Innovation Platform habló con Saba Anwar, investigador principal de la Agencia Reguladora de Medicamentos y Productos Sanitarios (MHRA), sobre un estudio piloto con Barts Health National Health Service (NHS) Trust que utilizó tecnología de secuenciación de ADN para reducir los tiempos de diagnóstico de infecciones bacterianas.
La reciente colaboración entre la MHRA y el NHS representa un avance importante en el manejo de enfermedades infecciosas en el Reino Unido. Al aprovechar la innovadora tecnología de secuenciación de ADN, hemos reducido el tiempo para diagnosticar infecciones bacterianas de semanas a solo 48 horas. Esta rápida capacidad de diagnóstico mejora la evaluación clínica y permite iniciar más rápidamente una terapia antimicrobiana óptima. A través del estudio piloto, la MHRA apoyó a Barts Health NHS Trust proporcionando materiales de referencia altamente caracterizados que la OMS ha establecido como reactivos estándar internacionales. Al utilizarlos, Barts Health NHS Trust ha demostrado el potencial y la idoneidad de esta tecnología para una adopción generalizada en todo el NHS, respaldada por estos reactivos de referencia. Esto ayudará a abordar el problema urgente de la resistencia a los antimicrobianos, que causa alrededor de 1 millón de muertes cada año en todo el mundo.
Innovation Platform habló con Saba Anwar, investigador senior de investigación y desarrollo de MHRA, sobre la tecnología, los resultados del estudio piloto y el camino hacia la estandarización de la tecnología de diagnóstico de secuenciación de ADN dentro del NHS, exponiendo su impacto potencial en el futuro del diagnóstico clínico.
¿Puede brindarnos una breve descripción de la tecnología de diagnóstico de secuencias de ADN desarrollada en colaboración con Barts Health NHS Trust y la investigación realizada? ¿Qué impacto se encontró en el estudio piloto?
Un desafío importante en el tratamiento clínico de pacientes ya tratados con antibióticos es la monitorización continua de las bacterias presentes en muestras con «cultivo negativo». Barts NHS Health Trust quería introducir un servicio de diagnóstico para analizar estas muestras con cultivos negativos. El objetivo era aplicar la tecnología Oxford Nanopore para caracterizar secuencias del gen 16S RNA para detectar e identificar patógenos bacterianos sin ambigüedades. Además, este método tiene el potencial de realizarse de forma rápida y directa en los laboratorios de los hospitales, permitiendo un diagnóstico en tiempo real cerca del paciente.
El estudio piloto se llevó a cabo en Barts Health NHS Trust e implicó una estrecha colaboración con científicos del Laboratorio Nacional de Mediciones del Laboratorio Químico del Gobierno (LGC-NML) y mi equipo en el Campus de Ciencias de la Agencia Reguladora de Medicamentos y Productos Sanitarios. Hemos desarrollado los reactivos de referencia de células enteras y ADN del microbioma intestinal de la OMS. Estos se utilizaron para validar cada paso del flujo de trabajo de secuenciación, lo que permitió un diagnóstico más rápido y preciso de infecciones graves y permitió a los médicos ajustar el tratamiento con antibióticos antes y reemplazar los antibióticos de amplio espectro con tratamientos más efectivos. También identificamos patógenos en casos con cultivos negativos que no habrían sido detectados por otros métodos. Esta es información clínica importante que orienta una atención clínica más eficaz.
Este estudio demostró que la secuenciación de nanoporos, desarrollada por Barts con el apoyo de MHRA y LGC-NML, puede establecerse e implantarse con éxito en los laboratorios hospitalarios del NHS, lo que permite una adopción generalizada en todo el NHS.
Según su experiencia a través de esta investigación y estudios de casos anteriores, ¿cuáles son las principales ventajas de la tecnología del ADN en comparación con los métodos de diagnóstico tradicionales?
La secuenciación directa de ADN ofrece varias ventajas sobre las pruebas de diagnóstico tradicionales/existentes en términos de velocidad, precisión y capacidad para detectar patógenos que a menudo pasan desapercibidos con los enfoques tradicionales basados en cultivos. La secuenciación proporciona resultados en 48 horas, en comparación con los siete días habituales que se necesitan para identificar infecciones bacterianas por cultivo, o semanas para microorganismos de crecimiento lento. En enfermedades potencialmente mortales como la sepsis y la meningitis, un tratamiento temprano y preciso puede salvar vidas, por lo que obtener resultados rápidamente es fundamental.
La secuenciación identifica patógenos con mayor precisión, lo que permite a los médicos optimizar los planes de tratamiento más rápidamente, reducir el uso de antibióticos de amplio espectro y mejorar la administración de antimicrobianos. Es importante destacar que los métodos de diagnóstico basados en secuenciación directa pueden proporcionar un diagnóstico incluso cuando las muestras clínicas no se pueden cultivar por motivos como un tratamiento antibiótico previo, recuentos bacterianos bajos o crecimiento microbiano lento.
Los laboratorios del Campus de Ciencias de la MHRA no realizan diagnósticos clínicos. Una de nuestras funciones es desarrollar estándares físicos sólidos que garanticen diagnósticos complejos, como la secuenciación, y facilitar su adopción y uso por parte de laboratorios clínicos como el NHS para respaldar diagnósticos clínicos complejos, como la secuenciación de ADN.
¿Puede comentarnos los pasos que está tomando la MHRA para estandarizar la tecnología de secuenciación de ADN dentro del NHS? ¿Qué avances se han logrado en este sentido desde que se publicó el estudio?
La investigación actual en el Campus de Ciencias de la MHRA se basa en una historia de 100 años de desarrollo de estándares físicos y materiales de referencia para armonizar mediciones en ensayos complejos. Cuando se trata de diagnóstico clínico, trabajamos estrechamente con múltiples partes interesadas, incluido el NHS, para garantizar que las pruebas que se basan en nuevas tecnologías, como la secuenciación directa de ácidos nucleicos amplificados, proporcionen resultados reproducibles, comparables y precisos. Lo logramos aplicando los principios de estandarización biológica desarrollados por primera vez por Sir Henry Dale hace 100 años. Se trata de la preparación de materiales muy bien caracterizados que deben procesarse simultáneamente con muestras clínicas. Al compararlos con estos materiales de referencia, se puede establecer el rendimiento de cada ejecución del ensayo y se puede evaluar la calidad y cantidad de los datos resultantes. Estos materiales no son prescriptivos en términos de métodos y contribuyen a la estandarización de técnicas, como los nuevos métodos de secuenciación aplicados en Barts NHS Trust. La incorporación de datos generados por múltiples laboratorios permite la toma de decisiones basada en datos para determinar qué enfoque es el más apropiado para garantizar la reproducibilidad, la comparabilidad y, en última instancia, resultados clínicos confiables. En última instancia, el uso de estos estándares respalda mejores resultados clínicos para los pacientes.
¿Qué desafíos prevé en este proceso y cuál es el cronograma para su implementación en más hospitales?
Uno de los principales desafíos es la variabilidad actual en los resultados de la secuenciación de próxima generación (NGS) entre diferentes laboratorios. Sin un marco coherente, las diferencias en la preparación de muestras, las plataformas de secuenciación, los procesos bioinformáticos y los criterios de interpretación pueden generar resultados inconsistentes. Para abordar esto es esencial contar con normas apropiadas. La aplicación de estándares sólidos y ampliamente adoptados garantiza que los resultados sean comparables entre instituciones. Esto es fundamental si se quieren implementar diagnósticos basados en secuencias de forma segura y confiable dentro del NHS. Establecer y aplicar estándares apropiados es un paso clave para permitir una adopción más amplia en todo el NHS.
También se espera que esta tecnología aborde la resistencia a los antimicrobianos. ¿Puede resumir cómo la tecnología de secuenciación de ADN puede ayudar a combatir la resistencia a los antimicrobianos y prevenir infecciones nosocomiales? Después de un estudio piloto sobre este tema en noviembre de 2024, ¿qué avances se han logrado en la implementación y regulación de esta tecnología para aplicaciones AMR?
La secuenciación directa de ADN se está convirtiendo rápidamente en una herramienta importante en la lucha contra la resistencia a los antimicrobianos. Proporciona un nivel de velocidad y precisión de datos que no es posible con los métodos existentes basados en la cultura. El análisis del ADN bacteriano amplificado directamente de muestras de pacientes permite identificar con precisión el microorganismo que causa la infección, cómo este microorganismo está relacionado genéticamente con microorganismos recuperados de otros pacientes con los mismos síntomas y si porta genes que aumentan la resistencia a posibles fármacos (genes AMR). Toda esta información permitirá a los médicos seleccionar más rápidamente el tratamiento más adecuado y evitar el uso de antibióticos de amplio espectro que provocan resistencia. Esto no sólo protege a los pacientes de efectos secundarios evitables, sino que también contribuye a mejorar los resultados clínicos a largo plazo al retrasar el desarrollo de resistencia.
Definir los genes de RAM presentes en las bacterias detectadas tiene valor clínico, incluso cuando las bacterias están presentes en cantidades bajas o son difíciles de cultivar. Porque la secuenciación puede identificar marcadores de resistencia que pueden guiar tratamientos más precisos. Esto proporciona a los médicos información útil y ayuda a los pacientes a recibir el tratamiento más eficaz.
La secuenciación también proporciona a los hospitales una potente herramienta de seguimiento. Al comparar genes de RAM en diferentes pacientes, el equipo puede identificar la ruta de infección e intervenir tempranamente para controlar las infecciones nosocomiales.
Para apoyar y fortalecer los esfuerzos contra la RAM, el Campus de Ciencias de la MHRA está desarrollando reactivos de referencia candidatos para la detección de genes de RAM. Estos reactivos están destinados a establecer la precisión de las herramientas de detección de genes AMR, definir resistomas dentro de las muestras y armonizar los métodos de secuenciación de ADN y los procesos analíticos.
Este artículo también se publicará en el número 26 de la revista trimestral.
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