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DNA sin células: El futuro de la No-Cultura basó la microbiología

Un artículo de la perspectiva publicado en química clínica ha discutido la posibilidad de usar la DNA microbiana (cf) sin células de circulación en microbiología de la cultura-independiente. Este papel revisa específicamente la prueba de Karius para descubrir patógeno que tiene un régimen más rápido que la prueba convencional.

Prueba de KariusHaber de imagen: foto/Shutterstock.com de la ciencia

¿Cuál es la prueba de Karius?

La prueba de Karius es un análisis de sangre esa DNA sin células microbiana de las series. Ofrece un rendimiento diagnóstico más alto y un rato más rápido las pruebas convencionales en relación con para diagnosticar invasividad desconocida.

Metagenomics: el futuro de la caracterización microbiana

Metagenomic representa la dirección futura para la epidemiología y los estudios humanos del microbiome. Específicamente, la secuencia metagenomic de la siguiente-generación (mNGS) es esencial en la identificación del patógeno causal, que sigue siendo un reto en la fijación clínica.

En otras fijaciones, la DNA sin células del plasma (cfDNA) que ordenaba se ha utilizado para los diagnósticos prenatales de la investigación así como del cáncer.

Al ejecutar el mNGS del cfDNA del plasma, los estudios han determinado las series microbianas de la DNA no-atribuibles a los organismos del contaminante. Éstos se creen para representar componentes del microbiome humano. El trabajo adicional reveló el material genético viral desacostumbrado (virome) y las nuevas bacterias >1000.

Esto demostró que el mNGS del cfDNA del plasma puede caracterizar la DNA de microbios en la circulación sanguínea de los organismos que residen en tejido circundante. Esto representa medios de diagnosticar enfermedad infecciosa según lo descrito por la prueba de Karius (microbiología de la naturaleza).

Siguiente-generación que ordena la prueba usando libre-DNA de la célula

El flujo de trabajo de la prueba de Karius se puede resumir como la separación del plasma, la extracción del cfDNA, la preparación de la muestra y de la biblioteca, los base-pares que ordenan, la comparación microbiana de la base de datos de la serie, y denunciar. Este análisis tiene el potencial de caracterizar 1250 patógeno (cuantificados como las moléculas por microlitro (MPM) y el flujo de trabajo pueden generar resultados en un marco de tiempo clínico relevante.

Evaluación de la validez analítica de la prueba de Karius

En la práctica, la prueba de Karius se ha aplicado a la prueba paciente para la sepsia. La validación de esta prueba fue realizada con 13 organismos que fueron agregados a las muestras. Sin embargo no todos los organismos fueron representados, y la información era cuantitativa.

Este conjunto de datos limitado de la validación, así como la cuantificación hace desafiar de la interpretación de la prueba; determinado como diversas poblaciones de pacientes sesgue la índice de la DNA del microorganismo que afecta a la especificidad y a la límite-de-detección de la prueba.

Por otra parte, la prueba de Karius agrega series de mando a los especímenes para normalizar el valor de MPM. Sin embargo, hay no claro - los offs para distinguir patógeno de nonpathogens y así que la medición cuantitativa del cfDNA microbiano no son acertados. Esto previene la identificación del patógeno más relevante de una muestra.

Una entrega adicional es la incapacidad para descubrir los virus del ARN (enterovirus, virus de hepatitis, virus de la fiebre hemorrágica, y virus respiratorios). Los virus del ARN son clínico importantes, ofreciendo en condiciones tales como meningoencefalitis y sepsia así como las hojas de ruta (traveler) con enfermedades inexplicadas. La biología molecular subyacente de los patógeno se considera raramente al diferenciado diagnosticar paciencia.

La prueba de Karius en infecciones polimicrobiales

La prueba de Karius se muestra para poder descubrir un patógeno probable hacia adentro sobre el 50% de los casos pacientes. Sin embargo, muchos pacientes hicieron varios microbios determinar, y los descubiertos o los microorganismos que comprenden el microbiome humano. Éste es poco sorprendente dado el uso del cfDNA del plasma.

Una consideración importante es que las infecciones tejido-basadas son a menudo polimicrobiales, y no todos los organismos tienen la capacidad de ser determinado individualmente. Las detecciones microbianas múltiples, por lo tanto, reflejan el hecho de que las infecciones son polimicrobiales en naturaleza. Sin embargo, la incapacidad para determinar la situación de estos microbios hace interpretaciones clínicas difíciles; esto es especialmente importante en los pacientes que están a riesgo de desorganización de la mucosa de la barrera.

Determinar espectro y la duración antimicrobianos de la terapia

No es posible evitar la aplicación polymicrobes administrando los antibióticos a los pacientes antes de que se obtengan las muestras. Aunque éstos mataran las especies bacterianas no dividen, ellas pueden continuar verter el cfDNA que es descubierto por la prueba de Karius.

La prueba de Karius no revela la susceptibilidad antimicrobiana (el proceso de determinar qué terapia antimicrobiana será acertada en los pacientes que sufren de bacteriano/de la infección por hongos), sin embargo, puede seguir siendo positiva después de que las culturas se traten con los antibióticos. Esto que encuentra explica porqué los patógeno que la pulmonía comunidad-detectada causa no es confirmada por la cultura-prueba.

Típicamente, la terapia para esto considera patógeno causales. Sin embargo, la incapacidad para determinar patógeno en infecciones tejido-basadas puede dar lugar al tratamiento antibiótico prolongado del amplio-espectro que es prescrito.

Determinando un patógeno que causa pulmonía comunidad-detectada, la toma de decisión sobre la duración y el espectro de la terapia puede ser informada.

Patógeno causativos de la revelación faltados por terapias convencionales

La prueba de Karius puede determinar los patógeno probablemente que se faltarán con métodos convencionales. Éstos incluyen micobacteriológico y infecciones por hongos. Del plasma del cfDNA del mNGS socorros también en la diagnosis de infecciones invasores en los pacientes que immunocompromised, o no favorable a la prueba invasor. Estos pacientes reciben típicamente terapia antibacteriana.

Sin embargo, la decisión para comenzar terapia antihongos o antimycobacterial requiere la toma de decisión clínica que es soportada por la prueba de laboratorio que sufre de un funcionamiento subóptimo. Una evaluación completa de la necesidad de estas terapias requiere el muestreo invasor.

Determinando un patógeno, la toma de decisión clínica es informada, y el riesgo de negativa resulta del muestreo invasor y se evita la incubación extendida.

La prueba de Karius es un análisis no-cultura-basado ese mNGS del cfDNA de la oficina para la diagnosis de la enfermedad infecciosa. Otras opciones están disponibles, y los clínicos evalúan más prioridades para determinar los mejores medios del uso no-cultura-basado del análisis.

El costo de los análisis es también una consideración importante para los clínicos. La prueba de Karius cuesta típicamente sobre $2000. Cada vez más, la comercialización de estas pruebas comerciales altamente complejas a los proveedores que no poseen la experiencia del laboratorio necesaria está ocurriendo. Como tal, la evaluación de las críticas potenciales es necesaria antes de que las decisiones informadas sobre su puesta en vigor sean tomadas por los tenedores.

Hay varias evaluaciones no-cultura-basadas de microorganismos causativos de la enfermedad en pacientes. Mientras que la prueba de Karius representa un método prometedor, hay la necesidad de evaluar extensivamente todos los métodos antes de construir una aproximación sucinta a los diagnósticos de la enfermedad infecciosa, incluyendo la incorporación de los métodos del mNGS.

Fuentes

¿Peaper, despegue y Durant, TS (2020) pueden DNA microbiana sin células de circulación llevarnos en el futuro de la microbiología de la independiente de la cultura? Química clínica. doi: 10.1373/clinchem.2019.304220

Validación analítica y clínica de Blauwkamp TA y otros de una DNA sin células microbiana que ordena la prueba para la enfermedad infecciosa. Microbiología nacional. doi: 10.1038/s41564-018-0349-6

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Last Updated: Mar 10, 2020

Hidaya Aliouche

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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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