La aparición de nuevos patógenos como el virus del nilo occidental, ébola, dengue y zika, amenazan la salud humana a escala mundial. La identificación de estos patógenos requiere de una respuesta rápida de la industria para desarrollar nuevas pruebas y de la FDA para evaluar la seguridad y la eficacia de las pruebas. Un informe en The Journal of Molecular Diagnostics evalúa el nuevo sistema OpenArray que ofrece detección simultánea de múltiples virus, bacterias y protozoarios patógenos en muestras de sangre humana. Los investigadores determinaron que este sistema es una herramienta prometedora para el análisis de sangre rápido y preciso.

Algunos patógenos altamente virulentos pueden tener una tasa de prevalencia baja y/o restringirse estacional o geográficamente. Sin embargo, el impacto de la infección transmitida por transfusión de tales agentes puede tener consecuencias fatales, particularmente en poblaciones altamente vulnerables como recién nacidos, adultos mayores o individuos inmunocomprometidos. La rentabilidad de una prueba de múltiples agentes significa que se podrían hacer más pruebas, resultando en sangre más segura.

«Toda la sangre para la transfusión debe ser analizada por la presencia de agentes infecciosos. El aumento del número de agentes que pueden infectar la sangre y el reconocimiento de que algunos de ellos sólo plantean un riesgo en ciertas áreas o ciertos tiempos significa que los nuevos métodos para racionalizar análisis de sangre deben ser desarrollados. La principal característica de nuestro dispositivo OpenArray, es la capacidad de probar múltiples agentes infecciosos al mismo tiempo, podría ser una respuesta a esa necesidad«, explicó Robert Duncan, PhD, un investigador de la Administración de Alimentos y Medicamentos del Centro de Evaluación e Investigación Biológica, Silver Spring, MD.

Muchas pruebas de «singleplex» aprobadas por la FDA están disponibles para medir un patógeno específico. Menos comúnmente disponibles son sistemas «multiplex» que pueden detectar múltiples patógenos. La plataforma OpenArray (Thermo Fisher Scientific) probó simultáneamente 17 cepas virales en muestras de plasma humano (por ejemplo, HIV-1, HIV-2, Dengue, influenza, Chikungunya) y 13 tipos de bacterias (Escherichia coli, Staphylococcus aureas) y protozoos (Por ejemplo, Leishmania donovani, L. infantum y Babesia microti) en muestras de sangre humana. Las pruebas individuales utilizan la PCR en tiempo real, que se separan espacialmente en el dispositivo OpenArray permitiendo un alto nivel de multiplexación.

«Nuevas tecnologías de diagnóstico basadas en PCR multiplex, dirigidas a una identificación más rápida y precisa de patógenos, se utilizan cada vez más para la detección de patógenos respiratorios o gastrointestinales, sin embargo, la prueba de una multitud de patógenos directamente en la sangre se encuentra todavía en fase de investigación. Las tecnologías pueden permitir una detección temprana y precisa de los patógenos directamente en las muestras de sangre. El compromiso y la coordinación de una serie de partes interesadas, incluyendo la reglamentación, el médico clínico y la industria de diagnóstico, son necesarios para la aplicación de novedosas tecnologías para el cuidado del paciente » Grigorenko, PhD, Vicepresidente de Investigación y Desarrollo en los Laboratorios Diatherix, División de Diagnósticos Clínicos de Eurofins en Huntsville, AL.

Para diseñar este dispositivo, el primer paso requería la elección de regiones en cada uno de los genomas de patógenos para dirigirlos a fragmentos cortos de ADN para lograr ese objetivo. Estos fragmentos cortos, denominadas cebadores y sondas, que logran la PCR, se cargaron en el dispositivo OpenArray. El siguiente paso crítico fue el cultivo en laboratorio de los 30 patógenos y mezclando cada uno de ellos con sangre o plasma total de voluntarios para imitar la sangre de un individuo infectado. Una vez que el rendimiento del dispositivo se ajustó a la capacidad máxima para detectar estos agentes infecciosos en las muestras clínicas simuladas, se probó con 92 muestras de donantes obtenidas de un centro de pruebas de donantes de sangre con contenido de patógenos conocidos, determinado por pruebas FDA. 95% de las muestras positivas para el virus fueron correctamente identificadas.

«Necesitamos la próxima generación de pruebas de rendimiento superiores que detectarán un número creciente de agentes transmisibles por transfusión en formato multiplex con alta sensibilidad y especificidad, robustez y adaptabilidad para lograr la detección de nuevos patógenos y mantener la seguridad de los productos sanguíneos«, comentó Dr. Duncan. «Nuestro objetivo en esta investigación es proporcionar una prueba de concepto que estimulará a los desarrolladores de dispositivos para avanzar en la tecnología para múltiples dispositivos de prueba de ensayo en el uso clínico«.

En apoyo de esta iniciativa, Phillip Williamson, PhD, VP de Operaciones y Asuntos Científicos, dijo:» Como la mayor organización independiente de pruebas de donantes de sangre en los Estados Unidos, Creative Testing Solutions acoge con agrado la oportunidad de trabajar con la FDA y otros en nuevas investigaciones Iniciativas y ensayos clínicos que mejorarán idealmente las pruebas de donantes de sangre y la seguridad del suministro de sangre en los Estados Unidos«.

Esta Plataforma OpenArray es un dispositivo de uso exclusivo de investigación y no se encuentra listo o aprobado para uso clínico.

Referencias

1. Elena Grigorenko, Carolyn Fisher, Sunali Patel, Valerie Winkelman, Phillip Williamson, Caren Chancey, Germán Añez, Maria Rios, Victoria Majam, Sanjai Kumar, Robert Duncan; Highly Multiplex Real-Time PCR–Based Screening for Blood-Borne Pathogens on an OpenArray Platform; The Journal of Molecular Diagnostics; DOI: 10.1016/j.jmoldx.2017.03.004; Publicado en línea el 14 de junio de 2017; Disponible en el URL http://jmd.amjpathol.org/article/S1525-1578(17)30146-0/fulltext