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ADN sem célula: O futuro da Não-Cultura baseou a microbiologia

Um artigo da perspectiva publicado na química clínica discutiu a possibilidade de usar o ADN microbiano (cf) sem célula de circulação na microbiologia cultura-independente. Este papel revê especificamente o teste de Karius para detectar os micróbios patogénicos que tem uma taxa mais rápida do que o teste convencional.

Teste de KariusCréditos de imagem: foto da ciência/Shutterstock.com

Que é o teste de Karius?

O teste de Karius é uma análise de sangue esse ADN sem célula microbiano das seqüências. Oferece um rendimento diagnóstico mais alto e uma estadia mais rápida testes convencionais relativos à fim diagnosticar invasiveness desconhecido.

Metagenomics: o futuro da caracterização microbiana

Metagenomic representa o sentido futuro para a epidemiologia e estudos humanos do microbiome. Especificamente, arranjar em seqüência metagenomic da próxima geração (mNGS) é essencial na identificação do micróbio patogénico causal, que permanece um desafio no ajuste clínico.

Em outros ajustes, o ADN sem célula do plasma (cfDNA) que arranja em seqüência foi usado para diagnósticos pré-natais da selecção assim como do cancro.

Ao executar o mNGS do cfDNA do plasma, os estudos identificaram as seqüências microbianas do ADN não-atribuíveis aos organismos do contaminador. Estes são acreditados para representar componentes do microbiome humano. Um trabalho mais adicional revelou o material genético viral uncharacterized (virome) e as bactérias >1000 novas.

Isto demonstrou que o mNGS do cfDNA do plasma pode caracterizar o ADN dos micróbios na circulação sanguínea dos organismos que residem em tecido circunvizinho. Isto representa meios de diagnosticar a doença infecciosa como descrita pelo teste de Karius (microbiologia da natureza).

Próxima geração que arranja em seqüência o teste usando livre-ADN da pilha

Os trabalhos do teste de Karius podem ser resumidos como a separação do plasma, a extracção do cfDNA, a preparação da amostra e da biblioteca, os base-pares que arranjam em seqüência, a comparação microbiana da base de dados da seqüência, e o relatório. Este ensaio tem o potencial caracterizar 1250 micróbios patogénicos (determinados como as moléculas pelo microlitro (MPM) e os trabalhos podem gerar resultados em um prazo clìnica relevante.

Avaliando a validez analítica do teste de Karius

Na prática, o teste de Karius foi aplicado ao teste paciente para a sepsia. A validação deste teste foi executada com os 13 organismos que foram adicionados às amostras. Contudo não todos os organismos foram representados, e o relatório era quantitativo.

Esta série de dados limitada da validação, junto com a quantificação faz o desafio da interpretação do teste; particularmente como populações pacientes diferentes enviese a relação do ADN do micro-organismo que afecta a especificidade e a limite--detecção do teste.

Além disso, o teste de Karius adiciona seqüências de controle aos espécimes para normalizar o valor de MPM. Contudo, há - corte - uns offs não claros para diferenciar os micróbios patogénicos dos nonpathogens e assim que a medida quantitativa do cfDNA microbiano não é bem sucedida. Isto impede a identificação do micróbio patogénico o mais relevante em uma amostra.

Uma edição adicional é a incapacidade detectar vírus do RNA (enterovírus, vírus de hepatite, vírus da febre hemorrágica, e vírus respiratórios). Os vírus do RNA são clìnica importantes, caracterizando nas condições tais como a meningo-encefalite e a sepsia assim como os viajantes com doenças inexplicados. A biologia molecular subjacente dos micróbios patogénicos é considerada raramente ao diferencial diagnosticar a paciência.

O teste de Karius em infecções polimicróbicas

O teste de Karius é mostrado para poder detectar um micróbio patogénico provável dentro sobre 50% dos casos pacientes. Contudo, muitos pacientes tiveram diversos micróbios identificados, e aqueles detectados ou micro-organismos que compreendem o microbiome humano. Este é sem surpresa dado o uso do cfDNA do plasma.

Uma consideração importante é que as infecções tecido-baseadas são frequentemente polimicróbicas, e não todos os organismos têm a capacidade ser identificado individualmente. As detecções microbianas múltiplas, reflectem conseqüentemente o facto de que as infecções são polimicróbicas na natureza. Contudo, a incapacidade determinar o lugar destes micróbios faz interpretações clínicas difíceis; isto é especialmente importante nos pacientes que são em risco do rompimento mucosa da barreira.

Identificando o espectro e a duração antimicrobiais da terapia

Não é possível contornar a introdução dos polymicrobes administrando antibióticos aos pacientes antes que as amostras estejam obtidas. Embora estes matassem as espécies bacterianas não se dividem, elas podem continuar a derramar o cfDNA que é detectado pelo teste de Karius.

O teste de Karius não revela a susceptibilidade antimicrobial (o processo de determinar que terapia antimicrobial será bem sucedida nos pacientes que sofrem infecção bacteriana/fungosa), contudo, pode permanecer positivo depois que as culturas são tratadas com os antibióticos. Isto que encontra explica porque os micróbios patogénicos que a pneumonia comunidade-adquirida causa não está confirmada pelo cultura-teste.

Tipicamente, a terapia para esta considera os micróbios patogénicos causais. Contudo, a incapacidade identificar os micróbios patogénicos em infecções tecido-baseadas pode conduzir ao tratamento antibiótico prolongado do largo-espectro que está sendo prescrito.

Identificando um micróbio patogénico que causa a pneumonia comunidade-adquirida, a tomada de decisão sobre a duração e o espectro da terapia pode ser informado.

Micróbios patogénicos causais da revelacão faltados por terapias convencionais

O teste de Karius pode identificar os micróbios patogénicos provavelmente a ser faltados com métodos convencionais. Estes incluem infecções mycobacterial e fungosas. Do plasma do cfDNA do mNGS auxílios igualmente no diagnóstico de infecções invasoras nos pacientes que immunocompromised, ou nao favorável ao teste invasor. Estes pacientes recebem tipicamente a terapia anti-bacteriana.

Contudo, a decisão para começar a terapia antifungosa ou antimycobacterial exige a tomada de decisão clínica que é apoiada pelo teste de laboratório que sofre de um desempenho secundário-óptimo. Uma avaliação completa da necessidade para estas terapias exige a amostra invasora.

Identificando um micróbio patogénico, a tomada de decisão clínica é informado, e o risco de negativo resulta da amostra invasora e a incubação prolongada é evitada.

O teste de Karius é um ensaio não-cultura-baseado esse mNGS do cfDNA do escritório para o diagnóstico da doença infecciosa. Outras escolhas estão disponíveis, e os clínicos avaliam mais prioridades para determinar os melhores meios do uso não-cultura-baseado do ensaio.

O custo dos ensaios é igualmente uma consideração importante para clínicos. O teste de Karius custa tipicamente sobre $2000. Cada vez mais, o mercado destes testes comerciais altamente complexos aos fornecedores que não possuem a experiência do laboratório necessária está ocorrendo. Como tal, a avaliação da desaprovação potencial é necessária antes que as resoluções informado sobre sua aplicação estejam feitas por partes interessadas.

Há diversas avaliações não-cultura-baseadas de micro-organismos causais da doença nos pacientes. Quando o teste de Karius representar um método prometedor, há a necessidade de avaliar extensivamente todos os métodos antes de construir uma aproximação concisa aos diagnósticos da doença infecciosa, incluindo a incorporação de métodos do mNGS.

Fontes

Peaper, o descolamento & Durant, TS (2020) podem ADN microbiano sem célula de circulação levar-nos no futuro da microbiologia do independente da cultura? Química clínica. doi: 10.1373/clinchem.2019.304220

Validação analítica e clínica de Blauwkamp Ta e outros de um ADN sem célula microbiano que arranja em seqüência o teste para a doença infecciosa. Microbiol Nat. doi: 10.1038/s41564-018-0349-6

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Last Updated: Mar 10, 2020

Hidaya Aliouche

Written by

Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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