Uso de nanopartículas magnéticas y biología molecular para la mejora de diagnóstico microbiológico

Abstract

A la hora de afrontar el diagnóstico microbiológico es de vital importancia tanto la preparación previa de la muestra, enfocada en la extracción de ácidos nucleicos, como en el poseer las técnicas lo suficientemente sensibles y específicas para detectar al microorganismo causante de la infección. Existen gran variedad de métodos de extracción manuales y automatizados. Estos últimos llevan años basados en el uso de nanopartículas magnéticas de adsorción inespecífica a los ácidos nucleicos para su recuperación a partir de las muestras clínicas. Lo que planteamos es el uso de nuevas nanopartículas magnéticas para intentar mejorar la capacidad de recuperación de ácidos nucleicos para intentar mejorar la sensibilidad en la detección mediante las técnicas de bilogía molecular. Se trata del uso de nanopartículas superparamagnéticas con diseños distintos en cuanto a tamaño y cubierta para usar y comparar con la extracción automatizada llevada a cabo por un sistema comercial. El conseguir aumentar la capacidad de recuperación de los ácidos nucleicos de interés puede suponer una mejora en la detección del microorganismo diana a la hora del diagnóstico. Otra estrategia a la hora del diagnóstico microbiológico sería el ser capaces de aislar de una muestra, de forma pura, los microorganismos presentes en ella para poder llevar a cabo los análisis posteriores estando libres de cualquier sustancia inhibitoria que pueda estar presente en la muestra de origen. Esto lo llevamos a cabo con el uso de nanopartículas magnéticas de adsorción específica a microorganismos debido a la funcionalización de las partículas con grupos reactivos específicos en su superficie. Lo que nos permite esta estrategia es la fácil separación de los microorganismos presentes en una muestra con una simple separación magnética usando un imán. De este modo conseguimos recuperar los microorganismos de forma pura, libres de restos de la muestra puedan interferir cualquiera de los procesos posteriores, además de permitirnos concentrar estos microorganismos partiendo de volúmenes elevados de muestra donde aquellos microorganismos que estén presentes en baja cantidad podrían escapar a la detección. Con la mejora de las técnicas moleculares, especialmente la PCR, se incrementaron enormemente las posibilidades de detección y estudio de microorganismos a partir de su material genético debido a la posibilidad de amplificar los ácidos nucleicos a partir de pequeñas cantidades presentes en una muestra. La única desventaja es que esta detección mediante PCR no va a permitir la discriminación entre aquellos microorganismos que estén vivos o muertos. El desarrollo de un protocolo usando sustancias capaces de penetrar solamente en aquellos microorganismos que tengan dañada su membrana y que además tengan afinidad por los ácidos nucleicos y de bloquear su amplificación mediante PCR nos va a permitir una detección diferencial mediante PCR sólo de aquellos microorganismos viables que puedan estar causando la infección del paciente permitiendo así un mejor diagnósticos así como permitiendo un mejor seguimiento de los efectos del tratamiento antibiótico una vez aplicado.