Un Avance Revolucionario en el Diagnóstico de la Tuberculosis

Un reciente estudio publicado en la revista Nature Communications ha demostrado que es posible acelerar el diagnóstico de la tuberculosis y obtener el perfil genético completo del bacilo causante de esta enfermedad. Este avance proporciona información detallada sobre posibles resistencias a fármacos y mutaciones, superando así las limitaciones de los métodos moleculares actualmente empleados. Los resultados de este trabajo, obtenido con muestras de pacientes en Mozambique y Georgia, representan un hito significativo en la lucha contra esta enfermedad.

Un Estudio Comparativo Innovador

El estudio, llevado a cabo por la Unidad de Genómica de la Tuberculosis del IBV-CSIC, comparó la diversidad genética de Mycobacterium tuberculosis, la bacteria causante de la tuberculosis, en muestras de esputo de pacientes utilizando técnicas de secuenciación genética con las de sus cultivos correspondientes. Aunque el método de cultivar la bacteria a partir de muestras del enfermo tiene más de un siglo de antigüedad, sigue siendo el más utilizado para diagnosticar la tuberculosis en los países donde la enfermedad es endémica.

Segunda Enfermedad Infecciosa Más Mortífera

Según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), la tuberculosis es la segunda enfermedad infecciosa más mortífera después de la COVID-19, y en 2022 causó la muerte a 1,3 millones de personas.

Carla Mariner, investigadora del CSIC en el IBV y primera autora del trabajo, explicó que algunos estudios sugieren que el proceso de cultivo podría no capturar toda la diversidad genética de la muestra del paciente debido a la presencia de linajes o cepas mejor adaptadas al crecimiento en condiciones in vitro. “Los cultivos no solo se usan para el diagnóstico, sino también para investigar el genoma de la bacteria, por lo que, si esta hipótesis fuera cierta, implicaría un sesgo en los resultados diagnósticos y científicos que podría resultar en un falso diagnóstico”, asegura la investigadora.

Secuenciación Directa del Genoma

Para investigar esta hipótesis, el equipo del IBV-CSIC diseñó una técnica para obtener y analizar el genoma de Mycobacterium tuberculosis a partir de los esputos mediante secuenciación directa, y compararlo con sus respectivos cultivos. Mariana Gabriela López, una de las investigadoras del CSIC que lidera el trabajo, argumenta que obtener la secuenciación directa del genoma completo de una muestra como el esputo es complicado debido a que la presencia de la bacteria en la muestra es mínima comparada con la microbiota comensal o células humanas. “Nosotros hemos desarrollado protocolos que permiten esta secuenciación directa y, por tanto, hemos podido comparar la diversidad del esputo con la del cultivo”, explica López.

Fiabilidad Genética de los Cultivos

El equipo del IBV-CSIC analizó muestras de dos países con una incidencia alta y media de tuberculosis, Mozambique y Georgia, y validó el método con tres conjuntos de datos adicionales de muestras de diferentes países publicados previamente. Los resultados demuestran que la diversidad genética de la bacteria de la tuberculosis obtenida mediante secuenciación se refleja en el cultivo en todos los escenarios analizados. “Las diferencias genéticas entre el cultivo y el esputo son mínimas, lo que indica que el cultivo no distorsiona la información genética”, resume Mariner. “Además, cuando comparamos el perfil de resistencia a fármacos mediante secuenciación de esputos y cultivos no vemos diferencias, lo que refuerza la fiabilidad del cultivo”.

Iñaki Comas, director de la Unidad de Genómica de la Tuberculosis del IBV-CSIC, destaca que trabajar con esputos supone un reto debido a que se trata de muestras complejas que tienen muy poca cantidad de M. tuberculosis. Sin embargo, aporta una gran ventaja, ya que acelera la obtención de resultados de semanas a días.

Tratamiento en Solo Unos Días

El estudio es el primero que ha conseguido secuenciar con éxito 61 esputos, incluyendo muestras con solo un 1% de la bacteria. “La secuenciación del genoma completo de la M. tuberculosis permite tener toda la información en comparación con las técnicas de diagnóstico molecular o la secuenciación de paneles de genes de resistencia recomendadas por la OMS para el diagnóstico de la tuberculosis”, apunta Comas. “En cambio, conociendo el genoma completo con la secuenciación genómica podemos identificar mayor variedad de mutaciones de resistencia a antibióticos e incluso realizar estudios epidemiológicos”.

La mayor desventaja de los cultivos es el lento crecimiento de la bacteria, que puede ralentizar la obtención de resultados hasta más de un mes, periodo durante el cual el paciente no recibiría el tratamiento adecuado. “Con la secuenciación del esputo el diagnóstico se realizaría de forma más rápida, no solo identificando la bacteria sino obteniendo también su perfil de resistencias. Esto permitiría dar un tratamiento óptimo al paciente en solo unos días en lugar de esperar semanas”, resume Comas.

Llevar el Método a la Práctica Clínica

Aunque actualmente la secuenciación directa de esputo no está optimizada para su uso en la clínica, sobre todo en cuanto a costes, este estudio marca un paso importante hacia su implementación futura, remarcan los investigadores del CSIC. Así, la Unidad de Genómica de la Tuberculosis del IBV-CSIC diseña ahora los próximos pasos para acercar el método a la práctica clínica.

En el estudio colaboran el Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal); Swiss TPH; Centro de Investigação em saúde de Manhiça (Maputo, Mozambique); y National Center for Tuberculosis and Lung Diseases, (Tbilisi, Georgia). Ha recibido financiación del European Research Council (ERC); Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; Fundació La Caixa; Stop TB partnership; International Science and Technology Center (ISTC); y National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIH). En el CSIC, la tuberculosis y otras enfermedades transmisibles de salud global forman parte de las prioridades de la Plataforma Interdisciplinar de Salud Global.

Referencia científica:

Carla Mariner-Llicer, Galo A. Goig, Manuela Torres-Puente, Sergo Vashakidze, Luis M. Villamayor, Belén Saavedra-Cervera, Edson Mambuque, Iza Khurtsilava, Zaza Avaliani, Alex Rosenthal, Andrei Gabrielian, Marika Shurgaia, Natalia Shubladze, Alberto L. García-Basteiro, Mariana G. López, Iñaki Comas. Genetic diversity within diagnostic sputum samples is mirrored in the culture of Mycobacterium tuberculosis across different settings. Nature Communications 2024 DOI: 10.1038/s41467-024-51266-0

Fuente: CSIC