Novos métodos de diagnóstico para identificar infecções associadas ao dreno ventricular externo (EVD Infect II)

Na literatura, a incidência relatada varia entre 1-35% de drenos inseridos. Essa disparidade resulta da falta de um consenso internacional sobre uma definição de EVDIs e do uso de vários critérios diagnósticos entre os estudos. Em um ambiente de cuidados neurointensivos, os sintomas clínicos são muitas vezes difíceis de avaliar devido à doença subjacente. A cultura bacteriana do líquido cefalorraquidiano (LCR) é o padrão ouro atual para o diagnóstico de EVDI. No entanto, as culturas bacterianas do LCR geralmente levam vários dias para serem finalizadas e o uso prévio de antibióticos pode prolongar ainda mais o tempo de incubação da cultura ou causar culturas falso-negativas. Raramente é possível atrasar o tratamento até que as culturas bacterianas tenham finalizado. Além disso, devido à etiologia dessas infecções, a contaminação e os verdadeiros positivos podem ser difíceis de distinguir com base apenas nas bactérias cultivadas. Assim, a identificação precoce de EVDIs é baseada em sinais indiretos de infecção bacteriana, ou seja, análise de glicose, lactato, proteína, leucócitos e eritrócitos no LCR. No doente neurocrítico, os parâmetros do LCR são frequentemente confundidos por hemorragia intraventricular (HIV). Leucócitos e eritrócitos em particular podem variar muito, dependendo do volume IVH.

Para ajustar a IVH, a proporção de leucócitos e eritrócitos (razão LE) no LCR é comumente usada e é uma das principais métricas na identificação de EVDIs. A relação LE é baseada na suposição de que eritrócitos e leucócitos são distribuídos homogeneamente no LCR. Essa suposição não foi questionada anteriormente. No entanto, é claro a partir da tomografia computadorizada (TC) que o sangue sedimenta nos ventrículos, sugerindo que uma distribuição homogênea é improvável. A razão LE não leva em conta o fato de que o sangue causa uma inflamação asséptica em si, resultando na imigração de leucócitos. Além disso, os leucócitos, em particular os granulócitos, podem apresentar flutuação ascendente, ou antissedimentação, uma propriedade que se mostra exacerbada em pacientes gravemente enfermos. Assim, os leucócitos podem sedimentar a uma taxa mais lenta do que os eritrócitos, o que pode desviar ainda mais a distribuição intraventricular do LCR/sangue no sentido da heterogeneidade.

Devido aos patógenos específicos, às características do paciente e aos fatores de confusão, a identificação precoce de EVDIs provou ser difícil e nenhum parâmetro do LCR, por si só ou em conjunto, demonstrou prever ou identificar com segurança EVDIs. Como tal, os algoritmos baseados em parâmetros do LCR analisados ​​rotineiramente e sintomas clínicos são ambíguos e o diagnóstico é frequentemente baseado em "opinião de especialistas". Isso resulta em um uso excessivo de antibióticos de amplo espectro e uma grande variação na prática clínica, com até 10 a 20 pacientes sendo tratados para cada infecção verdadeira. Além disso, a principal métrica no diagnóstico de EVDI, a razão LE, baseia-se na suposição incerta de que as células são distribuídas homogeneamente no LCR. Ainda não foi estudado se e como isso afeta os parâmetros do LCR analisados ​​rotineiramente. Com a precisão questionável dos métodos indiretos atuais para identificar EVDIs em mente, há uma necessidade de ferramentas mais rápidas e precisas para detecção microbiológica direta e identificação no diagnóstico de EVDI.

O uso de técnicas emergentes de sequenciamento de DNA bacteriano na medicina de doenças infecciosas está aumentando. Infelizmente, essas técnicas para LCR com primers cobrindo as bactérias específicas encontradas em EVDIs ainda não foram verificadas. Além disso, devido à falta de fluxos de trabalho estabelecidos em torno do relógio em torno desses métodos, os resultados dessas técnicas ainda não estão prontamente disponíveis dentro do prazo necessário para decidir se deve iniciar o tratamento. No entanto, métodos regulares de PCR demonstraram identificar bactérias em uma grande parte dos pacientes com suspeita clínica de sepse grave que apresentam hemoculturas negativas. Curiosamente, este grupo teve a maior mortalidade, sugerindo que os achados bacterianos positivos não se deviam apenas ao uso de uma técnica hipersensível. Técnicas de sequenciamento de DNA bacteriano podem ter o potencial de exibir uma sensibilidade mais alta em comparação com culturas bacterianas convencionais dentro de um período de tempo menor.

O ácido ribonucléico ribossômico 16s (rRNA 16s) é um componente da subunidade 30s ribossomal procariótica e está presente em todas as formas de vida procarióticas. O uso de sequenciamento de rRNA 16s demonstrou identificar bactérias de forma confiável em fluidos corporais normalmente estéreis, como o LCR, em comparação com culturas bacterianas. 16s rRNA também tem a vantagem de ser capaz de identificar bactérias inviáveis, exibindo assim potencialmente uma maior sensibilidade em pacientes que foram submetidos a tratamento antibiótico antes da amostragem, tornando-se um alvo promissor para o sequenciamento de DNA bacteriano. No entanto, o sequenciamento de rRNA 16s não foi estudado extensivamente para EVDIs.

Optotracing é um novo método para identificação de bactérias e biofilmes bacterianos. O método é baseado em oligotiofenos conjugados luminescentes (LCOs), um polímero que exibe propriedades optoelétricas. A interação entre LCOs e produtos de biofilme ou bactérias leva diretamente à emissão fluorescente específica do alvo, que permite a detecção óptica. Descobriu-se recentemente que o método identifica de forma confiável E. Coli uropatogênica produtora de biofilme em pacientes com infecção do trato urinário. Além disso, o método foi capaz de diferenciar entre urina saudável e infectada, independentemente da detecção de produtos de biofilme. Os polímeros optoelétricos são moléculas versáteis que permitem uma modificação fácil que pode permitir uma interação específica de alvo personalizada, permitindo potencialmente que o optotracing seja usado como um método para identificação bacteriana rápida específica em diagnósticos de EVDI.

Além do optotracing, a detecção eletroquímica da atividade metabólica bacteriana (REDOX) foi recentemente investigada como um novo método de detecção bacteriana. REDOX explora as capacidades redutoras das bactérias. Essa propriedade permitiu a criação de uma matriz de teste rápida e altamente sensível usando polímeros com propriedades semicondutoras que atuam como aceitadores de elétrons. Este método permite a medição da atividade metabólica da bactéria em tempo real, medindo a corrente induzida pela transferência direta de elétrons da bactéria para a superfície do polímero ou indiretamente, pela liberação de compostos ativos redox. O uso de polímeros condutores e optoelétricos para detectar bactérias representa um novo campo de pesquisa com aplicações clínicas promissoras que podem permitir diagnósticos microbiológicos diretos, precisos e rápidos e permitir a vigilância em tempo real do crescimento bacteriano.

O objetivo geral deste projeto é estudar novos métodos de detecção bacteriana direta no diagnóstico de EVDI para avaliar se esses métodos podem ser usados ​​para orientar o tratamento, a fim de reduzir o tratamento excessivo com antibióticos de amplo espectro em pacientes neurocriticamente enfermos.