Validación de Biomarcadores Moleculares y Proteicos en Sepsis (VAMp-sepsis)

La sepsis, definida como una falla orgánica que amenaza la vida como resultado de una respuesta desregulada del huésped a la infección, sigue siendo una de las principales causas de muerte en pacientes en estado crítico y se ha incluido como una prioridad de salud en una resolución de la OMS de 2017. El diagnóstico de este trastorno es un desafío porque los signos y síntomas clínicos de la inflamación sistémica en la sepsis se superponen con los de las condiciones críticas no infecciosas, es decir, el síndrome de respuesta inflamatoria severa (SIRS), p. paro cardiaco y quemaduras. El diagnóstico temprano y preciso de la sepsis es fundamental para mejorar los resultados de los pacientes y reducir el uso de antibióticos. Los retrasos en la administración de antibióticos se asocian con peores resultados; sin embargo, paradójicamente, la prescripción indiscriminada de antibióticos a pacientes sin infecciones bacterianas aumenta tanto las tasas de morbilidad como las de resistencia antimicrobiana. La tasa de prescripciones inadecuadas de antibióticos en el ámbito hospitalario se estima entre un 30 y un 50 % y disminuiría con el acceso a mejores pruebas de diagnóstico.

Actualmente no existe una prueba de laboratorio estándar de oro que pueda determinar ampliamente la presencia y el tipo de infección. Aunque los nuevos diagnósticos moleculares basados ​​en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) pueden perfilar los patógenos directamente a partir del hemocultivo, sufren problemas de sensibilidad debido a la dependencia de un número suficiente de patógenos en la muestra de sangre. También se limitan a la detección de una gama discreta de patógenos. Como resultado, hay un enfoque creciente en el diagnóstico molecular que perfila la respuesta inmune del huésped. Las agrupaciones actuales de sepsis se basan en criterios clínicos como la presencia de shock, fuente de infección o insuficiencia orgánica, pero es posible que dichas agrupaciones no representen la biología subyacente que impulsa la respuesta del huésped. Tampoco han logrado emparejar adecuadamente a los pacientes para intervenciones novedosas. Si la heterogeneidad de la sepsis realmente refleja la heterogeneidad en la respuesta del huésped, la caracterización de estos tipos de respuesta subyacentes del huésped será fundamental para permitir tratamientos de precisión contra la sepsis.

En un estudio clínico-temporal multicéntrico previo en tres cohortes de pacientes ingresados ​​en la unidad de cuidados clínicos intensivos (UCI); (i) paro cardíaco fuera del hospital (n = 36 - grupo SIRS)) (ii) sepsis pulmonar (n = 84) (iii) sepsis abdominal (n = 64) y 30 controles sanos, biomarcadores inmunitarios potenciales del huésped validados. Usando 202 muestras de estas cohortes, los investigadores derivaron un conjunto de biomarcadores genéticos que pueden identificar a los pacientes con inflamación severa y discriminar la sepsis de la inflamación no infectada en una amplia gama de condiciones clínicas. Se han identificado otros biomarcadores para su uso con otros fines, p. pronóstico/gravedad. Nuestra patente que surge de este trabajo ha sido presentada y entró en la etapa PCT. A partir de estos marcadores patentados, se ha delineado un conjunto parsimonioso de 17 genes, que se encuentran bajo evaluación adicional. Se ha identificado un subpanel de dos entidades genéticas que pueden detectar con precisión la inflamación grave mediante el análisis ROC (característica operativa del receptor/área bajo la curva) con un valor de aproximadamente 0,98. Se ha identificado un panel de tres/cuatro entidades genéticas para la discriminación de SIRS de todos los tipos de sepsis (ROC 0.89-0.92), todo dependiendo de la configuración del rango de sensibilidad o especificidad.

Se necesitan mejores diagnósticos para la inflamación provocada por la sepsis tanto en entornos de pacientes hospitalizados como ambulatorios. En entornos de pacientes ambulatorios de baja agudeza, que contribuyen con alrededor del 80 % del uso total de antibióticos en el Reino Unido, un diagnóstico simple para discriminar un proceso inflamatorio séptico de una condición inocua y autolimitada ayudaría en el uso apropiado de antimicrobianos, el triaje apropiado, evitando más investigaciones y escalamiento/ingresos apropiados. En entornos de mayor agudeza, es importante excluir las causas de inflamación no infecciosa; un modelo de decisión para la prescripción de antibióticos debe incluir una causa no infectada y no saludable. Un diagnóstico confiable, como el nuestro, debe distinguir las tres presentaciones: inflamación no infectada, sepsis y salud relativa. Representará un gran cambio en la provisión de capacidad de diagnóstico/estratificación, mejorará enormemente las vías de decisión y manejo de pacientes y reducirá potencialmente el uso excesivo de antibióticos en el entorno médico agudo y de cuidados críticos.

Estos biomarcadores, una vez validados en una cohorte independiente a través de qPCR para mRNA y sus proteínas correspondientes, junto con un sistema de puntuación clínicamente orientado y fácil de usar, representarán un paquete de datos completo que se puede implementar internamente, sujeto a la acreditación adicional adecuada. y/o aprovechado para el desarrollo de dispositivos de punto de atención por parte de socios comerciales. Esta última opción podría resultar útil para la difusión de la prueba a otros territorios globales apropiados para patentes.

Existe una necesidad urgente de validar estos hallazgos de varias maneras; Usar una cohorte de pacientes independiente, donde los científicos de laboratorio no conocen los fenotipos clínicos de los pacientes reclutados y los médicos no conocen los datos de expresión génica.

Uso de un enfoque bioinformático para validar los resultados en conjuntos de datos ya publicados

Este proyecto utilizará diferentes enfoques para validar estos nuevos SIRS o biomarcadores asociados a la sepsis identificados por Red Neural Artificial (ANN) y extracción de datos paramétricos de conjuntos de datos publicados previamente y validados previamente de una cohorte clínica anterior bien caracterizada;

1. Los laboratorios de Public Health England evaluarán la expresión de ARNm de biomarcadores utilizando un enfoque de qPCR, con ARN purificado de sangre total del paciente y de control.
2. Los laboratorios Public Health England y Cardiff evaluarán los biomarcadores de proteínas mediante ensayos ELISA
3. Análisis proteómico de la sangre por colaboradores externos

Se realizarán más análisis de datos utilizando análisis de curva ROC y algoritmos aritméticos y/u otros métodos estadísticos/bioinformáticos. También se llevará a cabo la evaluación de la especificidad y la sensibilidad y los valores predictivos positivos y negativos utilizando métodos bien establecidos para evaluar el rendimiento de los paneles de biomarcadores en la discriminación de grupos de control de pacientes y de enfermedades.