Un grupo de investigación do Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV-CSIC) conseguiu obter o xenoma completo da bacteria que provoca a tuberculose a partir de mostras de esputos de pacientes mediante técnicas de secuenciación xenética. Isto permite acelerar o diagnóstico da enfermidade e obter o perfil xenético completo do bacilo da tuberculose, o que, a diferenza dos métodos moleculares empregados actualmente, ofrece información completa sobre posibles resistencias a fármacos e mutacións. Os resultados deste traballo, obtidos con mostras de pacientes en Mozambique e Xeorxia, publícanse na revista Nature Communications.
O estudo da Unidade de Xenómica da Tuberculose do IBV-CSIC comparou a diversidade xenética de Mycobacterium tuberculose, a bacteria causante da tuberculose, presente en mostras de esputo de pacientes utilizando técnicas de secuenciación xenética coas dos seus cultivos correspondentes. Este método de cultivar a bacteria a partir de mostras do enfermo ten máis dun século, pero segue sendo o máis utilizado para diagnosticar a tuberculose nos países onde a enfermidade é endémica. Segundo datos da Organización Mundial da Saúde (OMS), a tuberculose é a segunda enfermidade infecciosa máis mortífera despois da covid-19, e en 2022 causou a morte a 1,3 millóns de persoas.
Proceso de cultivo
“Algúns estudos suxiren que o proceso de cultivo podería non capturar toda a diversidade xenética da mostra do paciente debido á presenza de liñaxes ou cepas mellor adaptadas ao crecemento en condicións in vitro”, explica Carla Mariner, investigadora do CSIC no IBV e primeira autora do traballo. “Os cultivos non só se usan para o diagnóstico, senón tamén para investigar o xenoma da bacteria, polo que, se esta hipótese fose certa, implicaría un nesgo nos resultados diagnósticos e científicos que podería resultar nun falso diagnóstico”, asegura a investigadora.
Para investigar se isto é certo, o equipo do IBV-CSIC deseñou unha técnica para obter e analizar o xenoma de Mycobacterium tuberculose a partir dos esputos mediante secuenciación directa, e comparalo cos seus respectivos cultivos. “Obter a secuenciación directa do xenoma completo dunha mostra como o esputo é complicado, debido a que a presenza da bacteria na mostra é mínima comparada coa microbiota comensal ou células humanas”, argumenta Mariana Gabriela López, unha das investigadoras do CSIC que lidera o traballo. “Nós desenvolvemos protocolos que permiten esta secuenciación directa e, por tanto, puidemos comparar a diversidade do esputo coa do cultivo”, engade.
Fiabilidade xenética dos cultivos
O equipo do IBV-CSIC analizou mostras de dous países cunha incidencia alta e media de tuberculose, Mozambique e Xeorxia, e validou o método con tres conxuntos de datos adicionais de mostras de diferentes países publicados previamente. Os resultados demostran que a diversidade xenética da bacteria da tuberculose obtida mediante secuenciación reflíctese no cultivo en todos os escenarios analizados. “As diferenzas xenéticas entre o cultivo e o esputo son mínimas, o que indica que o cultivo non distorsiona a información xenética”, resume Mariner. “Ademais, cando comparamos o perfil de resistencia a fármacos mediante secuenciación de esputos e cultivos non vemos diferenzas, o que reforza a fiabilidade do cultivo”, indica.
“Traballar con esputos supón un reto debido a que se trata de mostras complexas que teñen moi pouca cantidade de M. tuberculose. A pesar diso achega unha gran vantaxe, xa que acelera a obtención de resultados de semanas a días”, afirma Iñaki Comas, director da Unidade de Xenómica da Tuberculose do IBV-CSIC. Por iso hai un gran interese por desenvolver técnicas de secuenciación libres de cultivo, aínda que ata o de agora os estudos non obtiveran suficiente calidade de secuenciación como para analizar en profundidade a diversidade xenética presente nas mostras diagnósticas e comparala cos cultivos, sostén o científico do CSIC.
Tratamento en só uns días en lugar de semanas
O seu estudo é o primeiro que conseguiu secuenciar con éxito 61 esputos, incluíndo mostras con só un 1% da bacteria. “A secuenciación do xenoma completo da M. tuberculose permite ter toda a información en comparación coas técnicas de diagnóstico molecular ou a secuenciación de paneis de xenes de resistencia recomendadas pola OMS para o diagnóstico da tuberculose”, apunta Comas. “En cambio, coñecendo o xenoma completo coa secuenciación xenómica podemos identificar maior variedade de mutacións de resistencia a antibióticos e mesmo realizar estudos epidemiolóxicos”.
A maior desvantaxe dos cultivos é o lento crecemento da bacteria, que pode retardar a obtención de resultados ata máis dun mes, período durante o cal o paciente non recibiría o tratamento adecuado. “Coa secuenciación do esputo o diagnóstico realizaríase de forma máis rápida, non só identificando a bacteria senón obtendo tamén o seu perfil de resistencias. Isto permitiría dar un tratamento óptimo ao paciente en só uns días en lugar de esperar semanas”, resume Comas.
Paso cara a adiante
Aínda que actualmente a secuenciación directa de esputo non está optimizada para o seu uso na clínica, sobre todo en canto a custos, este estudo marca un paso importante cara á súa implementación futura, remarcan os investigadores do CSIC. Así, a Unidade de Xenómica da Tuberculose do IBV-CSIC deseña agora os próximos pasos para achegar o método á práctica clínica.
No estudo colaboran o Instituto de Saúde Global de Barcelona (ISGlobal); Swiss TPH; Centro de Investigação em saúde de Manhiça (Maputo, Mozambique); e National Center for Tuberculose and Lung Diseases, (Tbilisi, Xeorxia). Recibiu financiamento do European Research Council (ERC); Ministerio de Ciencia, Innovación e Universidades; Fundació A Caixa; Stop TB partnership; International Science and Technology Center (ISTC); e National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIH). No CSIC, a tuberculose e outras enfermidades transmisibles de saúde global forman parte das prioridades da Plataforma Interdisciplinar de Saúde Global.
