que las secuencias coincidían con un patógeno emergente, Elizabethkingia, un genoma que erano disponible durante el análisis original. La bacteria, que se encuentra en el suelo, se ha relacionado principalmente con la meningitis del recién nacido o la inflamación de la membrana que cubre el cerebro.
"Una de las limitaciones del uso de este tipo de herramienta de diagnóstico es que solo podemos identificar los patógenos para los que tenemos disponibles las secuencias genéticas", dice Steven Salzberg, Ph.D., profesor distinguido de Bloomberg, profesor de biomedicinaingeniería en Johns Hopkins y coautor del estudio. "A medida que continuamos secuenciando los genomas de más organismos, la herramienta será cada vez más poderosa". El costo de la secuenciación genética utilizando la última tecnología es de menos de $ 500 por muestra y tomaun par de días. La comparación de los resultados de ADN con otras especies lleva menos de dos horas.
En cinco pacientes, dice el equipo de investigación, la secuencia no apuntó a un patógeno específico como causa. En esos casos, los hallazgos negativos ayudaron a los médicos a comprender mejor las enfermedades que esos pacientes estaban experimentando. Pardo-Villamizar dice que un valor clavede la prueba de secuenciación es evitar el tratamiento de pacientes con medicamentos que pueden hacer daño ". Si alguien tiene una infección, entonces no necesariamente debe darles esteroides para reducir la inflamación. Empeorará la infección al derribar el sistema inmune.", dice Pardo-Villamizar." Tener un diagnóstico correcto es la única forma de garantizar el mejor tratamiento de precisión individualizado ".
Para llevar este tipo de pruebas al uso generalizado de laboratorio, Pardo-Villamizar dice que se necesita más investigación para establecer una línea de base de qué organismos se pueden encontrar en cerebros normales y sanos. También necesitarán un estudio de validación más amplio de pacientes con undiagnóstico ya establecido para determinar la tasa de resultados falsos positivos o falsos negativos. El Estudio Global de la Carga de Enfermedad de 2013 estima que 77,000 personas mueren cada año en todo el mundo debido a afecciones inflamatorias cerebrales. Alrededor de 2,000 al año se deben a infecciones activas en los EE. UU.Una vez que se determina la causa, las personas pueden ser tratadas con antivirales o antibióticos si se sospecha una infección, o esteroides si se cree que la causa es autoinmune.
Otros autores en el estudio incluyen Florian Breitwieser, Anupama Kumar, Haiping Hao, Peter Burger, Fausto Rodriguez, Michael Lim, Alfredo Quiñones-Hinojosa, Gary Gallia, Jeffrey Tornheim, Michael Melia y Cynthia Sears de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.
Los fondos del estudio fueron provistos por subvenciones del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano número de subvención R01 HG006677, la Oficina de Investigación del Ejército de los Estados Unidos número de subvención W911NF-14-1-0490 y el Fondo Bart McLean para la Investigación de Neuroinmunología-Restauración del Proyecto Johns Hopkins.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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