En el caso de la septicemia, la bacteria en la sangre debe identificarse lo más rápido posible para poder iniciar un tratamiento que salve la vida. Los investigadores de Empa ahora han desarrollado «sensores de sepsis» con nanopartículas magnéticas que detectan patógenos bacterianos en poco tiempo e identifican candidatos adecuados para el tratamiento con antibióticos.
Para Qun Ren, cada minuto cuenta. La investigadora Empa y su equipo están desarrollando actualmente un procedimiento de diagnóstico que puede detectar rápidamente la sepsis potencialmente mortal causada por la bacteria estafilococo. Esto se debe a que la sepsis estreptocócica es fatal en hasta el 40 por ciento de los casos. La infección por esferoides puede haber comenzado como una enfermedad local de la piel o neumonía. Una vez que el estafilococo ingresa al torrente sanguíneo durante la sepsis, pueden surgir complicaciones graves. En tales casos, el patógeno debe identificarse lo antes posible y seleccionarse los antibióticos apropiados para el tratamiento. Esto es particularmente importante para las posibilidades de supervivencia de los afectados, como estafilococo aureus Las cepas pueden ser insensibles a diferentes antibióticos (ver cuadro). «Si las bacterias en una muestra de sangre tuvieran que ser cultivadas para hacer un diagnóstico, se perdería un tiempo valioso», explica Kun Ren, líder de grupo del Laboratorio Empa Biointerfaces en St. Gallen. Entonces, Qun Ren y su compañero de equipo Fei Pan buscaron con investigadores de ETH Zurich una forma de evitar el largo paso intermedio.
Él caza de la sangre
El equipo desarrolló un método utilizando nanopartículas magnéticas que pueden unirse al estafilococo. Por lo tanto, las bacterias pueden detectarse con precisión mediante un campo magnético. En el siguiente paso, la sensibilidad a los antibióticos se analiza mediante el método de quimioluminiscencia. Si hay bacterias resistentes en el tubo de ensayo, la muestra emite luz. Por otro lado, si los gérmenes mueren con antibióticos, el recipiente de reacción permanece oscuro.
En general, la prueba de sepsis toma alrededor de tres horas, en comparación con varios días en el cultivo convencional de cultivos bacterianos”.
en prohibición
Resplandor peligroso
Otro desagradable representante del reino bacteriano es Pseudomonas aeruginosa. Estas bacterias en forma de bastón pueden causar diversas enfermedades, incluidas infecciones del tracto urinario, por ejemplo, a través de un cateterismo urinario durante una estadía en el hospital. Esta infección puede progresar posteriormente a sepsis. Estos patógenos también suelen ser resistentes a una serie de antibióticos.
Aquí es donde entra en juego otra ventaja de las nanopartículas magnéticas: el método se puede personalizar para muchos tipos diferentes de bacterias, de forma similar a un sistema modular. De esta forma, los investigadores de Empa pudieron desarrollar rápidamente un «sensor de sepsis» basado en nanopartículas magnéticas. En muestras que contenían orina sintética, el método identificó de forma fiable las especies bacterianas y determinó la resistencia potencial a los antibióticos mediante una reacción de quimioluminiscencia.
Hasta ahora, los investigadores han evaluado su matriz de nanopartículas magnéticas para la sepsis y las infecciones del tracto urinario utilizando muestras de laboratorio. «En el próximo paso, nos gustaría validar las pruebas de sepsis con nuestros socios clínicos mediante la evaluación de muestras de pacientes», dice Kun Ren.
Recuadro: La crisis mundial de los antibióticos
En todo el mundo, la disminución de la eficacia de los antibióticos mata a más de un millón de personas cada año. Por ejemplo, algunos estafilococos ya no se pueden controlar con antibióticos comunes porque han desarrollado resistencia. La proporción de patógenos multirresistentes es particularmente preocupante. La resistencia global a los antibióticos de los patógenos ya se describe como una «pandemia silenciosa». Dependiendo del país, por ejemplo, en Europa más del 30% (Portugal, Italia) y alrededor del 1% (Escandinavia) de los estafilococos son resistentes a una amplia gama de antibióticos. En Suiza, la cifra es actualmente del 4,7%, según las estadísticas de 2021 de la Oficina Federal de Seguridad Alimentaria y Veterinaria (FSVO). bacterias Pseudomonas aeruginosa También es resistente a muchos antibióticos y puede provocar neumonía grave, infecciones del tracto urinario y sepsis. Por lo tanto, al diagnosticar infecciones, la velocidad y la precisión en la identificación de gérmenes pueden ser fundamentales para la supervivencia de las personas infectadas.
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