Charles Y. Chiu, Steven A. Miller. Metagenomica Clinica. Nat Rev Genet. 2019; 20(6): 341–355. Department of Laboratory Medicine, Department of Medicine, Division of Infectious Diseases, University of California, San Francisco, CA USA.
Resumen
La secuenciación metagenómica clínica de próxima generación (mNGS), el análisis integral del material genético microbiano y del huésped (ADN y ARN) en muestras de pacientes, está pasando rápidamente de la investigación a los laboratorios clínicos. Este enfoque emergente está cambiando la forma en que los médicos diagnostican y tratan las enfermedades infecciosas, con aplicaciones que abarcan una amplia gama de áreas, incluida la resistencia a los antimicrobianos, el microbioma, la expresión génica del huésped humano (transcriptómica) y la oncología. Aquí, nos enfocamos en los desafíos de implementar mNGS en el laboratorio clínico y abordamos posibles soluciones para maximizar su impacto en la atención al paciente y la salud pública.
Introducción
El campo de la microbiología clínica comprende tanto la microbiología de diagnóstico, la identificación de patógenos a partir de muestras clínicas para guiar las estrategias de manejo y tratamiento de pacientes con infección, como la microbiología de salud pública, la vigilancia y el seguimiento de brotes de enfermedades infecciosas en la comunidad.
Las técnicas de diagnóstico tradicionales en el laboratorio de microbiología incluyen el crecimiento y aislamiento de microorganismos en cultivo, detección de anticuerpos específicos de patógenos (serología) o antígenos e identificación molecular de ácidos nucleicos microbianos (ADN o ARN), más comúnmente a través de PCR.
Si bien la mayoría de los ensayos moleculares se enfocan solo en un número limitado de patógenos utilizando cebadores o sondas específicos, los enfoques metagenómicos caracterizan todo el ADN o ARN presente en una muestra, lo que permite el análisis de todo el microbioma .así como el genoma o transcriptoma del huésped humano en muestras de pacientes. Los enfoques metagenómicos se han aplicado durante décadas para caracterizar varios nichos, que van desde ambientes marinos hasta suelos tóxicos, vectores de enfermedades de artrópodos y el microbioma humano. Estas herramientas también se han utilizado para identificar infecciones en restos antiguos, descubrir nuevos patógenos virales y caracterizar el viroma humano tanto en estado sano como enfermo y para aplicaciones forenses 12 .
La capacidad de detectar todos los patógenos potenciales (bacterias, virus, hongos y parásitos) en una muestra y, al mismo tiempo, interrogar las respuestas del huésped tiene una gran utilidad potencial en el diagnóstico de enfermedades infecciosas. La metagenómica para aplicaciones clínicas tiene sus raíces en el uso de micromatrices a principios de la década de 2000. Algunos de los primeros éxitos del uso de esta tecnología incluyen el descubrimiento del coronavirus del SARS, el perfil genético de mutaciones en el cáncer y el análisis detallado del microbioma de diferentes sitios del cuerpo humano. Sin embargo, fue el advenimiento de las tecnologías de secuenciación de próxima generación (NGS) en 2005 lo que impulsó el campo de la metagenómica.
Por primera vez, se podrían generar de millones a miles de millones de lecturas en una sola ejecución, lo que permite el análisis de todo el contenido genético de una muestra clínica o ambiental. La proliferación de instrumentos de secuenciación disponibles y las disminuciones exponenciales en los costos de secuenciación durante la década siguiente impulsaron la rápida adopción de la tecnología NGS.
Hasta la fecha, varios estudios han brindado una idea de la promesa de NGS en entornos clínicos y de salud pública. Por ejemplo, la NGS se utilizó para el diagnóstico clínico de neuroleptospirosis en un niño de 14 años en estado crítico con meningoencefalitis; este caso fue el primero en demostrar la utilidad de la NGS metagenómica (mNGS) para proporcionar información procesable clínicamente, ya que el diagnóstico exitoso impulsó el tratamiento antibiótico específico adecuado y la eventual recuperación del paciente. Los ejemplos en microbiología de la salud pública incluyen el uso de NGS, en combinación con el análisis de redes de transmisión , para investigar brotes de la cepa O104:H4 de Escherichia coli (ref. 21) y para la vigilancia de la resistencia a los antimicrobianos en el suministro de alimentos mediante la secuenciación del genoma bacteriano completo .....
(*) Una vez que esta en la pagina del articulo, pulsando el botón derecho puede acceder a su traducción al idioma español Este blog de bioquímica-clínica está destinado a profesionales bioquímicos y médicos; la información que contiene es de actualización y queda a criterio y responsabilidad de los mencionados profesionales, el uso que le den a la misma. Las páginas de este blog, se renuevan el 22 de Agosto
Cordiales saludos.
Dr. Anibal E. Bagnarelli,
Bioquímico-Farmacéutico-UBA.
Ciudad de Buenos Aires. R. Argentina
