Cesar Ivan Chavez Lopez; Pablo Tsukayama Cisneros; Jose Alberto Fernandez Rivera; José Miguel Rojas Hualpa; Irmia Luz Paz Torres; Irma Patricia Valdivia Carbajal; Yehosã¼A Aragon Chicata; Adriana Paola Morron Vizarreta; Jorge Andres Ballon Echegaray

http://proyectos-vri.unsa.edu.pe/handle/91.103.221022/10570

Objetivo

Desarrollar un protocolo para la detección de resistencia a β-lactámicos en Enterobacterias mediante Espectrometría de Masas con Tiempo de Vuelo

Resumen:

La resistencia a antibióticos es un problema que aumentó durante la pandemia de COVID-19 debido al mayor uso global de antibióticos. Esto ha afectado el tratamiento contra las enfermedades infecciosas que son causadas por diversos patógenos, como las Enterobacterias, de las cuales se ha reportado que Escherichia coli y Klebsiella pneumoniae presentan una resistencia cada vez mayor a los antibióticos β-lactámicos, como las penicilinas y las cefalosporinas. La identificación de estos se realiza mediante métodos convencionales los cuales describen características morfofenotípicas, que no incluyen la determinación mediante técnicas genómicas y/o proteómicas, lo que conduce a resultados muchas veces tardíos para la selección adecuada del antibiótico en el tratamiento de los pacientes. El objetivo de este proyecto de investigación es desarrollar un protocolo para la detección de resistencia a β-lactámicos en Enterobacterias mediante Espectrometría de Masas con Tiempo de Vuelo. Esta técnica brinda mayor rapidez y precisión en la identificación microbiana. Las muestras biológicas serán colectadas de hospitales del nivel III de Arequipa. Las muestras de Enterobacterias ha procesar serán aquellas en las cuales a nivel hospitalario han sido identificadas según su perfil de susceptibilidad a β-lactámicos. Posterior a ello, se identificará la presencia de genes de resistencia mediante PCR. A continuación, se evaluarán las técnicas de hidrólisis enzimática y el ensayo de crecimiento de microgotas directamente sobre el objetivo (DOT-MGA) mediante espectrometría de de Masas con Tiempo de Vuelo (MALDI-TOF MS) y finalmente se determinará la sensibilidad y especificidad de estas 2 técnicas. El desarrollar un protocolo mediante este equipo permitirá determinar la resistencia a β-lactámicos en Enterobacterias en menor tiempo y con mayor precisión en comparación a las metodologías convencionales, lo que permitirá desarrollar tratamientos médicos más efectivos, reduciendo la morbilidad y mortalidad. Además, contribuiría a evitar la propagación de bacterias resistentes y realizar investigaciones de vigilancia epidemiológica, lo que beneficiaría significativamente a la población de Arequipa.

Palabras clave

Enterobacterias, antibióticos, β-lactámicos, MALDI-TOF MS, espectrometría de masas, resistencia antimicrobiana, proteómica, genómica.

Problema central

La resistencia a antibióticos es una de las diez principales amenazas de la salud pública, según la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2020). La pandemia de COVID-19 provocó el mayor uso global de antibióticos, de los cuales los más recetados fueron: amoxicilina, cefixima, imipenem, azitromicina y eritromicina (β-lactámicos y macrólidos) (Djuikoue et al., 2023). Las Enterobacterias son patógenos comunes que causan variedad de infecciones, se ha reportado que Escherichia coli y Klebsiella pneumoniae presentan una resistencia cada vez mayor a los antibióticos β-lactámicos, como las penicilinas y las cefalosporinas. Esta resistencia se ha vuelto un problema de salud pública, ya que las infecciones causadas por estas bacterias son comunes y pueden ser graves. La identificación de microorganismos y determinación del perfil de susceptibilidad a antibióticos se realiza mediante métodos convencionales, los cuales requieren tiempo para el cultivo bacteriano y pruebas adicionales, que no incluyen la determinación mediante técnicas genómicas y/o proteómicas, lo que conduce a resultados muchas veces tardíos para la selección adecuada del antibiótico poniendo en riesgo la vida de pacientes (sobre todo con infecciones severas y sepsis). En la región de Arequipa, se han realizado muy pocos trabajos de investigación sobre resistencia a antibióticos. Esta falta de datos y estudios detallados dificulta la vigilancia epidemiológica. Además, la falta de diagnóstico rápido y preciso en muchos establecimientos de salud de la región, especialmente en áreas con recursos limitados, dificulta la capacidad para diagnosticar infecciones y determinar la resistencia a los antibióticos. Esto puede llevar a tratamientos ineficaces y retrasos en la atención médica adecuada.

Hipótesis planteada

El protocolo desarrollado mediante Espectrometría de Masas con Tiempo de Vuelo (MALDI-TOF MS) permite detectar la resistencia a β-lactámicos en Enterobacterias

Resultados esperados

- 2 Artículos científicos publicados en revistas indizadas base Scopus, Web Of Science
- 1 Derechos de propiedad intelectual
- 2 Tesis de pregrado o posgrado

Impactos esperados

El impacto del presente proyecto de investigación se centra en desarrollar un protocolo para la detección de resistencia a β-lactámicos en Enterobacterias mediante Espectrometría de Masas con Tiempo de Vuelo. Este será un protocolo rápido y práctico en comparación a otros métodos que evalúan la susceptibilidad a antibióticos.
El uso de MALDI-TOF MS permitirá identificar Enterobacterias relacionadas a enfermedades infecciosas en el ser humano, sobre todo en aquellas que ponen en riesgo la vida del paciente en un tiempo corto y oportuno, que permita tomar las medidas terapéuticas adecuadas.
El desarrollo de un protocolo para la detección de resistencia a β-lactámicos en Enterobacterias, permitirá que la población tenga acceso a una prueba con una alta sensibilidad y especificidad, sumado a ello el menor tiempo. Asimismo, con la información obtenida de la resistencia a antibióticos de las muestras biológicas servirá para implementar planes de vigilancia epidemiológica de la resistencia a antibióticos no sólo en la población sino también en el medio ambiente.
La detección de la resistencia a β-lactámicos de las enterobacterias también tendrá un impacto al proporcionar información de la existencia de su resistencia, que evite el uso de determinados antibióticos en ambiente hospitalario como tratamiento empírico en infecciones. Con la información que se aporte se estaría cumpliendo además con los objetivos y metas trazadas de One Health en relación a la resistencia antimicrobiana.