Nuevo análisis de sangre para identificar infecciones podría reducir el uso excesivo de antibióticos a nivel mundial

En los países en desarrollo, la mayoría de las recetas de antibióticos no solo son inútiles (se estima que entre el 70 % y el 80 % de ellas se administran para infecciones virales, que los medicamentos no tratan), sino que también son dañinas, ya que el uso excesivo de antibióticos acelera la resistencia a los antibióticos.

Un problema similar existe en los Estados Unidos, donde se estima que 30% a 50% de las recetas de antibióticos se administran para infecciones virales.

Ahora, una nueva prueba basada en la expresión génica desarrollada por investigadores de Stanford Medicine y sus colegas podría permitir a los médicos de todo el mundo distinguir de forma rápida y precisa entre infecciones bacterianas y virales, reduciendo así el uso excesivo de antibióticos. La prueba se basa en cómo responde el sistema inmunitario del paciente a una infección.

Es la primera prueba diagnóstica de este tipo validada en diversas poblaciones mundiales, que representan una gama más amplia de infecciones bacterianas, y la única que cumple con los objetivos de precisión establecidos por la Organización Mundial de la Salud y la Fundación para Nuevos Diagnósticos Innovadores para abordar la resistencia a los antibióticos.

Esos objetivos incluyen al menos un 90 % de sensibilidad (identificar correctamente los verdaderos positivos) y un 80 % de especificidad (identificar correctamente los verdaderos negativos) para distinguir infecciones bacterianas y virales.

La nueva prueba se describe en un artículo publicado el 20 de diciembre en Informes celulares Medicina.

«La resistencia a los antimicrobianos aumenta continuamente, por lo que se han realizado muchos esfuerzos para reducir el uso inadecuado de antibióticos», dijo Purvesh Khatri, Ph.D., profesor asociado de medicina y ciencia de datos biomédicos, y autor principal del artículo. «Diagnosticar con precisión si un paciente tiene una infección bacteriana o viral es uno de los mayores desafíos de salud global».

Los métodos existentes incluyen cultivar el patógeno en una placa de Petri, lo que lleva varios días, o la prueba de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que requiere conocer el patógeno específico que se debe buscar.

Por eso, en muchos casos, «los médicos recetan antibióticos empíricamente», dijo Khatri. «Dicen: ‘Te vamos a dar un antibiótico y si mejoras, tienes una infección bacteriana. Si no lo haces, tienes una infección viral y suspenderemos el antibiótico'».

Pregúntale al sistema inmunológico

La prueba forma parte de una nueva cosecha de pruebas de diagnóstico que analizan la respuesta del huésped, es decir, cómo reacciona el sistema inmunitario del paciente, para identificar el tipo de infección. Miden la expresión de determinados genes implicados en la respuesta inmunitaria del huésped.

«El sistema inmunitario ha estado haciendo esto durante millones de años, aprendiendo constantemente qué son las bacterias, qué son los virus y cómo responder a ellos», dijo Khatri. «En lugar de buscar el error en sí, podemos preguntarle al sistema inmunológico».

Sin embargo, debido a que estas pruebas de respuesta del huésped se diseñaron con datos de Europa Occidental y América del Norte, no tienen en cuenta los tipos de infecciones que prevalecen en los países de ingresos bajos y medios. En particular, tienen problemas para distinguir las diferencias más sutiles entre las infecciones bacterianas intracelulares y las infecciones virales.

«Epidemiológicamente, las infecciones bacterianas en los países desarrollados suelen provenir de bacterias que se replican fuera de la célula humana», dijo Khatri. Estas bacterias extracelulares incluyen E. coli y las que causan la faringitis estreptocócica. En los países en desarrollo, las infecciones bacterianas comunes como el tifus y la tuberculosis son causadas por bacterias intracelulares, que se replican dentro de las células humanas, al igual que los virus.

«El sistema inmunitario tiene una respuesta diferente en función de si se trata de una infección bacteriana extracelular o intracelular», dijo Khatri. «La razón por la que se vuelve complicado es porque una vez que la bacteria está dentro de la célula, las vías se superponen con la respuesta a la infección viral».

Las pruebas actuales de respuesta del huésped pueden distinguir las infecciones bacterianas extracelulares de las infecciones virales con más del 80 % de precisión, pero solo pueden identificar entre el 40 % y el 70 % de las infecciones intracelulares.

datos diversos

Para desarrollar una prueba de diagnóstico que pueda separar ambos tipos de infecciones bacterianas de las infecciones virales, el equipo de Khatri utilizó datos de expresión génica disponibles públicamente de 35 países. Estos incluyeron 4.754 muestras de personas de diversas edades, sexos y razas con infecciones conocidas. La diversidad de pacientes, infecciones y tipos de datos es más representativa del mundo real, dijo Khatri.

Usando el aprendizaje automático y la mitad de estas muestras, identificaron ocho genes que se expresan de manera diferente en infecciones bacterianas versus virales. Validaron su prueba de ocho genes en las muestras restantes y más de 300 muestras nuevas recolectadas de Nepal y Laos.

Descubrieron que estos ocho genes podían distinguir las infecciones bacterianas intracelulares y extracelulares de las infecciones virales con gran precisión, logrando una sensibilidad del 90 % y una especificidad del 90 %. Es la primera prueba de diagnóstico que cumple (y supera) los estándares propuestos por la Organización Mundial de la Salud y la Fundación para Nuevos Diagnósticos Innovadores.

«Hemos demostrado que esta firma de ocho genes tiene una mayor precisión y una mayor capacidad de generalización para distinguir infecciones bacterianas y virales, independientemente de si son intracelulares o extracelulares, si un paciente se encuentra en un país desarrollado o en vías de desarrollo, un hombre o una mujer, un bebé o una persona de 80 años», dijo Khatri.

Él espera que la nueva prueba de diagnóstico pueda eventualmente traducirse en una prueba de punto de atención y ser adoptada por médicos tanto en países desarrollados como en desarrollo, ya que solo requiere una muestra de sangre y se puede realizar en 30 a 45 minutos. Su equipo ha solicitado una patente para la prueba.