Cuando te enfermas desea el tratamiento adecuado rápidamente. Pero ciertos microbios infecciosos son expertos en evadir los mismos medicamentos antibacterianos diseñados para combatirlos.

Una nueva prueba sencilla y económica desarrollada por investigadores de UC Berkeley puede diagnosticar a los pacientes con cepas de bacterias resistentes a los antibióticos en cuestión de minutos. La técnica podría ayudar a los médicos a recetar los antibióticos adecuados para cada infección. y podría ayudar a limitar la propagación de "superbacterias" resistentes a los antibióticos, "que matan hasta 700, 000 personas en todo el mundo cada año.

"Las organizaciones de salud de todo el mundo están apoyando el desarrollo de herramientas que identifican específicamente los patógenos que son resistentes a los antibióticos porque hay pruebas limitadas disponibles que pueden hacerlo rápidamente, "dijo Tara de Boer, becario postdoctoral en la Facultad de Ingeniería de UC Berkeley. "Nuestra prueba es simple y nos brinda información en un corto período de tiempo".

La prueba, apodado DETECT, detecta las firmas moleculares de bacterias resistentes a los antibióticos directamente en las muestras de orina. A diferencia de otras técnicas que se encuentran actualmente en el mercado, DETECT no requiere instrumentación costosa y es lo suficientemente simple como para aplicarse en un lugar de atención.

"En teoria, DETECT le permitirá diagnosticar infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos en el consultorio de un médico simplemente recolectando orina y mezclándola con los reactivos DETECT. "dijo Niren Murthy, profesor de ingeniería en Berkeley.

"Las infecciones resistentes a los medicamentos son una pandemia silenciosa que en realidad mata a más personas cada año que el Zika o el Ébola, "dijo Lee Riley, profesor de epidemiología y enfermedades infecciosas en la Escuela de Salud Pública de UC Berkeley. "Cuanto más rápido pueda comenzar con el medicamento correcto, mayores serán las posibilidades de supervivencia o de evitar complicaciones ".

El estudio, que se llevó a cabo como parte del Consorcio para la Investigación de Bacterias Resistentes a los Antimicrobianos (CRARB), que incluye investigadores de Berkeley en la Facultad de Ingeniería y la Facultad de Salud Pública, aparece en la portada del 18 de octubre de la revista ChemBioChem .

Cortar antibióticos

Muchos antibióticos comunes de primera generación, incluyendo penicilina, amoxicilina y ampicilina, se basan en una estructura molecular llamada beta-lactámicos, que impide que las bacterias construyan paredes celulares, haciendo imposible que los microbios crezcan y se reproduzcan.

Sin embargo, Dado que el uso de estos antibióticos se ha disparado en los últimos 80 años, ciertas bacterias infecciosas, incluyendo cepas de E. coli, Salmonella y Shigella, han evolucionado para producir enzimas llamadas beta-lactamasas que trituran estos antibióticos y los vuelven inútiles.

DETECT funciona identificando la presencia de betalactamasas en muestras de orina. "Lo que hace nuestra tecnología es detectar las moléculas que realmente descomponen los antibióticos, ", dijo de Boer.

Si bien ya se ha desarrollado la técnica básica para detectar betalactamasas, no es lo suficientemente sensible como para detectar concentraciones relativamente pequeñas de betalactamasas en muestras de pacientes. Para que esta técnica funcione, Las bacterias de una muestra de un paciente deben cultivarse primero en un laboratorio. lo que puede llevar de dos a tres días, el tiempo suficiente para que una simple infección bacteriana, como una infección del tracto urinario, invada los riñones o la sangre.

La técnica DETECT utiliza una reacción en cadena enzimática para aumentar la señal de las betalactamasas en un factor de 40, 000, lo suficientemente alto como para permitir la detección de la presencia de estas enzimas en muestras de orina. Con DETECT, un paciente que da positivo por una infección que es resistente a los antibióticos de primera generación puede ser tratado inmediatamente con un antibiótico más potente o un agente alternativo.

El equipo probó DETECT en 40 muestras de orina recolectadas de pacientes sospechosos de tener una infección del tracto urinario, y encontró que aproximadamente una cuarta parte de ellos tenían infecciones resistentes a los antibióticos.

"DETECT no solo le dice quién tiene infecciones resistentes a los antibióticos, sino también quién podría ser tratado con antibióticos de primera generación, lo que le permite ahorrar antibióticos de gama alta y ralentizar la propagación de la resistencia a los medicamentos, "Dijo Murthy.

Del laboratorio al consultorio del médico

DeBoer ahora está colaborando con médicos y especialistas en laboratorios clínicos en hospitales para diseñar dispositivos basados ​​en DETECT fáciles de usar que se adapten a entornos médicos específicos.

"Todo el mundo tiene necesidades diferentes en el hospital, ", dijo de Boer." En este momento tenemos muchos diseños, pero lo que estamos haciendo es permitir que el uso previsto defina cómo se verá el diseño ".

Por ejemplo, Las herramientas de diagnóstico que funcionan bien en una clínica ambulatoria pueden no ser tan convenientes para los médicos que trabajan en un departamento de emergencias. dijo de Boer.

Con la ayuda de la incubadora CITRIS Foundry de UC Berkeley, de Boer ha cofundado una empresa, Diagnóstico BioAmp, que está trabajando para comercializar la tecnología en un dispositivo de diagnóstico rápido.

El equipo continúa perfeccionando su técnica de amplificación de señales enzimáticas con la esperanza de poder aplicarla pronto para detectar cepas específicas de bacterias y bacterias en la sangre.

"Creo que estamos a punto de que esto sea aplicable en un entorno hospitalario, "Dijo Riley.