ABCL

Revista 632

Nuevas tecnologías para el diagnóstico de las infecciones urinarias

Una de las enfermedades bacterianas más comunes y una de las principales impulsoras del uso de antimicrobianos.

Se estima que cada año se producen 400 millones de infecciones urinarias (IU) en todo el mundo, con más de 200.000 muertes asociadas, lo que las convierte en una de las enfermedades bacterianas más comunes y una de las principales impulsoras del uso de antimicrobianos. Las IU afectan de forma desproporcionada a las mujeres, de las cuales hasta el 60% experimentan al menos una IU a lo largo de su vida. Tradicionalmente, una IU se define por signos y síntomas clínicos como frecuencia urinaria, urgencia urinaria, dolor pélvico o abdominal bajo, piuria o incontinencia urinaria, a menudo en combinación con la identificación del patógeno responsable mediante urocultivo. Este enfoque sintomático para las IU puede carecer de sensibilidad o especificidad en ciertas poblaciones, como las personas muy jóvenes y mayores, o las personas con sondaje crónico o con anomalías urológicas o neurológicas. Para estos pacientes, los signos y síntomas pueden ser ambiguos (1).

En este contexto complejo, los diagnósticos por cultivo tradicionales, junto con el análisis de orina, representan elementos básicos de la atención. Al mismo tiempo, existe una creciente demanda de diagnósticos de IU que aprovechen las nuevas tecnologías para obtener resultados más sensibles, específicos y rápidos. A pesar del tiempo que demanda la identificación de especies y las pruebas de sensibilidad a los antimicrobianos, éstas son esenciales para lograr una terapia dirigida. Se han desarrollando varias plataformas para el diagnóstico rápido de IU, las que no demostraron tener costo-beneficio en la mayoría de los casos debido a que la coloración de Gram obtenida de forma inmediata y un cultivo positivo o negativo a las 24-48 horas brindan mayor información que muchos de estos sistemas. Sin embargo, la genómica y la proteómica pueden ser aprovechadas con ventajas en tiempo y costo operativo. El impacto clínico final de estas herramientas dependerá del método, la interpretación, el costo y la población analizada (1).

Cultivo de orina como estándar de atención

Desde una perspectiva microbiana, cada especie uropatógena puede presentar su propia dinámica de infección, por lo que emplear umbrales universales para todas las especies para definir la infección (p. ej., ≥105 UFC/mL) es una simplificación excesiva que ya fue puesta en duda a principios de los 80. Algunos pacientes pueden experimentar infecciones sintomáticas con recuentos bacterianos de hasta 102 UFC/mL. Estos niveles no solo pueden estar por debajo del límite de detección de un inóculo estándar de 1 o 5 µL, sino que se superponen con posibles niveles de contaminación. Desafortunadamente el laboratorio no puede controlar directamente la calidad variable de la muestra, y un cultivo tradicional no puede diferenciar el proceso patológico activo de una IU de la colonización o bacteriuria asintomática, más aún en pacientes con uropatías complejas en los que urocultivos polimicrobianos o el aislamiento de patógenos inusuales de las vías urinarias pueden ser significativos.

Diagnóstico de la infección urinaria en la era del microbioma

Se ha formado la idea de que la orina es fisiológicamente estéril, ya que un resultado de urocultivo negativo asume la ausencia de bacterias en una vejiga sana. El reciente reconocimiento del urobioma humano ha revertido esta suposición. Al aplicar condiciones de cultivo extendidas a la orina (incluyendo inóculos más grandes, atmósferas microaeróbicas o anaeróbicas, medios adicionales y tiempos de incubación más prolongados), los urocultivos con frecuencia revelan comensales más exigentes que de otra manera pasan desapercibidos para el diagnóstico. Estas poblaciones microbianas pueden identificarse desde el cultivo primario mediante espectrometría de masas (MALDI-TOF MS). Estos uropatógenos atípicos incluyen Aerococcus urinae, Actinotignum schaalii, Corynebacterium urealyticum, Gardnerella vaginalis y otros.

Al aplicar técnicas metagenómicas a la práctica habitual se han identificado también diversos comensales no patógenos, lo que complica enormemente la notificación y la interpretación caso por caso. Desde la perspectiva del urobioma, un nivel bajo de bacteriuria asintomática debería considerarse un hallazgo fisiológico en lugar de un fenómeno atípico. Para complicar aún más las cosas, muchas de las especies que ahora se consideran uropatógenos emergentes pueden detectarse tanto en sujetos con o sin síntomas de IU.

Han surgido importantes líneas de investigación en torno al urobioma humano, incluyendo cómo su estructura poblacional difiere entre individuos, evoluciona con el tiempo e impacta sobre otras afecciones urológicas. En este sentido, la presencia o abundancia de ciertas especies puede estar asociada de forma variable con la sintomatología clínica, modificada por factores del hospedador y otros comensales. Esta visión del "patobioma" del tracto urinario es mucho más matizada que la relación binaria tradicional entre organismo y enfermedad (es decir, presencia = infección, ausencia = salud). Si bien se han propuesto métodos estandarizados para la caracterización del urobioma, estas técnicas solo se aplican con fines de investigación. Al igual que con otras áreas del microbioma, aún quedan preguntas pendientes sobre cómo aprovechar los datos del urobioma de una manera basada en la evidencia y en el contexto de la atención personalizada (1).

Nuevas tecnologías en el proceso de diagnóstico

Se están desarrollando más de 30 productos directos de la muestra para la detección de bacteriuria, pruebas de amplificación de ácidos nucleicos multiplex, pruebas de secuenciación de próxima generación (NGS) y nuevos enfoques fenotípicos de sensibilidad a los antibióticos (Tabla 1) (1).

Análisis de bacteriuria

Los métodos de screening de nueva generación incluyen inmunoensayos de flujo lateral, citometría de flujo o tecnologías de dispersión de luz para lograr estos mismos criterios de valoración, pero no superan la combinación de esterasa leucocitaria-nitritos con el sedimento urinario con el agregado de mucho mayor costo.

Métodos rápidos de identificación molecular

Se están desarrollando múltiples ensayos basados en los ya consolidados paneles sindrómicos disponibles para indicaciones como neumonía, sepsis y gastroenteritis. La mayoría de las tecnologías en desarrollo aplican PCR multiplex en tiempo real. La diversidad de bacterias que pueden producir IU y la no discriminación entre las diferentes cargas bacterianas son obstáculos importantes para que estos métodos puedan tener valor diagnóstico.

Métodos de secuenciación de nueva generación

Varias empresas están desarrollando métodos de NGS para la evaluación de microorganismos en orina y otras muestras. La mayoría de estos métodos se ofrecen únicamente como modelos de laboratorio de referencia. Illumina (San Diego, CA) ofrece una prueba específica para orina, exclusivamente para investigación que aplica NGS para detectar 121 especies bacterianas, 3728 genes de resistencia a los antimicrobianos, 14 hongos, 4 parásitos y 35 virus en 24 horas.

Se realizó un meta-análisis reciente que evaluó estudios con diseño similar para la evaluación de tecnologías NGS en el diagnóstico de IU (2). El consenso general es que la prueba de NGS no aporta ningún beneficio adicional al cultivo en pacientes con cistitis simple, pero puede ser útil en pacientes con infecciones más complicadas o recurrentes, como la cistitis intersticial, el síndrome de vejiga hiperactiva y el síndrome de dolor vesical, donde se están obteniendo datos que indican la participación de microorganismos no cultivables mediante urocultivos estándar.

Pruebas rápidas de sensibilidad fenotípica a los antibióticos

El desarrollo de métodos fenotípicos de sensibilidad a los antibióticos más rápidos ha avanzado considerablemente en los últimos 5 años, con pruebas disponibles que realizan la determinación de concentración inhibitoria mínima (CIM) directamente desde el caldo de hemocultivo o se basan en el crecimiento de colonias, y que obtienen resultados en un plazo de 4 a 8 horas. Estas tecnologías se están investigando actualmente para muestras de orina. Los métodos abarcan desde la obtención de imágenes de células individuales, la dispersión de luz y la detección de la actividad enzimática. Cabe destacar que muchas de estas tecnologías no incluyen un método de identificación de microorganismos, sino únicamente resultados de sensibilidad a los antimicrobianos. Los estándares actuales de acreditación del Colegio Americano de Patólogos (CAAP) exigen que la sensibilidad a los antibióticos se vincule a un organismo específico en el informe final de laboratorio.

Método Principio Pros Contras
Pruebas de de screening de bacteriuria Detecta marcadores inespecíficos de la presencia de bacterias a través de la dispersión de la luz Alto valor predictivo negativo para el urocultivo Bajo valor predictivo positivo para IU
Puede usarse para la identificación directa desde el urocultivo con MALDI-TOF No revela la identidad del patógeno
Identificación molecular rápida PCR multiplex Resultados rápidos Los paneles tienen un número limitado de secuencias blanco
Algunos paneles incluyen genes de resistencia a los antibióticos Límite de detección variable entre los distintos equipos
Mejor detección de bacterias exigentes No diferencia entre microbiota urinaria y uropatógenos
Secuenciación de próxima generación Secuenciación. Detecta todas las bacterias presentes Beneficioso para pacientes con IU complicada o recurrente Alta probabilidad de falsos positivos
Puede detectar microorganismos no cultivables No es útil en IU no complicadas
Algunos ensayos incluyen genes de resistencia a los antibióticos La mayoría se ofrecen para laboratorios de referencia
Pruebas rápidas fenotípicas de sensibilidad Miden el crecimiento en presencia de antibióticos Evaluación rápida de la sensibilidad a los antibióticos No revelan la identidad del patógeno
Innovación metodológica: imágenes de células individuales, dispersión de luz, actividad enzimática Variabilidad entre distintos equipos

TABLA 1. Nuevas tecnologías para el diagnóstico de las infecciones urinarias

Referencias bibliográficas