Los microorganismos resistentes a fármacos constituyen una amenaza muy seria para la salud pública.
La presión evolutiva favorece el desarrollo de mecanismos de resistencia a fármacos, que ocurre principalmente por transferencia genética horizontal y/o la adquisición de mutaciones.
Estos mecanismos incluyen la expulsión de los fármacos por medio de bombas de eflujo, evitando su entrada con una barrera impermeable, inactivando o destruyendo el compuesto mediante reacciones enzimáticas o alterando la diana del fármaco.
El uso inapropiado de tratamientos antimicrobianos, principalmente antibióticos, está contribuyendo en gran medida a la expansión de los patógenos resistentes.
Una vez identificado el patógeno responsable de una infección, en el laboratorio, se realizan pruebas para detectar resistencias a fármacos y, de esta manera, guiar la decisión terapéutica, contribuyendo a maximizar la utilidad de los fármacos actuales.
Las pruebas de sensibilidad o antibiogramas se llevan a cabo de manera rutinaria, para determinar la susceptibilidad del agente patógeno frente a una serie de medicamentos antimicrobianos, exponiendo dicho microorganismo a una concentración estandarizada del fármaco en cuestión.
En la mayoría de los casos, se emplean test fenotípicos rápidos y económicos.
Gracias al desarrollo de secuenciadores portátiles el genoma completo de un patógeno, (whole-genome sequencing, WGS), se puede obtener suficientemente rápido en el laboratorio.
La WGS tiene el nivel más elevado de resolución y discriminación en términos de identificación de patógenos, pudiendo diferenciar entre organismos genéticamente relacionados que no se podrían distinguir por medio de otras técnicas.
Para algunos organismos de crecimiento lento, como M. tuberculosis, los test genotípicos son una alternativa más rápida, aunque se recomienda una confirmación fenotípica.
Para aquellas infecciones víricas para las que se dispone de medicación antiviral, también se recomienda que se realice un test de resistencia a fármacos.
En el caso del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), estos test normalmente se basan en la secuenciación de los genes de la proteasa, retrotranscriptasa e integrasa, ya sea por RT-PCR, por secuenciación Sanger o por un procedimiento de NGS guiado.
La detección de ¨determinantes de virulencia¨ es menos común, pero es importante en algunos casos. Un ejemplo de ello, es la detección de la presencia de genes de toxina en las infecciones de Clostridium difficile, que normalmente se lleva a cabo por medio de PCR.
Los test fenotípicos no informan sobre el mecanismo de resistencia, y los ensayos genotípicos a pequeña escala únicamente están dirigidos a un subconjunto de características de resistencia o virulencia conocidas.
La WGS es mucho más útil, ya que no solo predice resistencia a fármacos causada por mecanismos de resistencia conocidos, sino que revela nuevos mecanismos de resistencia y permite caracterizar islas de patogenicidad y elementos genéticos móviles.
También informa sobre nuevos genes de virulencia, detectando por comparación datos genómicos con información sobre la manifestación y progresión de la infección, y sobre nuevas funciones génicas y elementos de regulación génica.
Toda esta información, normalmente obtenida gracias al papel fundamental del estudio de genomas microbianos en investigación, es de gran utilidad para el manejo clínico y para la salud pública.
Además de guiar las decisiones terapéuticas, proporciona nuevos conocimientos y un mejor entendimiento sobre cómo evolucionan los microorganismos y cómo adquieren nuevas características de resistencia o virulencia, siendo crucial para el desarrollo de nuevos fármacos antimicrobianos o vacunas.
Por citar algunos ejemplos, la WGS fue de gran éxito en predecir la resistencia a fármacos en M. tuberculosis, mostrando una gran concordancia con test convencionales de susceptibilidad a fármacos en tiempos de entrega más cortos una vez implementado en el flujo de trabajo del laboratorio.
En las pruebas de resistencia al tratamiento del VIH, la WGS también puede ser un método eficiente para evaluar genotipos resistentes complejos, asociados con todos los fármacos antirretrovirales disponibles, y tiene una mayor sensibilidad a la hora de detectar variantes de resistencia de baja frecuencia.
La WGS puede aportar información para el diseño de ensayos clínicos, cambiando los tiempos y/o dosis en casos de adquisición de resistencia mínima, y permiten discernir una reinfección exógena de una recaída de la primera infección.
Asimismo, permite detectar factores de virulencia que son cruciales para entender la patogenicidad microbiana y/o que se pueden emplear como dianas de vacunas, como las cápsulas de polisacáridos en S. aureus.
La gran cantidad de datos de WGS que se han generado del SARS-CoV-2 han sido claves en el desarrollo de las múltiples vacunas disponibles en la actualidad.
Aunque existe una correlación alta entre los determinantes genéticos de la resistencia a fármacos y el fenotipo, las pruebas fenotípicas no se deberían remplazar completamente por WGS como técnica rutinaria del laboratorio de microbiología.
La WGS debería implementarse en aquellos casos en los que los mecanismos de resistencia sean importantes para la decisión terapéutica.Entre ellos, para distinguir los organismos resistentes a los carbapenos debido a carbapenemasas de otros mecanismos de resistencia.
La WGS sería más rentable que las pruebas fenotípicas de baja escala cuando haya un gran número de marcadores de resistencia que se quiera testear, y para aquellos patógenos de crecimiento lento, como M. tuberculosis, debido a que proporciona resultados de manera más rápida que los test convencionales.
