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¿Cómo funciona mNGS sin un patógeno conocido?
Con el avance de la ciencia y la tecnología, los métodos de diagnóstico en microbiología clínica están en constante innovación. Entre ellos, la tecnología de secuenciación de próxima generación (mNGS) de metagenómica clínica se considera una innovación revolucionaria, especialmente cuando se enfrenta a patógenos desconocidos, su potencial es ilimitado. mNGS permite al personal médico identificar patógenos de forma rápida y precisa a partir de muestras clínicas sin conocimiento previo del patógeno específico, lo cual es fundamental para el diagnóstico y el tratamiento en el lugar de atención.
mNGS no solo puede identificar bacterias patógenas, hongos, parásitos, etc., sino también analizar virus potenciales, lo que mejora en gran medida la precisión del diagnóstico de enfermedades infecciosas.
Introducción al proceso de mNGS
El proceso operativo de mNGS generalmente incluye recolección de muestras, extracción de ARN/ADN, preparación de bibliotecas, secuenciación de alto rendimiento y análisis de datos bioinformáticos. La calidad de la muestra afecta directamente la precisión de los resultados. La sangre y el líquido cefalorraquídeo son muestras relativamente limpias, mientras que las heces y la orina pueden contener una gran cantidad de microorganismos residentes.
Recogida y extracción de muestras
La recolección de muestras es el primer paso en mNGS, que debe realizarse en condiciones estériles para evitar la contaminación de las muestras. Luego, el ADN y el ARN genómicos se extraen de la muestra utilizando kits de extracción para el análisis posterior. Los kits de extracción comunes incluyen el kit RNeasy PowerSoil Total RNA de Qiagen, etc.
Optimización de la tecnología de preparación de bibliotecas
Debido a la presencia de ruido de fondo, la optimización durante la preparación de la biblioteca es fundamental. Se utilizan varias técnicas, como la selección negativa y el enriquecimiento positivo, para aumentar la probabilidad de detección de señales de patógenos. La selección negativa preserva los ácidos nucleicos de patógenos al eliminar el fondo de los genomas microbianos y del huésped, mientras que el enriquecimiento positivo se centra en mejorar la detección de señales de patógenos.
La elección de la secuenciación de alto rendimiento depende de los objetivos de la investigación, la experiencia y el nivel de habilidad de cada laboratorio. Actualmente, el sistema Illumina MiSeq es la plataforma más demostrada y utilizada.
Aplicación de mNGS a enfermedades infecciosas
Una aplicación importante de mNGS en el diagnóstico de enfermedades infecciosas es su capacidad para realizar una detección tanto dirigida como no dirigida. Las pruebas dirigidas suelen ser más sensibles a la detección de microorganismos conocidos, mientras que las pruebas no dirigidas pueden analizar muestras de manera integral en todo el genoma.
Para enfermedades infecciosas que son difíciles de diagnosticar, como la neumonía cuya causa no se puede determinar con precisión, mNGS proporciona una solución rentable, que es particularmente importante durante epidemias como la COVID-19.
Análisis de casos y desafíos
Muchos estudios han confirmado la aplicación de mNGS en enfermedades agudas como meningitis, mielitis y sepsis. No solo puede proporcionar una identificación precisa de patógenos, sino que también puede ayudar a controlar las epidemias hospitalarias. Sin embargo, la aplicación clínica de mNGS todavía enfrenta algunos desafíos, incluidos problemas como la utilidad clínica, la confiabilidad del laboratorio y el costo.
Actualmente, la mayoría de los resultados de la mNGS se presentan como informes de casos, lo que dificulta su popularización en microbiología clínica. El diagnóstico real y eficaz aún requiere más investigación y práctica para demostrarlo.
Perspectivas futuras
Frente a posibles enfermedades epidémicas, el desarrollo de la tecnología mNGS mejorará aún más las capacidades de respuesta de la salud pública. A medida que avanza la tecnología, se espera que sus aplicaciones aumenten en áreas como la monitorización de patógenos, la investigación de la resistencia a los antibióticos y el análisis de microbiomas, promoviendo en última instancia el avance de la medicina moderna.
¿Veremos que la mNGS se convertirá en una herramienta de detección de rutina para el diagnóstico clínico en un futuro próximo y eliminará más patógenos desconocidos?
