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Descubriendo los secretos de los microorganismos: ¿Cómo identifica mNGS patógenos ocultos en la práctica clínica?
Con el avance de la ciencia y la tecnología, la microbiología clínica está marcando el comienzo de una nueva ronda de cambios. Entre ellos, la genómica metabólica clínica (mNGS) utiliza tecnología avanzada de secuenciación genética para analizar exhaustivamente el material genético (ADN o ARN) de microorganismos y huéspedes de muestras clínicas de pacientes. Esta tecnología no sólo mejora la capacidad de detectar patógenos, sino que también demuestra su potencial, especialmente cuando los métodos de detección tradicionales fallan.
mNGS puede identificar y caracterizar los genomas de bacterias, hongos, parásitos y virus directamente a partir de muestras clínicas sin conocimiento previo del patógeno específico.
Los métodos tradicionales de detección de patógenos suelen estar limitados por suposiciones preestablecidas sobre patógenos conocidos, lo que hace imposible determinar la causa en algunos casos. La aparición de mNGS cambió todo eso. En esencia, la tecnología puede detectar todos los patógenos potenciales en una muestra, lo que es fundamental para diagnosticar enfermedades infecciosas, especialmente cuando otras pruebas más específicas, como la PCR, fallan.
Flujo de trabajo de mNGSUn flujo de trabajo típico de mNGS incluye los siguientes pasos:
- Recolección de muestras: incluye sangre, heces, líquido cefalorraquídeo, orina o hisopado nasofaríngeo, etc.
- Extracción de ARN/ADN: Utilice un kit de extracción específico para extraer el material genético de la muestra.
- Estrategia de preparación y optimización de la biblioteca: incluye principalmente la selección de objetivos y la eliminación del ruido de fondo.
- Secuenciación de alto rendimiento: seleccione una plataforma de secuenciación adecuada para secuenciar fragmentos de ácido nucleico.
- Análisis bioinformático: Procesar e interpretar datos de secuenciación.
El análisis bioinformático requiere conocimientos profesionales y recursos informáticos, y el análisis en profundidad de datos proporciona el soporte necesario para el diagnóstico clínico.
Cada paso de este proceso es crucial y tiene un profundo impacto en los resultados finales de la prueba. En particular, la tecnología de secuenciación de alto rendimiento, como el sistema Illumina MiSeq, se ha convertido en una de las principales herramientas para diagnosticar enfermedades infecciosas. Con el apoyo de esta tecnología, los científicos pueden identificar de forma rápida y precisa patógenos potenciales.
Aplicación de mNGS en enfermedades infecciosas
La mNGS muestra un gran potencial en el diagnóstico de enfermedades infecciosas, especialmente cuando se enfrentan a etiologías desconocidas:
- Diagnóstico de meningitis y encefalitis: Esta tecnología puede identificar una variedad de microorganismos patógenos cuando las pruebas tradicionales no pueden confirmar el diagnóstico.
- Estudio de la resistencia a los antimicrobianos: Con mNGS se pueden detectar rápidamente los genes de resistencia a fármacos de los patógenos, lo que ayuda a desarrollar planes de tratamiento más adecuados.
- Respuesta a epidemias: en la prevención y el control de enfermedades infecciosas emergentes, la mNGS puede identificar patógenos de manera oportuna y ayudar en la toma de decisiones de salud pública.
mNGS proporciona un marco de identificación integral para microorganismos potencialmente causantes de enfermedades, capaz de identificar múltiples patógenos en una sola prueba.
Por ejemplo, en pacientes con neumonía, la mNGS puede identificar rápidamente la presencia de bacterias patógenas, lo que es fundamental para desarrollar un plan de tratamiento eficaz. En comparación con los métodos tradicionales, mNGS proporciona un rango más amplio de detección y puede mostrar infecciones mixtas con muchas bacterias, virus u hongos.
Desafíos
Aunque la mNGS muestra un gran potencial en aplicaciones clínicas, también enfrenta muchos desafíos:
- Practicidad clínica: actualmente, la mayoría de los datos de mNGS provienen de informes de casos y todavía hay pocos casos que se implementan realmente en la práctica clínica.
- Validación de laboratorio: Muchas pruebas no han sido validadas, lo que afecta la credibilidad de mNGS en entornos clínicos.
- Precisión y sensibilidad: El ruido de fondo alto puede afectar la precisión de la prueba, especialmente en el caso de infección mixta.
- Consideraciones de costos: Actualmente, el costo de la mNGS todavía es relativamente alto, lo que limita su aplicación clínica generalizada.
Con el desarrollo de la tecnología, cómo superar estos desafíos y hacer que mNGS sirva mejor a la práctica clínica en el futuro será la dirección en la que los científicos y los trabajadores médicos deberán trabajar juntos.
Al mirar en retrospectiva el desarrollo de mNGS, esta tecnología nos ha revelado el misterio del mundo microbiano, pero en las aplicaciones clínicas diarias, ¿aún hay muchos patógenos potenciales que aún no se han identificado ni comprendido?
