Nuevos métodos de diagnóstico para identificar infecciones asociadas al drenaje ventricular externo (EVD Infect II)

En la literatura, la incidencia reportada oscila entre el 1-35% de los drenajes insertados. Esta disparidad es el resultado de la falta de un consenso internacional sobre una definición de EVDI y el uso de varios criterios de diagnóstico en los estudios. En un entorno de cuidados neurointensivos, los síntomas clínicos suelen ser difíciles de evaluar debido a una enfermedad subyacente. El cultivo bacteriano del líquido cefalorraquídeo (LCR) es el estándar de oro actual del diagnóstico de EVDI. Sin embargo, los cultivos bacterianos del LCR a menudo tardan varios días en finalizar y el uso previo de antibióticos puede prolongar aún más el tiempo de incubación del cultivo o causar cultivos falsos negativos. Rara vez es posible retrasar el tratamiento hasta que los cultivos bacterianos hayan finalizado. Además, debido a la etiología de estas infecciones, la contaminación y los verdaderos positivos pueden ser difíciles de distinguir basándose únicamente en las bacterias cultivadas. Por lo tanto, la identificación temprana de EVDI se basa en signos indirectos de infección bacteriana, a saber, análisis de glucosa, lactato, proteínas, leucocitos y eritrocitos en LCR. En los pacientes neurocríticos, los parámetros del LCR a menudo se confunden con la hemorragia intraventricular (HIV). Los leucocitos y los eritrocitos en particular pueden variar mucho según el volumen de IVH.

Para ajustar la IVH, la proporción de leucocitos y eritrocitos (relación LE) en LCR se usa comúnmente y es una de las principales métricas para identificar EVDI. La relación LE se basa en la suposición de que los eritrocitos y los leucocitos se distribuyen homogéneamente en el LCR. Esta suposición no ha sido cuestionada previamente. Sin embargo, está claro a partir de tomografías computarizadas (TC) que la sangre se sedimenta en los ventrículos, lo que sugiere que es poco probable una distribución homogénea. La relación LE no tiene en cuenta el hecho de que la sangre provoca una inflamación aséptica en sí misma, lo que da como resultado la inmigración de leucocitos. Además, los leucocitos, en particular los granulocitos, pueden exhibir flotación ascendente o antisedimentación, una propiedad que se ha visto exacerbada en pacientes críticamente enfermos. Por lo tanto, los leucocitos pueden sedimentar a un ritmo más lento que los eritrocitos, lo que puede sesgar aún más la distribución de LCR/sangre intraventricular hacia la heterogeneidad.

Debido a los patógenos específicos, las características de los pacientes y los factores de confusión, la identificación temprana de las EVDI ha resultado difícil y aún no se ha demostrado que ningún parámetro del LCR, por sí solo o en conjunto, prediga o identifique de manera confiable las EVDI. Como tal, los algoritmos basados ​​en los parámetros del LCR analizados de forma rutinaria y los síntomas clínicos son ambiguos y el diagnóstico a menudo se basa en la "opinión de expertos". Esto da como resultado un uso excesivo de antibióticos de amplio espectro y una gran variación en la práctica clínica, con hasta 10-20 pacientes tratados por cada infección verdadera. Además, la métrica principal en el diagnóstico de EVDI, la relación LE, se basa en la suposición incierta de que las células se distribuyen homogéneamente en el LCR. Si, y cómo, esto afecta los parámetros del LCR analizados de forma rutinaria aún no se ha estudiado. Teniendo en cuenta la precisión cuestionable de los métodos indirectos actuales para identificar EVDI, existe la necesidad de herramientas más rápidas y precisas para la detección e identificación microbiológica directa en el diagnóstico de EVDI.

El uso de técnicas emergentes de secuenciación de ADN bacteriano en la medicina de enfermedades infecciosas está aumentando. Desafortunadamente, estas técnicas para CSF con cebadores que cubren las bacterias específicas que se encuentran en EVDI aún no se han verificado. Además, debido a la falta de flujos de trabajo establecidos las 24 horas del día en torno a estos métodos, los resultados de estas técnicas aún no están disponibles dentro del marco de tiempo necesario para decidir si iniciar el tratamiento. Sin embargo, se ha demostrado que los métodos regulares de PCR identifican bacterias en una gran parte de los pacientes con sospecha clínica de sepsis grave que presentan hemocultivos negativos. Curiosamente, este grupo tuvo la mortalidad más alta, lo que sugiere que los hallazgos bacterianos positivos no se debieron solo al uso de una técnica hipersensible. Las técnicas de secuenciación del ADN bacteriano pueden tener el potencial de mostrar una mayor sensibilidad en comparación con los cultivos bacterianos convencionales en un marco de tiempo más corto.

El ácido ribonucleico ribosómico 16s (ARNr 16s) es un componente de la subunidad 30s del ribosoma procariota y está presente en todas las formas de vida procariotas. Se ha demostrado que el uso de la secuenciación del ARNr 16s identifica de forma fiable bacterias en fluidos corporales normalmente estériles, como el LCR, en comparación con cultivos bacterianos. El ARNr 16s también tiene la ventaja de poder identificar bacterias no viables, por lo que podría mostrar una mayor sensibilidad en pacientes que han sido sometidos a un tratamiento con antibióticos antes de la toma de muestras, lo que lo convierte en un objetivo prometedor para la secuenciación del ADN bacteriano. Sin embargo, la secuenciación del ARNr 16s no se ha estudiado de forma exhaustiva para las EVDI.

El optotrazado es un método novedoso para la identificación de bacterias y biopelículas bacterianas. El método se basa en oligotiofenos conjugados luminiscentes (LCO), un polímero que presenta propiedades optoeléctricas. La interacción entre los LCO y los productos de biopelícula o bacterias conducen directamente a una emisión fluorescente específica del objetivo que permite la detección óptica. Recientemente se ha descubierto que el método identifica de forma fiable la E. Coli uropatógena productora de biopelículas en pacientes con infección del tracto urinario. Además, el método pudo diferenciar entre orina sana e infectada independientemente de la detección de productos de biopelícula. Los polímeros optoeléctricos son moléculas versátiles que permiten una fácil modificación que puede permitir una interacción específica del objetivo personalizada, lo que podría permitir que el optotrazado se utilice como método para la identificación bacteriana rápida específica en el diagnóstico de EVDI.

Además del optotrazado, recientemente se investigó la detección electroquímica de la actividad metabólica bacteriana (REDOX) como un nuevo método de detección bacteriana. REDOX explota las capacidades reductoras de las bacterias. Esta propiedad ha permitido la creación de una matriz de prueba rápida y altamente sensible utilizando polímeros con propiedades semiconductoras que actúan como aceptores de electrones. Este método permite medir la actividad metabólica de las bacterias en tiempo real midiendo la corriente inducida por la transferencia directa de electrones de las bacterias a la superficie del polímero o indirectamente por la liberación de compuestos activos redox. El uso de polímeros conductores y optoeléctricos para detectar bacterias representa un nuevo campo de investigación emocionante con aplicaciones clínicas prometedoras que pueden permitir diagnósticos microbiológicos directos, precisos y rápidos y permitir la vigilancia en tiempo real del crecimiento bacteriano.

El objetivo general de este proyecto es estudiar métodos novedosos de detección bacteriana directa en el diagnóstico de EVDI para evaluar si estos métodos se pueden utilizar para guiar el tratamiento con el fin de reducir el tratamiento excesivo con antibióticos de amplio espectro en pacientes con enfermedades neurocríticas.