Testul de secvenţiere metagenomică de nouă generaţie îşi dovedeşte eficienţa în diagnosticarea rapidă a aproape oricărui tip de agent patogen.
Un test genomic dezvoltat la UC San Francisco (dezvoltat la UCSF) pentru a detecta rapid aproape orice tip de agent patogen - virus, bacterie, ciupercă sau parazit - şi-a dovedit eficienţa după un deceniu de utilizare.
Testul are potenţialul de a îmbunătăţi considerabil îngrijirea pentru infecţiile neurologice care cauzează boli precum meningita şi encefalita, precum şi de a accelera detectarea noilor ameninţări virale pandemice.
Testul utilizează o tehnică puternică de secvenţiere genomică, denumită secvenţiere metagenomică de generaţie următoare (mNGS).
În loc să caute un singur tip de agent patogen la un moment dat, mNGS analizează toţi acizii nucleici, ARN şi ADN, care sunt prezenţi într-un eşantion.
„Tehnologia noastră este extrem de simplă”, a declarat marţi dr. Charles Chiu, profesor de medicină de laborator şi boli infecţioase la UCSF şi autor principal al studiului, într-un comunicat.
„Prin înlocuirea mai multor teste cu un singur test, putem elimina presupunerile îndelungate din diagnosticarea şi tratarea infecţiilor”, spune el.
Cercetătorii au dezvoltat iniţial un test clinic mNGS pentru a analiza lichidul cefalorahidian (LCR) din creier şi măduva spinării.
Testul a fost efectuat acum pe mii de pacienţi cu simptome neurologice inexplicabile, atât la UCSF, cât şi la alte spitale din Statele Unite.
Într-o lucrare publicată marţi, în revista Nature Medicine, echipa a demonstrat că testul mNGS a identificat corect 86% din infecţiile neurologice.
Într-un studiu însoţitor publicat în aceeaşi zi în revista Nature Communications, echipa a utilizat, de asemenea, mNGS pentru a identifica agenţii patogeni din fluidele respiratorii care pot provoca pneumonie şi l-a automatizat pentru a obţine rezultate mai rapide.
Ei se aşteaptă ca testul automatizat să poată detecta noi agenţi patogeni virali care ar putea provoca pandemii respiratorii precum Covid-19.
O descoperire importantă în diagnosticarea bolilor neurologice infecţioase rare
Bolile neurologice pot fi foarte greu de diagnosticat, în special atunci când cauza este un agent patogen rar sau necunoscut anterior. În multe cazuri, fiecare zi fără un diagnostic înseamnă o înrăutăţire continuă a stării pacientului.
La începutul anilor 2010, echipa de la UCSF a dezvoltat o nouă metodă de secvenţiere metagenomică pentru a testa lichidul cefalorahidian în vederea depistării potenţialilor agenţi patogeni care provoacă infecţii neurologice.
Testul funcţionează prin secvenţierea întregului material genetic din lichidul cefalorahidian, şi analiza computaţională pentru a separa secvenţele umane de cele care provin de la bacterii, virusuri, ciuperci sau paraziţi.
În 2014, echipa a utilizat tehnologia pentru a ajuta medicii din Wisconsin să trateze un băieţel care era grav bolnav în unitatea de terapie intensivă din cauza unei infecţii nediagnosticate.
O lungă serie de teste nu au reuşit să afle ce era în neregulă cu el, dar testul UCSF a durat doar 48 de ore şi a arătat că băiatul avea leptospiroză, care se tratează cu penicilină. Medicii i-au administrat tratamentul şi băiatul s-a recuperat complet.
Între 2016 şi 2023, echipa UCSF a analizat aproape 5.000 de probe de lichid cefalorahidian cu acest test, dintre care 14,4% s-au dovedit a avea o infecţie. În aceste probe, testul a identificat cu exactitate agentul patogen în 86% din cazuri.
„Testul mNGS funcţionează mai bine decât orice altă categorie de teste pentru infecţiile neurologice”, a precizat dr.t Chiu,
Rezultatele susţin utilizarea sa ca parte esenţială a arsenalului de diagnosticare pentru medicii care lucrează pacienţi cu boli infecţioase, spun autorii.
Pentru a spori accesul la această tehnologie, echipa a înfiinţat Delve Bio, care este acum furnizorul exclusiv al testului mNGS CSF dezvoltat la UCSF.
„Aceste constatări susţin includerea mNGS ca un instrument de bază în workup-ul clinic pentru infecţiile sistemului nervos central (SNC)”, a declarat dr. Steve Miller, director medical al Delve Bio.
„Testul mNGS oferă cel mai imparţial, complet şi definitiv instrument pentru detectarea agenţilor patogeni. Datorită capacităţii sale de a diagnostica rapid o infecţie, mNGS ajută la orientarea deciziilor de gestionare şi tratament pentru pacienţii cu meningită şi encefalită, reducând potenţial costurile de asistenţă medicală pe termen lung”, a precizat medicul.
Pregătirea pentru următoarea pandemie
Pentru a servi ca sistem de avertizare timpurie pentru pandemii, testul mNGS trebuie să fie rapid. Echipa l-a adaptat pentru a funcţiona cu lichid respirator şi au descoperit cum să îl automatizeze.
În timp ce testul CSF presupune mai mult de 100 de etape separate şi poate dura între 2 şi 7 zile pentru a fi procesat, testul respirator necesită doar 30 de minute de timp practic înainte ca roboţii şi algoritmii să preia controlul.
„Scopul nostru a fost ca întregul proces să fie finalizat în termen de 12 până la 24 de ore, oferind un rezultat în aceeaşi zi sau a doua zi”, a precizat dr. Chiu.
În studiul din revista Nature Communications, cercetătorii au demonstrat că testul poate detecta virusurile respiratorii cu potenţial pandemic, inclusiv SARS-CoV-2, gripa A şi B şi virusul respirator sinciţial (VRS), în mai puţin de o zi, chiar şi atunci când există doar cantităţi mici de virus prezente într-un eşantion.
Ei au modelat, de asemenea, capacitatea tehnologiei de a detecta virusurile divergente - sau tulpinile nou evoluate - şi au constatat că ar putea, ipotetic, să le detecteze pe toate, în cazul în care acestea ar apărea în viitor.
Atât versiunea CSF, cât şi cea respiratorie ale testului mNGS au primit desemnarea de dispozitiv inovator din partea Administraţiei americane pentru alimente şi medicamente (FDA).
