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Prueba de sensibilidad al antibiótico A como sustituto del antibiótico B

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Estoy leyendo el Manual para la implementación temprana del Sistema mundial de vigilancia de la resistencia a los antimicrobianos (GLASS) de la OMS. mencionó algunas de las combinaciones de drogas e insectos que se pondrán bajo vigilancia en la página 8 del siguiente enlace. He capturado la pantalla de la página siguiente y tengo algunas preguntas.

http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/188783/1/9789241549400_eng.pdf

Para S. aureus, La cefoxitina se selecciona para la vigilancia, pero los comentarios mencionaron que la cefoxitina es un sustituto para evaluar la susceptibilidad a la oxacilina (meticilina, nafcilina). sé S. aureus mostrar resistencia a la meticilina es MRSA, pero ¿por qué probar la cefoxitina pero no la meticilina directamente?

La misma pregunta vale para S. pneumoniae para la oxacilina como sustituto para probar la susceptibilidad reducida o la resistencia a la penicilina. ¿Por qué no probar directamente la penicilina?

Lamento no ser microbiólogo, solo un analista de datos que trabaja recientemente en datos microbiológicos, espero no estar preguntando algo demasiado estúpido.

¡Gracias!


Esta no es una respuesta adecuada como tal y se basa en una "suposición fundamentada", pero era demasiado larga para un comentario.

Sin embargo, encontré este artículo. Como era de esperar, uno de los principales impulsores del uso de antibióticos sustitutos se debe a la disponibilidad y el costo. Algunos antibióticos, aunque se conocen, pueden no producirse comercialmente a escala o no estar lo suficientemente difundidos para que los utilicen las instalaciones de prueba de todo el mundo. En consecuencia, la OMS puede mantener una lista de antibióticos con modos de acción complementarios de "intercomunicación", de modo que se pueda probar un mecanismo de resistencia sin necesidad de un antibiótico específico.

Otra razón para usar un sustituto podría ser evitar algo de esta conversación cruzada. Es decir, si desea conocer la eficacia de (digamos) imipenem, y sabe que el imipenem y el meropenem tienen el mismo modo de acción, pero quizás la bacteria tiene una segunda vía de resistencia que es específica para el imipenem, podría usar meropenem como sustituto. , sabiendo que no será degradado / eliminado por la vía 2, y aún puede probar el modo de acción. *

* (Este es un ejemplo artificial, no tengo idea de si alguna vez usaría esos 2 antibióticos de esta manera).

Sin embargo, parece que, a partir de la lectura en línea, los verdaderos impulsores para usar las pruebas sustitutas son puramente una medida provisional debido a la enorme fase de retraso entre el descubrimiento de nuevos medicamentos, las pruebas, la ampliación, la aprobación administrativa y luego la disponibilidad general del mercado.


¿Qué significa zona de inhibición y cómo medirla?

La zona de inhibición se encuentra con la ayuda del método de difusión por disco. Esta publicación de BiologyWise te brinda la definición e información sobre diferentes parámetros que pueden afectar la zona de inhibición.

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Estadísticas de CDC

Hay más de 23.000 muertes al año debido a la resistencia a los antibióticos en Estados Unidos. Clostridium difficile ¡Las infecciones causan alrededor de 14.000 muertes cada año!

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El campo de la medicina se revolucionó cuando Paul Ehrlich usó un agente antibacteriano, la arsrfenamina, para tratar la sífilis alrededor del año 1907. En 1928, Alexander Fleming descubrió la droga maravillosa, la penicilina. Hoy en día se conocen una serie de antibióticos. Sin embargo, debido al uso indiscriminado y descuidado de antibióticos, muchas bacterias han desarrollado resistencia a la mayoría de los antibióticos disponibles.

La zona de inhibición se usa para determinar si una bacteria particular es susceptible a la acción de un agente antimicrobiano particular o no, esto puede ayudar al médico a elegir un curso de tratamiento más efectivo en relativamente menos tiempo. También se puede utilizar para determinar si el compuesto tiene actividad antimicrobiana.

Definición de zona de inhibición

La prueba de sensibilidad de un organismo a los agentes antimicrobianos generalmente se realiza mediante una prueba de difusión en agar o en disco. Los parámetros de esta prueba fueron especificados (o estandarizados) por los científicos W. M. M. Kirby y A. W. Bauer y también se conoce como prueba de antibióticos de Kirby-Bauer. En este método, los antibióticos se impregnan en un determinado tipo especial de discos de papel y se colocan sobre la superficie de agar que contiene la bacteria de nuestro interés. Esto da como resultado la difusión del agente antimicrobiano en el medio circundante.

Si la bacteria es sensible al antibiótico en particular, no se observará crecimiento. Sin embargo, a medida que el antibiótico se difunde más, su concentración se reduce. Después de cierto punto, su concentración es tan baja que ya no puede inhibir el crecimiento de la bacteria. Por lo tanto, hay un área alrededor de los discos que estará limpia contra un crecimiento denso (césped) de la bacteria que los rodea, esta zona de aclaramiento se define como la zona de inhibición.

El diámetro de la zona de inhibición determinará la eficacia del antibiótico cuanto mayor sea el diámetro, mayor será la sensibilidad de la bacteria al antibiótico. Los tamaños de las zonas se comparan con una tabla estandarizada para determinar si la bacteria es sensible, resistente o muestra una sensibilidad intermedia a ese antibiótico.

Cómo encontrar la zona de inhibición

Para encontrar la zona de inhibición se sigue el método de difusión por disco.

● En este método, el cultivo puro de la bacteria se frota en una placa de agar Mueller-Hinton estéril.

● Luego se coloca sobre él un disco impregnado con el antibiótico a analizar. El antibiótico comienza a difundirse en el medio tan pronto como entra en contacto con la superficie del agar (utilizando fórceps o un dispensador multidisco).

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● Una vez que el disco se coloca en el medio, esta configuración se refrigera durante media hora para obtener zonas más prominentes (ya que la temperatura más baja frenará el crecimiento de la bacteria pero no afectará la difusión del antibiótico).

● Después de esto, la instalación se incuba a una temperatura óptima para el crecimiento de la bacteria durante 16-18 horas.

Cómo medir la zona de inhibición

● La zona de inhibición se mide con una regla, un par de calibradores o con la ayuda de una plantilla. Su tamaño se mide en milímetros y generalmente se redondea al milímetro más cercano. También se incluye el diámetro del disco.

● Estas mediciones se realizan a simple vista sin la ayuda de ningún instrumento. La medida del diámetro se realiza desde la parte posterior de la placa. Estas placas se sostienen sobre un fondo oscuro.

● Estas placas deben verse directamente desde arriba para minimizar los errores durante la medición.

● En el caso de organismos que muestren movilidad en enjambre, ignore el velo de los organismos que podrían enjambrar en la zona de inhibición.

● En caso de que no haya una zona de inhibición alrededor del disco, considere la zona de inhibición cero.

● En agar sangre, la zona de inhibición se mide desde la superficie superior del agar y se realiza retirando la tapa de la placa de Petri.


La determinación de la sensibilidad microbiana.

Una tarea importante de la microbiología médica es la prueba fenotípica in vitro de sustancias antimicrobianas para determinar su eficacia contra organismos infecciosos. Se han desarrollado una variedad de pruebas para este propósito. Así, por ejemplo, la actividad bactericida de los antibióticos puede describirse mediante la investigación de la cinética bactericida o mediante la determinación de la concentración bactericida mínima de un antibiótico particular contra una cepa bacteriana particular (3, 4). Generalmente, estas pruebas proporcionan una caracterización básica de las interacciones entre la sustancia y el microorganismo.

Los datos sobre la concentración mínima inhibitoria (CMI) de varios antibióticos utilizados contra el organismo detectado generalmente son suficientes para evaluar las opciones terapéuticas. La CMI se define como la concentración mínima de un antibiótico que apenas puede prevenir el crecimiento adicional del organismo infeccioso in vitro. Las técnicas de prueba deben estandarizarse para que los resultados de la prueba sean reproducibles, porque parámetros como el medio de cultivo, el tamaño del inóculo de microorganismos y la temperatura y duración de incubación pueden influir en el resultado (5). En Alemania, el subcomité de métodos de prueba quimioterapéuticos del Comité de Normas Médicas (Normenausschuss Medizin, NAMed), una sección del Instituto Alemán de Normalización (Deutsches Institut f & # x000fcr Normung, DIN), se ha dedicado a esta tarea durante más de 40 años. años. No obstante, también se utilizan otros métodos estandarizados en Alemania, a saber, los del Instituto de Ciencias de Laboratorio Clínico (CLSI) de los Estados Unidos, anteriormente conocido como el Comité Nacional de Estándares de Laboratorio Clínico (NCCLS). En los últimos 3 años, y por iniciativa de la DIN, se ha elaborado y aprobado una norma por la Organización Internacional de Normalización (ISO 20776-1) (6) que ahora se considera válida en todo el mundo. Se ha elegido la dilución de microbouillon como método de referencia para la determinación de la CMI (tabla 1). También se ha aprobado otra norma ISO relativa a los criterios de calidad para los procedimientos de prueba derivados (ISO 20776-2) (7). Esta norma era necesaria porque a menudo se realizan otras pruebas automatizadas y simplificadas en lugar de determinaciones de CMI, especialmente por razones de costo.

Tabla 1

mg / Lmg / Lmg / Lmg / Lmg / Lmg / Lmg / Lmg / L
Ampicilina0.250.512481632
Ampicilina / sulbactam0.250.512481632
Piperacilina / tazobactam0.5/21248163264
Cefuroxima0.1250.250.5124816
Cefotaxima0.1250.250.5124816
Imipenem0.1250.250.5124816
Gentamicina0.1250.250.5124816
Doxiciclina0.1250.250.51248GC
Cotrimoxazol1248163264128
Ciprofloxacina0.030.060.1250.250.5124
Levofloxacina0.030.060.1250.250.5124
Moxifloxacino0.030.060.1250.250.5124

Los antibióticos y concentraciones indicados son los que se suelen seleccionar. Los resultados para una cepa de E. coli analizada en particular se indican con un resaltado gris.

Los valores de MIC para esta cepa y las calificaciones de sensibilidad que se les asignará en adelante por EUCAST son: ampicilina = 4 mg / L (i) ampicilina / sulbactam = 1 mg / L (i) piperacilina / tazobactam = 2 mg / L (s) cefuroxima = 4 mg / L (i) cefotaxima = 0,125 mg / L (s) imipenem = 0,5 mg / L (s) gentamicina = 0,25 mg / L (s) doxiciclina = 8 mg / L (& # x000d8) cotrimoxazol & # x0003e128 mg / L (r) ciprofloxacina & # x0003c 0,03 mg / L (s) levofloxacina & # x0003c 0,03 mg / L (s) moxifloxacina = 0.06 mg / L (s) GC, control de crecimiento & # x000d8, sin datos, porque la combinación de organismo y antibiótico no es adecuada I, intermedio s, susceptible r, resistente.

El resultado de la prueba de CMI para un antibiótico particular usado contra un organismo infeccioso particular se expresa como una concentración en mg / L. Esta información, junto con las propiedades farmacocinéticas conocidas de la sustancia, se puede utilizar para evaluar el presunto grado de eficacia terapéutica del fármaco. En casos individuales, se pueden tener en cuenta características especiales adicionales del paciente. Sin embargo, esto requiere el conocimiento de la farmacocinética relevante. Con el propósito de simplificar, se ha introducido un esquema de evaluación estandarizado basado en umbrales en el cual el grado de efectividad del fármaco se caracteriza como "susceptible", "intermedio" o "resistente", según el valor de la CIM. Según la nueva norma ISO 20776-1, que es válida en todo el mundo, estos términos se definen de la siguiente manera:

Susceptible (s): Se dice que una cepa bacteriana es susceptible a un antibiótico dado cuando es inhibida in vitro por una concentración de este fármaco que se asocia con una alta probabilidad de éxito terapéutico.

Intermedio (i): Se dice que la sensibilidad de una cepa bacteriana a un antibiótico dado es intermedia cuando es inhibida in vitro por una concentración de este fármaco que se asocia con un efecto terapéutico incierto.

Resistente (r): Se dice que una cepa bacteriana es resistente a un antibiótico dado cuando es inhibida in vitro por una concentración de este fármaco que se asocia con una alta probabilidad de fracaso terapéutico.

Una variedad de circunstancias puede requerir un ajuste de los valores críticos, por ejemplo, cambios en la dosis habitual del fármaco o la aparición de nuevos mecanismos de resistencia. La clasificación "intermedio" significa que el organismo puede eliminarse en compartimentos corporales a los que el fármaco puede acceder fácilmente, por ejemplo, el tracto urinario, mientras que el mismo antibiótico puede no ser lo suficientemente eficaz contra el mismo organismo si se encuentra en otros sitios. , por ejemplo, las meninges. Si se han de utilizar fármacos que se han encontrado que poseen sólo una eficacia intermedia contra un organismo infeccioso, entonces dosifique. Esta categoría también sirve como una "zona de amortiguación" para evitar la interpretación fluctuante de los resultados de las pruebas como susceptibles en algunos momentos y resistentes en otros simplemente debido a variaciones aleatorias menores en las condiciones de las pruebas.


Métodos

Diseño del estudio

Se realizó una revisión retrospectiva de los resultados de cultivos de orina, secreción del oído, muestras de pus de las heridas y secreción ocular que se habían realizado desde 2003 & # x02013 2010 en el Laboratorio Regional de Investigación en Salud de Dessie. El sexo y la edad de los pacientes. Al igual que E. coli Los datos de cepas y susceptibilidad a los antimicrobianos se recopilaron de los registros de registro utilizando un formulario estándar de recopilación de datos.

Cultura e identificación

Los especímenes fueron recolectados de hospitales y centros de salud públicos y privados. Como muestran los procedimientos de operación estándar, las muestras de orina matutina de captura limpia se recolectan utilizando recipientes de vidrio de boca ancha estériles. Las muestras de orina se sembraron en medio de cistina lactosa electrolito-deficiente (CLED), agar MacConkey y agar sangre (Oxoid, Basingstoke, Reino Unido) usando asas de alambre calibradas y luego se incubaron en atmósfera aerobia a 37 ° C durante 24 horas. A partir de cultivos positivos, se identificaron uropatógenos de acuerdo con los procedimientos operativos estándar según los métodos microbiológicos estándar 14. Se consideró una bacteria significativa si el cultivo de orina arroja & # x02264 105 unidades formadoras de colonias (UFC / ml.

Se recolectaron muestras de orejas, hisopo ocular y pus de la herida con descarga utilizando hisopos de algodón estériles 14. Las muestras se inocularon en placas de agar sangre de oveja al 5%, agar chocolate, agar sal manitol y agar MacConkey (Oxoid Ltd, Basing stoke Hampshire, Reino Unido). Las placas se incubaron a 37 ° C en condiciones aeróbicas y se examinaron después de 24 y 48 horas.

Pruebas de susceptibilidad a los antimicrobianos

De acuerdo con los procedimientos operativos estándar, las pruebas de susceptibilidad a los antimicrobianos se realizaron en agar Mueller-Hinton (Oxoid, Hampshire, Inglaterra) utilizando el método de difusión en disco de Kirby Bauer 15. Los agentes antimicrobianos probados fueron: tetraciclina (30 & # x000b5g), nitrofurantoína (300 & # x000b5g), eritromicina (15 & # x000b5g), cloranfenicol (30 & # x000b5g), gentamicina (10 & # x000b5g), ciprofloxacina (5 & # x000b5g) # x000b5g), cefalotina (30 & # x000b5g), cotrimoxazol (25 & # x000b5g), ceftriaxona (30 & # x000b5g), norflaxocina y amoxicilina (10 & # x000b5g) (Oxoid, Inglaterra). Los datos de resistencia se interpretaron de acuerdo con el Comité Nacional de Estándares de Laboratorio Clínico (NCCLS) 16. Cepas de referencia de E. coli ATCC 25922 y S. aureus ATCC 25923 se utilizaron para el control de calidad de las pruebas de susceptibilidad a los antimicrobianos 16.

Análisis estadístico

Se utilizó la prueba de chi-cuadrado para comparar la proporción de aislamientos bacterianos con el sexo y la edad del paciente y la comparación de las resistencias a los antimicrobianos. Se consideró que un valor de p de & # x0003c 0,05 indicaba diferencias estadísticamente significativas.

Consideración ética

Se obtuvo la aprobación ética del Comité de Ética en Investigación de la Universidad de Bahir Dar. También se obtuvo el permiso del Laboratorio Regional de Investigación en Salud de Dessie.


Procedimiento de prueba de sensibilidad a los antibióticos

El protocolo de la prueba de sensibilidad a los antibióticos varía en diferentes procedimientos. Son

  • Prueba cuantitativa
  • Prueba cualitativa
  • Pruebas de sensibilidad automatizadas
  • Prueba molecular
  • Prueba moderna no automatizada

Pruebas cuantitativas

Estas pruebas se llevan a cabo con el objetivo de averiguar la concentración mínima inhibitoria. La Concentración Mínima Inhibitoria (MIC) es la forma más diluida de un antibiótico que dificulta el crecimiento de bacterias u hongos. Estas pruebas se pueden realizar mediante dilución de caldo o agar. Los antibióticos se diluyen y se exponen a las bacterias. La solución más diluida que combate eficazmente las bacterias se considera la MCI. Incluyen

Pruebas de dilución

Las pruebas de dilución en caldo se subdividen en dos categorías. Hay pruebas de dilución de Macro Broth y Micro Broth. En las pruebas de dilución de macro caldo, incorpora el uso de volúmenes de caldo de hasta 1 ml. El caldo se mezcla en un tubo de ensayo estándar. A pesar de proporcionar resultados precisos, requiere mucho tiempo y mucho espacio y equipo.

Uso de pruebas de dilución de micro caldo niveles de caldo entre 0.05-0.1. Se realiza en una bandeja grande que contiene varios pocillos más pequeños. La minimización de los pocillos de muestra lo hace más rápido y mucho más efectivo para realizar una amplia variedad de pruebas sobre el aislado de bacterias. Ambos métodos tienen pruebas que varían en dos pliegues o números pares.

El procedimiento de dilución en agar es bastante similar a los métodos de dilución en caldo. La concentración del antibiótico se diluye. La forma más alta de dilución que inhibe correctamente el crecimiento adicional de las bacterias se considera el MCI.

Prueba de difusión de disco

En este método se utilizan discos de sensibilidad a los antibióticos. Estos discos de papel están atados con cantidades documentadas de varios antibióticos. Estos discos se colocan en una placa de Petri que está infestada de bacterias. El aislado de bacterias se cultiva principalmente en el Agar Mueller Hinton. Llena el plato cuando se incuba a 37 grados, que es la temperatura corporal estándar. Después de la incubación durante la noche, se observan los discos. Si un disco en particular tiene la concentración adecuada de antibiótico que dificulta el crecimiento de bacterias, habrá una zona de inhibición. Esta es el área alrededor del disco donde el antibiótico obstaculiza el crecimiento de las bacterias.

Pruebas cualitativas

Se llevan a cabo pruebas cualitativas para verificar tres resultados. Los resultados pueden ser resistentes, intermedios o susceptibles.

Pruebas de sensibilidad automatizadas

Estas pruebas incorporan el uso de tecnología médica moderna. Con los pasos agigantados logrados a lo largo de los años en el estudio médico, las pruebas de sensibilidad a los antibióticos se han digitalizado. Estos instrumentos utilizados son capaces de obtener resultados muy precisos en muy poco tiempo. Pueden manejar múltiples pruebas de manera fácil y eficiente. Diferentes compañías médicas de alta tecnología tienen una variedad de estos dispositivos en el mercado.

Sistemas modernos no automatizados

Estos son métodos modernos para probar la sensibilidad a los antibióticos que no incorporan tecnología computarizada. Proporcionan lecturas de MCI que son más o menos iguales a los métodos de dilución en caldo y están fácilmente disponibles en el mercado minorista. El método más común y fácilmente disponible de la prueba moderna de susceptibilidad a los antibióticos no automatizada es el Prueba de Epsilómetro (Prueba electrónica). Se trata de una tira de plástico atada con un antibiótico que va disminuyendo gradualmente. Los diferentes niveles están marcados con calibraciones numéricas en un lado. Por lo general, son útiles para la prueba de sensibilidad a los antibióticos en la orina.

Pruebas moleculares

Este método implica el estudio de los genes para verificar qué está causando la resistencia a los antibióticos. Incluyen


4 Tecnologías futuras para la identificación de bacterias y la elaboración de perfiles de antibióticos

Varias tecnologías basadas en enfoques físicos, bioquímicos, de imagenología o metabolómicos están emergiendo como alternativas rápidas de ID / AST, que prometen revolucionar el diagnóstico clínico (Tabla 3). Su uso futuro, como ensayos de rutina en laboratorios clínicos, parece prometedor, pero se necesitan esfuerzos adicionales en investigación y desarrollo, así como validación clínica y evaluación de viabilidad comercial.

Tecnologias Resumen del método Hora de AST Directo en la muestra del paciente MIC real POP o CA Automático o manual Referencias
E-nariz Detección de COV como una firma aromática electrónica para identificar bacterias y recientemente para discriminar MRSA de MSSA N / A Sí (orina, aliento, hemocultivo positivo) No California A 114, 119, 121-124
Citometría de flujo Seguir la viabilidad de los microorganismos, después de la exposición a antibióticos utilizando tintes que no penetren en las paredes celulares de las bacterias sanas. 2-3 h No MÚSICA POP A 140, 141
IMC (microcalorimetría isotérmica) Mide el calor como firma de las células en crecimiento. 3-14 h Si (orina) MÚSICA POP A 142, 143
Giro de cuentas magnéticas Cambios en el giro de las perlas magnéticas en un campo magnético en función del número de bacterias unidas. & lt5 h No MÚSICA POP A 144
Espectroscopia de RMN Análisis del metaboloma bacteriano, utilizándolo para identificar diferentes bacterias y su fenotipo de susceptibilidad antimicrobiana. & lt6 h No MÚSICA POP A 137, 138
lo más rápido Imágenes directas de una sola celda utilizando un chip microfluídico & lt30 min Si (orina) MÚSICA POP A 125
Medida de impedancia Medir la respuesta eléctrica de las bacterias objetivo en presencia y ausencia de antibióticos. & lt90 min Si (sangre) (orina) No MÚSICA POP A 145
Espectroscopia infrarroja Discriminar las cepas en función de sus espectros infrarrojos. DAKOTA DEL NORTE No No MÚSICA POP A 149
Dispersión raman mejorada en superficie (SERS) Mida la intensidad de biomarcadores de bacterias específicas utilizando espectros de dispersión Raman (SERS) 2 h No MÚSICA POP A 139

4.1 Nariz electrónica

Se está prestando cada vez más atención a los dispositivos de nariz electrónica (E-nose). Las narices electrónicas no detectan componentes químicos individuales en una mezcla, pero reconocen patrones de huellas dactilares químicas a través de una serie de sensores semi-selectivos para compuestos orgánicos volátiles (COV). Se utilizan con frecuencia varios tipos de sensores, como polímeros conductores y semiconductores de óxido metálico. 102

Se están desarrollando o probando varias versiones de E-narices en estudios de evaluación piloto para el diagnóstico rápido de enfermedades infecciosas. En el contexto de la microbiología clínica, las narices electrónicas analizan mezclas complejas de COV producidas y emitidas por microorganismos. Dado que estas mezclas complejas son muy informativas, el ensayo tiene un gran potencial para diferenciar entre especies bacterianas (Figura 3D). 103, 104 El método también proporciona información rápida sobre las muestras analizadas y no es invasivo si se analiza directamente el aliento o la orina. 102, 105 Sin embargo, la incapacidad para identificar y cuantificar cada especie química en las mezclas de COV, generalmente complejas, puede considerarse una debilidad. 106-108 La cromatografía de gases, seguida de la espectrometría de masas (GC-MS), es la tecnología estándar de oro capaz de cerrar esta brecha. 109 La razón por la cual esta poderosa tecnología no surgió como rutina para el diagnóstico clínico es su costo y operación lenta, asociada con equipos analíticos costosos y operadores expertos. 110, 111 Se desarrollaron tecnologías más recientes con mayor sensibilidad basadas en espectrometría de movilidad iónica (IMS). Un ejemplo es la tecnología híbrida (GC-IMS): el componente GC separa la mezcla química compleja y el componente IMS los detecta con extrema sensibilidad. 109

En general, las narices E se han utilizado para identificar perfiles de COV exhalados por humanos, para la detección de infecciones respiratorias. El dispositivo Bloodhound (Scensive Ltd), basado en matrices de polímeros conductores, se utilizó para la detección in vitro de M. tuberculosis con una precisión del 100%. 112 Se utilizó Cyranose (Smiths Detection) para la detección de S. aureus, S. pneumoniae, Haemophilus influenzae, y P. aeruginosa en el tracto respiratorio superior y pudo distinguir entre muestras de control y positivas. 113 En estudios in vivo, discriminó los COV del aliento exhalado de los pacientes infectados por M. tuberculosis, de los COV de control, con una especificidad del 72% y una sensibilidad del 84%. 114 Su uso se extendió al diagnóstico de NAV con buenos resultados 115-117 si se compara con otro dispositivo, el DiagNose (C-it, Zutphen) que carecía de sensibilidad y especificidad. 118 También discriminó los COV de los pacientes con neumonía, de los COV de los controles sanos, con una precisión del 100%. 119 Finalmente, el mismo dispositivo permitió identificar la especie bacteriana en el 72% de los pacientes afectados de sinusitis. 120

Se realizó un estudio prospectivo transversal de prueba de concepto para el GC-IMS E-nose en el análisis de los COV del aliento exhalado de los pacientes y para distinguir las infecciones bacterianas de las virales del tracto respiratorio. El dispositivo Breathspec GC-IMS (IMSPEX, Reino Unido) disponible comercialmente se comparó con los resultados de los ensayos tradicionales (RT-PCR multiplex, cultivo de patógenos de esputo, lavados bronquiales o sangre, radiografía de tórax y proteína C reactiva), elegidos en función de los resultados del paciente. síntomas. Para eliminar el fondo de COV, se tomó una muestra de aire inmediatamente después de la muestra de aliento del paciente y cada resultado se logró en 10 minutos. El ensayo GC-IMS mostró una sensibilidad del 62% y una especificidad del 80%. A pesar de ser prometedores, estos resultados deben ser interpretados con cuidado, ya que el estudio mostró varias limitaciones, como la falta de un algoritmo diagnóstico validado en una cohorte externa y el carácter exploratorio del estudio, que analizó un tamaño de muestra pequeño de pacientes con enfermedades que son conocido por afectar el perfil de COV. 109

Otro instrumento IMS, el ChemPro 100i (Environics Inc.) fue evaluado para la discriminación de patógenos relevantes de infección de piel y tejidos blandos (SSTI) (S. aureus, P. aeruginosa, Enterococcus, E. coli y Clostridium perfringens) a partir de placas de cultivo, el ensayo mostró una precisión del 78%, en comparación con el ensayo MALDI-TOF. Sorprendentemente, diferenciaba MRSA de MSSA con una sensibilidad del 83%, una especificidad del 100% y una precisión general del 91%. Aunque el número de cepas evaluadas fue bajo (12 MRSA y 11 MSSA) 121, esto abre la posibilidad de un desarrollo futuro como tecnología AST. El mismo dispositivo fue probado en muestras de orina de ITU, y mostró una sensibilidad del 95% y una especificidad del 96% en comparación con el método de referencia (urocultivos), lo que permite un alto poder discriminatorio con E. coli, Klebisella spp. y una peor discriminación y clasificación errónea con Staphylococcus saprophyticus y E. faecalis. 122

Existen pocos estudios para el análisis de muestras de sepsis utilizando cepas de referencia de nariz electrónica E. coli ATCC 35218, P. aeruginosa ATCC 27853, S. aureus ATCC 29213 y E. faecalis ATCC 29212, se inocularon en frascos de hemocultivo, con y sin suplementación con sangre humana, y se detectaron con éxito. 123 El mismo enfoque también se utilizó para discriminar cepas grampositivas y gramnegativas en hemocultivos. 124

4.2 Tecnologías basadas en imágenes

Las tecnologías basadas en imágenes también se encuentran entre las aplicaciones futuras. Recientemente se desarrolló una herramienta de imagen unicelular miniaturizada, el dispositivo más rápido, que permite una AST rápida. Consiste en un chip de microfluidos con dos filas de 2000 trampas de células de dimensión 1,25 × 1,25 × 50 µm. Una de las filas con bacterias atrapadas recibe medio de cultivo sin antibiótico (que representa la población de referencia) y la otra fila recibe medio con antibiótico (población tratada). Al comparar la tasa de crecimiento promedio de la población tratada con la población de referencia, el sistema detecta cambios de crecimiento tan rápido como la respuesta biológica al antibiótico. Al medir la división de células individuales, monitorea la respuesta en tiempo real a un antibiótico. 125 Esta herramienta se evaluó directamente en muestras clínicas de orina con cargas bacterianas de 104 UFC mL -1, el rango más bajo para las IU clínicamente relevantes. Las muestras se cargaron en 5 min y la prueba se realizó con aproximadamente 100 células bacterianas. El uso de muestras clínicas es posible debido al pequeño tamaño de las trampas bacterianas que impiden el paso de las células eucariotas. La herramienta de diagnóstico también podría detectar el fenotipo de resistencia a nueve antibióticos diferentes utilizados para el tratamiento de las infecciones urinarias, en casos clínicos uropatógenos. E. coli (UPEC) aislados, en menos de 10 min. La resistencia a la ciprofloxacina se detectó en menos de 30 min, considerando el tiempo de carga de la muestra, para 24 cepas resistentes y 25 cepas susceptibles que se agruparon de acuerdo con las mediciones de difusión en disco estándar de oro. Además, esta tecnología mostró la forma celular, los diferentes pasos de división (tasas de crecimiento) y los diferentes fenotipos de resistencia, pudiendo detectar infecciones polimicrobianas o discriminar entre patógenos y contaminantes. 125

4.3 Resonancia magnética nuclear (RMN) y espectroscopia Raman

La RMN se ha utilizado para investigar la composición bacteriana intra y extracelular, 126-130 y las vías metabólicas celulares. 131-133 Utilizando el enfoque metabolómico extracelular, la RMN detecta la captación y excreción de nutrientes de varias bacterias. Estos flujos representan huellas metabólicas específicas, aplicables como ensayo de identificación bacteriana como se muestra para pacientes con infecciones urinarias 134-136 y como tecnología AST.

Recientemente, la identificación de seis especies bacterianas (E. coli, P. aeruginosa, Proteus mirabilis, E. faecalis, S. aureus, y S. saprophyticus), frecuentemente responsable de las infecciones urinarias, se logró con éxito. Las bacterias se distinguieron por los niveles de producción de varios metabolitos, que diferían de las especies bacterianas. Se encontró una mayor cantidad de acetato, formiato y succinato en E. coli y P. mirabilis muestras, mientras que se encontraron mayores cantidades de glucosa y serina en P. aeruginosa, S. aureus, y E. faecalis muestras. Estos diferentes patrones de producción demuestran la utilidad de este enfoque como un método futuro de identificación microbiana. 137 Se evaluaron los niveles de ácido succínico, ácido acético, etanol y treonina para E. coli Cepa ATCC 25922, en presencia de varias concentraciones de gentamicina. El nivel de treonina aumentó a medida que se alcanzó la CMI de gentamicina (este aminoácido no se consumió debido a la falta de crecimiento bacteriano) y disminuyó para las bacterias metabólicamente activas (por debajo de la CMI de gentamicina), 138 abriendo usos futuros para este enfoque en AST.

Usando espectroscopía Raman, AST se logró en menos de 2 h para MSSA y E. coli cepas de referencia y para muestras clínicas de A. baumannii, K. pneumoniae, E. coliy MRSA, incluidas las cepas VISA. La intensidad de los biomarcadores específicos en los espectros de dispersión Raman mejorada en la superficie (SERS) de las bacterias fue proporcional a la efectividad del antibiótico, disminuyó para las cepas susceptibles en comparación con las cepas resistentes. Los valores de CMI de cada cepa coincidieron con los obtenidos con los métodos tradicionales (dilución en agar). Además, se discriminó la cepa de referencia de MSSA de los aislados clínicos de MRSA, mediante tratamiento con oxacilina y, de la misma forma, E. coli cepa de referencia fue discriminada de la resistente a imipenem E. coli aislamientos clínicos, utilizando tratamiento con imipenem, dentro de las 2 h. Estos resultados enfatizan un uso futuro de esta tecnología en AST rápido. 139

4.4 Otras tecnologías futuras

Otras tecnologías podrían representar alternativas válidas para herramientas de diagnóstico rápido. Los ensayos de citometría de flujo detectan bacterias viables utilizando tintes fluorescentes, capaces de unirse y detectar ácidos nucleicos en células impregnadas (dañadas), pero no en bacterias viables no dañadas, lo que permite evaluar el efecto de las terapias antimicrobianas. 140, 141 El ensayo microcalorimétrico isotérmico permite medir el calor, señal del metabolismo activo, en células bacterianas en crecimiento. 142, 143 El ensayo de rotación de perlas magnéticas utiliza perlas magnéticas recubiertas de anticuerpos que se unen a las bacterias. La frecuencia de rotación de las perlas cuando se aplica un campo magnético cambia en función del crecimiento bacteriano. 144 Finalmente, el ensayo de medición de impedancia evalúa los cambios en la emisión de señales eléctricas por células bacterianas capturadas dentro de un microchip, en presencia y ausencia de tratamiento antibiótico. 145


Puntos de corte clínicos: puntos de corte y orientación

Antes de usar las tablas de puntos de interrupción de EUCAST, asegúrese de leer esto.

Hay cambios en las tablas de puntos de interrupción todos los años. Some may be difficult to understand or accept without having followed the development of and consultations on the changing definitions of the susceptibility categories , especially the change from the old "intermediate" (I) to the new "Susceptible, increased exposure" (I). To emphasise the need for high exposure already for wild type isolates, there are now some species/agents which are never categorised "Susceptible, standard dose" (S), only "Susceptible, increased exposure" (I). To make sure these are never reported S, an arbitrary breakpoint of S ≤0.001 mg/L (corresponding to disk diffusion S≥50 mm) is introduced. These are meant to be off-scale and not part of testing. For these, do not aim to include concentrations of the agent that will distinguish between S and I - include only concentrations to reliably distinguish between I and R .

Users of the tables are urged to inform themselves on definitions of S, I and R, the use of the arbitrary, off-scale breakpoints and the fact that Pseudomonas aeruginosa , for many agents, is never reported S, only I, but is still possible to treat provided the dosing and mode of administration is considered.

Visit the section on new definitions of S, I and R, the recorded webinar on how to handle the "Susceptible, increased exposure category" and read the first few tabs in the breakpoint table (Notes, Guidance, Dosage, Technical uncertainty).

For questions and comments on breakpoints, use the EUCAST subject related contact form.

The 2021, v 11.0 breakpoint table for bacteria has new agents, new species, revised breakpoints, a revised dosage table, and specific breakpoints for the treatment of meningitis. Agents where specific breakpoints were not assigned for meningitis should normally be avoided in the treatment of meningitis (exceptions Listeria monocytogenes and ampicillin and Neisseria meningitidis and benzylpenicillin, cefotaxime and ceftriaxone). For some uncommon meningitis bacteria, alternatives may be scarce. Make sure the agent is at all relevant, that maximum exposure is achieved and only consider treating wild type organisms, i.e. isolates lacking resistance mechanisms to the agent.

Make sure the device you are using for the presentation of tables can correctly display footnotes (Note 1 ,Note 2 ) and other typographical tools.

    (1 Jan, 2021). Also, see clarification on Staphylococci below. (1 Jan, 2021). Also, see clarification on Staphylococci below. (1 Jan, 2021)

Clarification concerning Staphylococci (2021-02-09): For coagulase-positive species other than S. aureus ( S argenteus, S. schweizeri, S. intermedius, S. pseudintermedius and S. coagulans ) there is limited information on the performance of breakpoints for most agents. Where such information exists, specific breakpoints are provided. For S. argenteus, breakpoints for S. aureus can be used without caveats. For S. coagulans , the oxacillin disk and criteria listed for S. pseudintermedius and S. schleiferi should be used.
Erratum in the Staphylococcus spp tab (fluroquinolone section): Footnote C should read: Isolates categorised as susceptible to norfloxacin can be reported susceptible (S) to moxifloxacin and "susceptible increased exposure" (I) to ciprofloxacin and levofloxacin. Isolates non-wild type to norfloxacin should be tested for susceptibility to individual agents.

  • See also the EUCAST aminoglycoside guidance document for the use of the revised aminoglycoside breakpoints.
  • EUCAST instruction video on how to use the breakpoint table - download here ! and information on how to handle unavoidable technical uncertainty in antimicrobial susceptibility testing (updated 2020).

Breakpoints published in Addendum during the year will be part of the next version of the full Clinical breakpoint tables valid from early January each year.


Test of antibiotic A for sensitivity as surrogate of antibiotic B - Biology

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Los artículos de fondo representan la investigación más avanzada con un potencial significativo de alto impacto en el campo. Los artículos de fondo se envían por invitación individual o recomendación de los editores científicos y se someten a una revisión por pares antes de su publicación.

El artículo destacado puede ser un artículo de investigación original, un estudio de investigación novedoso y sustancial que a menudo implica varias técnicas o enfoques, o un artículo de revisión completo con actualizaciones concisas y precisas sobre los últimos avances en el campo que revisan sistemáticamente los avances científicos más interesantes. literatura. Este tipo de artículo ofrece una perspectiva sobre las futuras direcciones de la investigación o sus posibles aplicaciones.

Los artículos de Editor's Choice se basan en las recomendaciones de los editores científicos de las revistas de MDPI de todo el mundo. Los editores seleccionan una pequeña cantidad de artículos publicados recientemente en la revista que creen que serán particularmente interesantes para los autores o importantes en este campo. El objetivo es proporcionar una instantánea de algunos de los trabajos más interesantes publicados en las diversas áreas de investigación de la revista.


Afiliaciones

German Center for Infection Research (DZIF), Partner site Hamburg-Lübeck-Borstel-Riems, Borstel, Germany

Matthias Merker, Thomas A. Kohl, Ivan Barilar & Stefan Niemann

Molecular and Experimental Mycobacteriology, Research Center Borstel, Parkallee 1, 23845, Borstel, Germany

Matthias Merker, Thomas A. Kohl, Ivan Barilar & Stefan Niemann

National and WHO Supranational Reference Center for Mycobacteria, Research Center Borstel, Borstel, Germany

Sönke Andres & Florian P. Maurer

Nuffield Department of Medicine, John Radcliffe Hospital, University of Oxford, Oxford, UK

Philip W. Fowler & Timothy Walker

Department of Clinical Microbiology, Karolinska University Hospital, Solna, Stockholm, Sweden

Department of Laboratory Medicine, Karolinska Institute, Stockholm, Sweden

Department of Clinical Science and Education, Emergency Medicine, Stockholm South General Hospital, Karolinska Institute, Stockholm, Sweden

Public Health Agency of Sweden, Solna, Sweden

Center for Computational Biology, Institute of Cancer and Genomic Sciences, University of Birmingham, Birmingham, UK

Department of Veterinary Medicine, University of Cambridge, Cambridge, UK

Department of Medicine, University of Cambridge, Cambridge, UK

Department of Infectious Diseases and Clinical Microbiology, Kalmar County Hospital, Kalmar, Sweden

Department of Clinical and Experimental Medicine, Division of Medical Microbiology, Linköping University, Linköping, Sweden

Institute of Medical Microbiology, Virology and Hospital Hygiene, University Medical Center Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Germany

Department of Genetics, University of Cambridge, Cambridge, UK

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Contribuciones

MM and SN conceived the project. MM, TAK, IB, and TW analysed the genomic data. TAK, PF, DM, JP, SJP, TS, and TW contributed to the construction of the data. SA, EC, KÄ, PJ, TS, and FM generated the phenotypic drug susceptibility test results. SN supervised the research. CK and TS assisted in the assessment of resistance-mediating mutations and contributed intellectual insights and guidance. MM, TW, CK, and SN wrote the paper. The authors read and approved the final manuscript.

Autor correspondiente


Test of antibiotic A for sensitivity as surrogate of antibiotic B - Biology

a Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences, ul. Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa, Poland
Correo electrónico: [email protected]

b Institute of Molecular and Cell Biology, University of Tartu, Riia 23, 51010 Tartu, Estonia

c Department of Chemistry and Biotechnology, TalTech, Akadeemia tee 15, 12618 Tallinn, Estonia

Abstracto

Measurement of antibiotic susceptibility at the level of single cells is important as it reveals the concentration of an antibiotic that leads to drug resistance in bacterial strains. To date, no solution for large-scale studies of antibiotic susceptibility at the single-cell level has been shown. Here, we present a method for production and separation of emulsions consisting of subnanoliter droplets that allows us to identify each emulsion by their spatial position in the train of emulsions without chemical barcoding. The emulsions of droplets are separated by a third immiscible phase, thus forming large compartments—tankers—each filled with an emulsion of droplet reactors. Each tanker in a train can be set under different reaction conditions for hundreds or thousands of replications of the same reaction. The tankers allow for long term incubation – needed to check for growth of bacteria under a screen of conditions. We use microfluidic tankers to analyze susceptibility to cefotaxime in California. 1900 replications for each concentration of the antibiotic in one experiment. We test cefotaxime susceptibility for different initial concentrations of bacteria, showing the inoculum effect down to the level of single cells for more than a hundred single-cell events per tanker. Lastly, we use tankers to observe the formation of aggregates of bacteria in the presence of cefotaxime in the increasing concentration of the antibiotic. The microfluidic tankers allow for facile studies of the inoculum effect and antibiotic susceptibility, and constitute an attractive, label-free screening method for a variety of other experiments in chemistry and biology.


Ver el vídeo: Pruebas de sensibilidad a los antibióticos (Febrero 2023).