Nieuwe diagnostische tool (MinION) voor het identificeren van micro-organismen in voetwonden van patiënten met diabetische voetosteomyelitis (MINI-OS)

Diabetes mellitus is een van de meest voorkomende ziekten ter wereld. Van de complicaties zal 34% van de patiënten met diabetes tijdens hun leven voetzweren ontwikkelen. Zodra deze laesie is ontstaan door triopathie (arteriopathie, neuropathie, immunopathie), zal meer dan 50% van deze wonden geïnfecteerd raken, wat leidt tot ernstige gevolgen: botbeschadiging (60 tot 80% van de gevallen), amputatie (20% van geïnfecteerde wonden), sterfte (68% na 5 jaar) en morbiditeit. De extra kosten die met deze aandoening gepaard gaan, bedragen wereldwijd meer dan $850 miljard, waarbij in de VS elke 30 seconden $1 miljoen wordt uitgegeven als gevolg van complicaties van deze wonden. Diabetische voetzweren (DFU's) zijn daarom een groot volksgezondheidsprobleem.

Voor infectieziektespecialisten is een van de belangrijkste moeilijkheden bij de behandeling van infecties in deze wonden het onderscheid maken tussen bacteriële kolonisatie – een fysiologisch proces, en infectie – een pathologisch proces. Studies van het microbioom van voetwonden bij diabetespatiënten tonen de polymicrobiële aard van deze laesies, die commensale bacteriën uit het huidmicrobioom, opportunistische pathogene bacteriën en bacteriën uit de omgeving bevatten. Onder de grampositieve kokken is Staphylococcus aureus de soort die het vaakst wordt geïdentificeerd bij diabetische voetosteomyelitis (DFO) (23,4%), gevolgd door Pseudomonas spp. (11,1%), Escherichia coli (11,5%), Proteus spp. (8,3%), Klebsiella spp. (6,9%) en Enterococcus spp. (5,4%). Coagulase-negatieve stafylokokken, hoewel betrokken bij minder dan 4% van de infecties, blijven vaak moeilijk te identificeren met massaspectrometrie op soortniveau, ook al staan sommige ervan bekend om hun pathogeniciteit. De andere grote moeilijkheid is de tijd die nodig is om resultaten te verkrijgen wanneer osteomyelitis wordt vermoed. In dergelijke situaties is het verkrijgen van een botmonster de standaardmethode en de beste manier om de verantwoordelijke ziekteverwekker(s) en hun gevoeligheid voor antibiotica te identificeren. Botbiopsie kan intraoperatief of percutaan worden uitgevoerd, zoals aanbevolen door de International Working Group of the Diabetic Foot (IWGDF) in 2023. Bovendien suggereren experts om, om vals-negatieve kweken te voorkomen, botbiopsie uit te stellen bij patiënten die al antibiotica gebruiken, bij voorkeur gedurende ten minste twee weken. In het microbiologielaboratorium kan de standaarddiagnose op basis van conventionele microbiologische kweek tot twee weken duren om de veroorzakende bacteriën te identificeren en antibioticagevoeligheidstesten uit te voeren op de verantwoordelijke ziekteverwekker(s), waardoor de totale tijd om een diagnose te stellen op 4 weken komt. Om deze vertraging te verminderen, hebben bepaalde kweekvrije moleculair microbiologische technieken, met name metagenomische next-generation sequencing (mNGS), aangetoond dat het microbioom van de meeste wondinfecties diverser en overvloediger is dan dat wordt onthuld door conventionele kweekmethoden. Er zijn echter zeer weinig metagenomische gegevens beschikbaar over botbiopsies van DFOM's. Omdat moleculairbiologische hulpmiddelen niet in staat waren om levende en dode bacteriële cellen te onderscheiden en niet de bacteriële geslachten kunnen identificeren die bijdragen aan de klinische status van de infectie, wordt hun gebruik in de dagelijkse praktijk niet aanbevolen door de IWGDF en SPILF (Société de Pathologie Infectieuse de Langue Française), omdat hun resultaten kunnen leiden tot onnodig gebruik van breedspectrumantibiotica. Recente studies gebaseerd op metagenomische analyse van botbiopsies, weke-delenbiopsies en uitstrijkjes van voetwonden bij diabetespatiënten hebben microbiële diversiteit geïdentificeerd als een marker van infectie. Het aantal bacteriën dat betrokken is bij bevestigde infectiegevallen wordt geschat op meer dan 70, een cijfer dat moeilijk te bereiken is met conventionele routinemethoden. Het gebruik van PCR op basis van amplificatie van het gen dat codeert voor 16S rRNA wordt als ongeschikt beschouwd vanwege de frequente polymicrobiële aard van DFOM-monsters. Multiplex PCR-methoden zijn niet uitputtend in het identificeren van alle ziekteverwekkers. Ten slotte zijn conventionele kweekmethoden vaak tijdrovend, en soortidentificatie met laboratoriummethoden zoals MALDI-TOF-massaspectrometrie is vaak een bron van verwarring of mislukking. Onlangs is een nieuw snelsequencinghulpmiddel ontwikkeld: de MinION. Het is klein en snel en kan een bacterieel of viraal genoom van enkel-microbenmonsters in minder dan vier uur sequencen, of een panel van micro-organismen bepalen die aanwezig zijn in een complexer monster. Dit hulpmiddel is vooral nuttig voor cerebrospinale vloeistof.