Los expertos creen que la tuberculosis, o TB, ha sido un flagelo para los humanos durante unos 15,000 años, con la primera documentación médica de la enfermedad que salió de la India alrededor del 1000 a. C. Hoy, la Organización Mundial de la Salud informa que la TB sigue siendo la causa principalde muerte en todo el mundo por un solo agente infeccioso, responsable de aproximadamente 1,5 millones de muertes anualmente. El tratamiento primario para la TB durante los últimos 50 años no ha cambiado y aún requiere que los pacientes tomen múltiples medicamentos diariamente durante al menos seis meses. Tratamiento exitoso con estos anti-Los medicamentos para la tuberculosis, tomados por vía oral o inyectados en el torrente sanguíneo, dependen de que los medicamentos "encuentren su camino" en las bolsas de bacterias de la tuberculosis enterradas en lo profundo de los pulmones.
Ahora, los investigadores de Johns Hopkins Medicine y cuatro instituciones médicas colaboradoras han desarrollado lo que dicen que es un medio novedoso para mejorar la forma en que se puede tratar la TB. Su sistema adapta dos tecnologías de imagen ampliamente utilizadas para rastrear con mayor precisión, con el tiempo, si un antiEl fármaco TB en realidad llega a las áreas donde se anidan las bacterias.
La nueva herramienta de imágenes incorpora tomografía por emisión de positrones y tomografía computarizada, comúnmente conocidas como PET y CT, para medir de manera no invasiva la efectividad de la rifampicina, un medicamento clave contra la tuberculosis. Los investigadores describen un ensayo que utiliza la herramienta en pacientes con TBen un artículo publicado el 17 de febrero de 2020 en la revista medicina natural .
"Si bien la mayoría de los pacientes con TB se tratan con éxito con regímenes farmacológicos que incluyen rifampicina, todavía se necesitan al menos un curso de seis meses para curar la enfermedad", dice Sanjay Jain, MD, autor principal del artículo; profesor de pediatría, yradiología y ciencias radiológicas en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, y profesor de salud internacional en la Facultad de Salud Pública Bloomberg de Johns Hopkins. "Ahora tenemos evidencia de que la obtención de imágenes de los pulmones con PET y CT puede ayudar a los investigadores y médicos a determinar mejor cómoCon el tiempo, mucha rifampicina llega a las bacterias y luego utiliza los datos para tomar decisiones sobre medidas más rápidas y efectivas para combatir la tuberculosis, como dosis más altas de la droga ".
Un problema grave de tratamiento para los pacientes es que los agentes infecciosos de la tuberculosis, llamados Mycobacterium tuberculosis, se protegen actuando como un lunar microbiano, excavando cavidades de refugio seguro en los pulmones. Las cavidades están talladas por la misma actividad de destrucción celular queLa bacteria de la tuberculosis se usa para producir neumonía y sus lesiones pulmonares características comúnmente conocidas como "manchas en los pulmones" cuando se observan en las tomografías computarizadas. Debido a que el proceso también destruye los vasos sanguíneos y acumula tejido cicatricial en el área que rodea una cavidad, puedeser difícil para los medicamentos antituberculosos que viajan a través del torrente sanguíneo para llegar a los microbios anidados en el interior.
"Hasta ahora, la única forma en que hemos sabido que la rifampicina a veces no llega a las bacterias dentro de las cavidades ha sido examinando porciones de pulmones resecados quirúrgicamente de pacientes para quienes la terapia antituberculosa falló", dice el Dr. Alvaro Ordonez, investigador asociado en pediatría en Johns Hopkins Medicine y autor principal de la medicina natural papel. Además de ser invasivo y difícil para el paciente, tales evaluaciones tienen dos deficiencias principales.
explica "Dependiendo de qué lesiones o cavidades pulmonares se resequen, uno puede ver los niveles de rifampicina lo suficientemente adecuados como para matar a los bichos de la tuberculosis", explica. "Pero resecar un área diferente del pulmón donde el medicamento no pudo alcanzar las lesiones ycavidades y obtendrá un resultado muy diferente. Más importante aún, la efectividad general del curso de tratamiento no puede medirse adecuadamente ya que las resecciones se toman en puntos únicos en el tiempo y no son de todos los lugares donde podría haber una infección ".
Trabajando con animales durante la última década, Jain y sus colegas desarrollaron una técnica de imagen no invasiva llamada PET / TC con rifampicina 11C dinámica para abrir una ventana más clara sobre la batalla previamente oculta que tiene lugar entre el microbio y la medicina en los pulmones.La versión etiquetada de rifampicina, 11C-rifampicina, emite una partícula cargada, llamada positrón, que permite detectar y rastrear el fármaco mediante un escáner PET.
En estudios publicados en 2015 y 2018, Jain y otros demostraron primero en ratones con TB pulmonar y luego en conejos con meningitis por TB que la PET / TC con rifampicina 11C dinámica podría seguir con éxito el movimiento del medicamento marcado en lesiones y cavidades, ambosen los pulmones y el cerebro. En ambos casos, los datos revelaron que la penetración de 11C-rifampicina en los bolsillos de la TB fue consistentemente baja y podría cambiar en un período de unas pocas semanas.
Para el ensayo más reciente, los investigadores analizaron por primera vez qué tan bien la herramienta dinámica de PET / TC con 11C-rifampicina monitoreaba los niveles de rifampicina administrados a 12 pacientes humanos con TB en los pulmones. Los participantes recibieron primero una inyecciónmicrodosis de 11C-rifampicina que fue rastreada por PET para determinar la concentración del fármaco a lo largo del tiempo en lesiones infectadas con TB en los pulmones y otras áreas del cuerpo secciones no infectadas de los pulmones, el cerebro, el hígado y el plasma sanguíneo.
Después de esta imagen, a los pacientes se les administró rifampicina sin etiquetar por vía intravenosa al nivel de dosis de tratamiento recomendado. Se extrajo sangre de los pacientes en diversos momentos y los niveles de rifampicina se midieron por espectrometría de masas. Esto mostró que la cantidad de microdosis de 11C-rifampicinapodría representar con precisión el comportamiento de la dosis clínica tradicional.
Los datos de la exploración PET revelaron que la cantidad de absorción de rifampicina 11C fue más baja en las paredes de las lesiones y cavidades pulmonares causadas por la tuberculosis, menos de la mitad de lo que se observó en los tejidos pulmonares no infectados.
"Esto es revelador ya que las lesiones y las caries son los sitios conocidos por tener la mayor población de bacterias en pacientes con TB", dice Ordóñez. "Por lo tanto, la rifampicina no llega a donde más la necesitamos".
Los investigadores utilizaron los hallazgos sobre las concentraciones de medicamentos en los sitios de infección para predecir cómo el aumento de la dosis de rifampicina podría acortar el tiempo de tratamiento para los pacientes con TB. Este trabajo, realizado en colaboración con equipos de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Maryland, dirigido porVijay Ivaturi, Ph.D., y el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad Tecnológica de Texas, dirigido por Tawanda Gumbo, MD, sugiere que aumentar la dosis de rifampicina a niveles más altos, pero con tolerancia segura, podría reducir el curso del tratamiento en la mayoría de los pacientes con TB de seis.meses a cuatro meses.
"Esto tendría un impacto dramático en la lucha mundial contra la TB", dice Jain.
Los investigadores dicen que se necesitan más ensayos en humanos para validar los resultados prometedores de este estudio, y tal vez ampliar el uso de la técnica PET-CT más allá de los medicamentos antituberculosos. Por ejemplo, se están realizando estudios similares con pacientes que tieneninfecciones por Staphylococcus aureus resistente a meticilina, o MRSA, que a menudo se trata con un curso a largo plazo de rifampicina.
"Esperamos que la herramienta algún día permita a los médicos determinar las dosis más efectivas de medicamentos específicos en pacientes específicos, a fin de optimizar aún más el tratamiento de enfermedades infecciosas", dice Jain.
El financiamiento para el estudio fue proporcionado por subvenciones del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre R01-HL131829, el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas R56-AI145435 y el Premio de Investigación Transformativa del Director de los Institutos Nacionales de Salud R01-EB020539.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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