Diagnóstico de infecciones del sistema nervioso central Parte 2

Las infecciones del sistema nervioso central o SNC pueden poner en peligro la vida si no se diagnostican y tratan a tiempo. Debido a que las infecciones del SNC no son específicas, determinar un diagnóstico preciso puede ser un desafío. Los métodos moleculares basados ​​en amplificación in vitro de ácido nucleico están comenzando a utilizarse para el diagnóstico microbiano de rutina. Estos métodos moleculares han mejorado más allá de las técnicas de diagnóstico convencionales con mayor sensibilidad y especificidad. Además, los métodos moleculares utilizados en muestras de líquido cefalorraquídeo se consideran el nuevo estándar para el diagnóstico de infecciones del SNC causadas por patógenos.  

 

Los métodos moleculares para el diagnóstico de infecciones del SNC ofrecen una variedad de ensayos de PCR monoplex y multiplex para diagnosticar varios tipos de problemas de salud. Las plataformas moleculares panómicas también pueden ayudar a diagnosticar infecciones del SNC. Aunque se utilizan métodos moleculares para el diagnóstico de infecciones del SNC, los profesionales de la salud deben identificar cuidadosamente las medidas de resultado para estas técnicas de diagnóstico. El siguiente artículo analiza las técnicas de diagnóstico convencionales y los métodos moleculares utilizados para el diagnóstico de infecciones del sistema nervioso central, su aplicación y enfoques futuros.  

 

Métodos moleculares en el diagnóstico de infecciones del SNC

 

Debido a la mayor sensibilidad y especificidad, los métodos moleculares basados ​​en la amplificación in vitro de ácido nucleico han mejorado enormemente la capacidad de diagnosticar infecciones del SNC en un marco de tiempo razonable y efectivo. Varias técnicas derivadas de PCR también han aumentado la flexibilidad y el rigor de las técnicas de diagnóstico disponibles actualmente.  

 

La transcriptasa inversa, o RT, -PCR se desarrolló para aumentar los objetivos de ARN. Su utilización desempeña un papel fundamental en el diagnóstico de las infecciones por el virus de ARN, así como en el manejo de su reacción al tratamiento. El acceso oportuno a las medidas de resultado de RT-PCR de enterovirus ha demostrado estadías hospitalarias más cortas, reducción de la utilización innecesaria de antibióticos y disminución de las evaluaciones y pruebas de laboratorio auxiliares. Se han utilizado técnicas de PCR de ARNr de amplio rango, que utilizan un único par de cebadores dirigidos a regiones conservadas de genes, para diagnosticar patógenos bacterianos y virus del herpes en el LCR. Técnicas isotérmicas basadas en amplificación. incluyendo amplificación isotérmica mediada por bucle o LAMP, se han desarrollado para ofrecer un diagnóstico dentro de varios minutos a horas. La tabla 2 muestra dispositivos comerciales de diagnóstico molecular in vitro, o IVD, que han sido aprobados por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) para el diagnóstico de patógenos microbianos en el LCR.  

 

Ensayos Monoplex

 

Un método molecular convencional implica tres fases: extracción de muestra, amplificación de ácido nucleico objetivo y detección de amplicón. Uno de los primeros ensayos moleculares utilizados con éxito para el diagnóstico de infecciones del SNC se utilizó para el diagnóstico de HSV en líquido cefalorraquídeo o LCR. La PCR se convirtió en la prueba de elección cuando los estudios de investigación demostraron que la PCR del LCR era similar al cultivo de tejido cerebral para el diagnóstico de encefalitis y meningitis por HSV. Muchos métodos basados ​​en PCR para el diagnóstico de herpes y enterovirus están disponibles con una mayor sensibilidad en comparación con el cultivo viral.  

 

La PCR en tiempo real con amplificación de ácidos nucleicos y detección de amplicones mejoró aún más la transición a métodos moleculares en los laboratorios clínicos. A diferencia de la PCR convencional, el sistema en tiempo real es un sistema "cerrado" y supera el problema fundamental de la contaminación por arrastre. En el momento de la preparación del manuscrito, la FDA aprobó en última instancia tres ensayos moleculares utilizados para ayudar a diagnosticar el VHS y los enterovirus en el LCR, como se demuestra en la Tabla 2 del artículo anterior. Los métodos basados ​​en PCR en tiempo real son la principal técnica de diagnóstico utilizada para ayudar a diagnosticar el virus Zika, que se informó por primera vez en Uganda en 1947, y ahora es una preocupación mundial después de que el virus se propagó ampliamente en Brasil y América Central. Los estudios de investigación desarrollaron un ensayo de RT-PCR de un solo paso utilizado para diagnosticar el virus del Zika en suero humano con una detección limitada de 7.7 pfu / reacción. Junto con el plasma, el ARN del virus del Zika se puede diagnosticar a través de la orina y el plasma durante las primeras 2 semanas posteriores a la manifestación de los síntomas. En marzo de 2016, la FDA aprobó un ensayo trioplex-PCR bajo autorización de uso de emergencia para el diagnóstico simultáneo de los virus Zika, Chikungunya y Dengue en suero, orina, LCR y líquido amniótico. El ensayo de RT-PCR utiliza sondas de hidrólisis de doble etiqueta con un LOD de 1.54 × 10 4 GCE / ml de virus Zika en suero.  

 

La introducción de ensayos de diagnóstico basados ​​en PCR en tiempo real ha afectado el diagnóstico temprano y efectivo de varias infecciones bacterianas. Los ensayos moleculares basados ​​en amplificación isotérmica tienen excelentes características de rendimiento y no requieren ningún equipo especializado. Estos ensayos son fundamentales para la utilización de pruebas en o cerca del punto de atención. Se han utilizado métodos basados ​​en LAMP para diagnosticar meningitis por Neisseria, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae tipo b, M. tuberculosis y JEV en el LCR. El ensayo Xpert MTB / RIF ha mejorado enormemente la regulación de la tuberculosis al ofrecer un sistema integrado y automatizado que permite la toma de decisiones clínicas rápidas en un POC o en un contexto cercano a la atención. Varios estudios de investigación han utilizado el Xpert MTB / RIF para evaluar el diagnóstico de M. tuberculosis en LCR por meningitis tuberculosa. En un metaanálisis de trece estudios de investigación, la sensibilidad combinada del ensayo Xpert fue 80.5 por ciento, o 95 por ciento CI 59.0 por ciento a 92.2 por ciento, contra cultivo y 62.8 por ciento, o 95 por ciento CI 47.7 por ciento a 75.8 por ciento, contra estándar compuesto . Es necesario utilizar un gran volumen de muestra, de al menos 8 – 10 ml, para analizar el LCR y la centrifugación puede causar mejoras considerables en el rendimiento. A pesar de la falta de estandarización para el procesamiento de muestras, la OMS ha permitido probar CSF con el ensayo automatizado Xpert MTB / RIF como prueba de primera línea sobre microscopía convencional.  

 

Ensayos multiplex

 

La simplicidad hace que los ensayos moleculares multiplex sean fundamentales para el diagnóstico de un panel de dianas microbianas. Se han desarrollado varios ensayos de PCR multiplex para diagnosticar patógenos bacterianos en LCR dirigidos a las causas más comunes de meningitis: S. pneumoniae, N. meningitis, H. influenzae, L. monocytogenes, S. agalactiae, S. aureus, E. coli y M. pneumoniae. Una PCR multiplex seguida por una matriz de suspensión Luminex puede diagnosticar simultáneamente ocho patógenos bacterianos y virales en LCR, incluidos N. meningitis, S. pueumoniae, E. coli, S. aureus, L. monocytogenes, S. agalactiae, HSV-1 / 2, y VZV, entre otros.  

 

Considerando la variedad de patógenos involucrados en la infección del SNC, la aplicación de paneles moleculares integrales con múltiples objetivos bacterianos y virales ha mejorado la eficiencia del diagnóstico. El panel BioFire FilmArray Meningitis / Encephalitis es actualmente el único ensayo múltiplex aprobado por la FDA utilizado para el diagnóstico de seis bacterias, como Escherichia coli K1, Haemophilus influenzae, Listeria monocytogenes, Neisseria meningitides, Streptococcus agalactiae y Streptococcus pneumoniae, tales como el virus del asterocitoma del virus de la hepatitis C, Streptococcus pneumoniae, tales como el virus de la infección por Streptococcus , enterovirus, HSV-1, HSV-2, herpesvirus humano 6 o HHV-6, parechovirus humano y VZV, así como un solo hongo, como Cryptococcus neoformans / gattii, objetivo en LCR como se muestra en la Tabla 2. El sistema integrado FilmArray dura aproximadamente una hora, con solo 2 minutos de tiempo práctico. Durante la preparación del manuscrito, dos estudios de investigación demostraron el rendimiento de este ensayo. Utilizando muestras 48 de muestras de LCR negativas a tinción de Gram de casos sospechosos de meningitis, los estudios de investigación demostraron que este sistema diagnosticaba más patógenos virales, como el VEB. Este ensayo no diagnosticó cuatro casos de VNO y un solo caso de Histoplasma. Entre los pacientes infectados por el VIH en Uganda, el rendimiento de la prueba demostró una mayor sensibilidad y especificidad para el diagnóstico de Cryptococcus. Aunque el panel FilmArray Meningitis / Encephalitis ofrece un diagnóstico rápido de infecciones del SNC, se necesitan más estudios de investigación para determinar su rendimiento para una variedad de objetivos y otras poblaciones de alto riesgo.  

 

Las coinfecciones se encuentran con frecuencia entre pacientes inmunocomprometidos y, en última instancia, pueden ser difíciles de diagnosticar para los médicos. El diseño multiplex permite el diagnóstico simultáneo de múltiples objetivos en la misma muestra. Un estudio de investigación utilizó un panel de ensayos moleculares monoplex y multiplex para llevar a cabo un estudio de investigación de cohorte prospectivo en Uganda para evaluar exhaustivamente la etiología de la meningitis entre adultos infectados con VIH. Entre los pacientes con meningitis infectados por el VIH 314, la coinfección por EBV fue diagnosticada con Cryptococcus, M. tuberculosis u otros patógenos virales. El EBV en el LCR en estos entornos no se comprende completamente, aunque un solo estudio de investigación asoció el aumento de la carga viral del EBV como un marcador de malas medidas de resultado en pacientes con meningitis bacteriana y coinfección / reactivación del EBV, entre otros.  

 

Ensayos moleculares panomáticos

 

Las mejoras tecnológicas en la secuenciación metagenómica profunda han aumentado su utilización para el diagnóstico clínico de infecciones del SNC. Varios estudios de investigación han demostrado su capacidad para resolver problemas de técnicas de diagnóstico que desafían los límites de las pruebas de laboratorio tradicionales. Debido al estado estéril y la protección de BBB, el CSF y las biopsias cerebrales son fundamentales para explorar más a fondo la utilización de esta tecnología para el diagnóstico de patógenos. La metagenómica se utilizó con éxito para establecer un diagnóstico de neuroleptospirosis en un niño de 14 de edad con inmunodeficiencia combinada severa que también sufría episodios recurrentes de fiebre, dolor de cabeza y coma. De manera similar, la secuenciación de ARN de alto rendimiento realizada en una biopsia cerebral de un niño de 18 de un mes de edad con encefalopatía diagnosticó un nuevo Astrovirus como la causa. A pesar de la utilización de la metagenómica para el diagnóstico de enfermedades infecciosas, hay muchas preocupaciones tecnológicas y prácticas que deben abordarse antes de que esta forma de prueba de diagnóstico pueda convertirse en una corriente principal y parte del estándar clínico de atención.  

 

Se han producido otros avances prometedores en transcriptómica, proteómica y metabolómica. Los perfiles de microARN o miARN de huésped y microbiano se han utilizado para una variedad de enfermedades inflamatorias e infecciosas. Dos miRNAs, miR-155 y miRNA-29b, se informaron como biomarcadores potenciales para la infección por JEV y objetivos de tratamiento para la terapia anti-JEV. El factor de crecimiento epidérmico neural del huésped, incluido 2 y la apolipoproteína B en el LCR, fue capaz de diagnosticar meningitis tuberculosa con 83.3 por ciento a 89.3 por ciento de sensibilidad y 75 por ciento a 92 por ciento de especificidad. Se ha informado que el perfil de metabolitos del LCR es útil en la clasificación, diagnóstico, epidemiología y evaluación del tratamiento de las infecciones del SNC en pacientes con VIH. El análisis del perfil metabólico del LCR demostró la adaptación bioenergética en la regulación de los cambios de pacientes infectados por el VIH.  

 

Medidas de resultado asociadas con enfermedades

 

El diagnóstico de un agente etiológico en pacientes con infecciones del SNC requiere la consideración de los organismos causantes más comunes, las técnicas de diagnóstico y métodos moleculares disponibles para estos agentes, y las muestras clínicas de mayor rendimiento para evaluación y prueba. El conocimiento de la epidemiología y la presentación clínica de agentes específicos es fundamental para seleccionar qué métodos de diagnóstico son apropiados para los pacientes. Deben considerarse las exposiciones a animales o vectores, la ubicación geográfica, el historial reciente de viajes, la estación del año, la exposición de contactos enfermos y las exposiciones ocupacionales.  

 

Al seleccionar los métodos de diagnóstico molecular específicos de patógenos apropiados, se deben considerar los siguientes factores. El LCR es el espécimen óptimo para las pruebas de PCR para pacientes con meningitis o meningoencefalitis. Si bien la evidencia indirecta se puede determinar probando otros tipos de muestras, se deben hacer intentos para obtener muestras de LCR antes de que el tratamiento pueda comprometer el rendimiento. El tiempo de prueba desde la manifestación de los síntomas es fundamental para comprender y descartar resultados falsos negativos y recomendar volver a realizar la prueba dentro de un cierto período de tiempo. A modo de ejemplo, la PCR HSV comúnmente puede generar resultados falsos negativos si la muestra de LCR se obtiene muy temprano o tarde en el proceso de infección por HSE. También se sabe que la salud del huésped afecta las características de rendimiento de la prueba. Los pacientes inmunocomprometidos corren el riesgo de infección por una variedad de patógenos oportunistas, por ejemplo, HHV-6, virus JC, encefalitis por toxoplasma en receptores de trasplante de médula ósea y pacientes con VIH. A menudo, la infección puede ser más grave, como el VNO, y es difícil de diagnosticar en esta población. La tabla 3 a continuación muestra recomendaciones prácticas sobre la aplicación y las dificultades de la prueba molecular para el diagnóstico de infecciones del SNC.  

 

 

Además, los resultados positivos de las pruebas de amplificación de ácido nucleico se consideran complicados por el hecho de que algunos virus sobreviven de forma latente en macrófagos o tejidos neurológicos, incluso si son diagnosticados accidentalmente por técnicas moleculares sensibles sin un papel patogénico real que puede conducir a un sobretratamiento. Se está explorando la utilización de biomarcadores complementarios que ayudan a determinar la replicación activa para superar este inconveniente en los estudios de investigación.  

 

Históricamente, el diagnóstico de agentes microbiológicos en pacientes con infecciones del SNC se ha visto obstaculizado por el bajo rendimiento del cultivo de LCR para los organismos bacterianos virales y fastidiosos, los retrasos en la producción del SNC de anticuerpos específicos del organismo y los desafíos para determinar las muestras óptimas para la prueba. Los métodos y técnicas de diagnóstico molecular basados ​​en amplificación in vitro de ácido nucleico tienen una aplicación más amplia y mejor en la práctica clínica de microbiología. El ensayo monoplex probablemente será la plataforma principal utilizada para ensayos urgentes, de acceso aleatorio y de bajo rendimiento. Los ensayos multiplex tienen el beneficio adicional de diagnosticar múltiples objetivos e infecciones mixtas. Como el volumen de muestra de LCR recuperado es a menudo pequeño, los ensayos multiplex permiten un análisis de diagnóstico integral con una pequeña cantidad de muestra, lo que evita la necesidad de punciones lumbares repetidas. La relevancia clínica y la rentabilidad de las estrategias de diagnóstico simultáneo de múltiples patógenos necesitan más estudios de investigación. La aplicación de técnicas panómicas en el desafío de diagnosticar infecciones del SNC es la nueva frontera emocionante, la tecnología es prometedora, pero se espera que la implementación de rutina sea lenta debido a varios desafíos, como la falta de pautas regulatorias aplicables y la adaptación en el entorno clínico, aunque Las medidas de resultado son prometedoras.  

 

Como se mencionó anteriormente, las infecciones del sistema nervioso central o SNC pueden ser problemas de salud potencialmente mortales si no se diagnostican con precisión y no se tratan adecuadamente. Sin embargo, determinar un diagnóstico de infecciones del SNC puede ser un desafío para muchos médicos. Afortunadamente, una variedad de técnicas de diagnóstico y métodos moleculares pueden ayudar a determinar la fuente de infecciones del SNC y otros problemas de salud. Estas técnicas de diagnóstico y métodos moleculares han mejorado enormemente a lo largo de los años, como se mencionó anteriormente, y se están utilizando más de estas evaluaciones en entornos clínicos para diagnosticar con precisión las infecciones del SNC para un tratamiento adecuado. - Dr. Alex Jimenez DC, CCST Insight

 

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Dieta y ejercicio para enfermedades neurológicas

 

 

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En la parte 2 de nuestro artículo "Diagnóstico de infecciones del sistema nervioso central", discutimos los métodos moleculares y los ensayos moleculares panómicos que se utilizan en el diagnóstico de infecciones del SNC, así como también cómo las medidas específicas de resultados de las pruebas se han asociado con la clínica enfermedades y problemas de salud. El alcance de nuestra información se limita a cuestiones de salud quiropráctica, musculoesquelética y nerviosa, así como a artículos, temas y debates sobre medicina funcional. Para seguir discutiendo el tema anterior, no dude en preguntarle al Dr. Alex Jiménez o contáctenos en 915-850-0900 .  

 

Comisariada por el Dr. Alex Jiménez  

 

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