El diagnóstico rápido de infecciones bacterianas sigue siendo un desafío importante, en el contexto del aumento de la resistencia a los antibióticos. Un nuevo enfoque propone el uso de pruebas de aliento que podrían ofrecer resultados en cuestión de minutos, sin procedimientos invasivos, facilitando así decisiones de tratamiento más rápidas.
Un estudio publicado el miércoles en la revista ACS Central Science, realizado por investigadores de la American Chemical Society, explora un método no invasivo para identificar infecciones bacterianas mediante el análisis del aire exhalado.
La investigación surge de la necesidad clínica de obtener rápidamente información relevante para iniciar el tratamiento, especialmente en servicios de urgencia o en secciones para pacientes con afecciones agudas.
Actualmente, los médicos identifican las infecciones bacterianas utilizando varios tipos de investigaciones, como análisis de sangre, exámenes de imagen, cultivos microbiológicos y pruebas moleculares.
Estos métodos pueden ser lentos, inespecíficos o costosos, lo que limita su uso en situaciones que requieren un resultado rápido.
El nuevo enfoque se inspira en una prueba respiratoria utilizada desde hace mucho tiempo para detectar la bacteria Helicobacter pylori, responsable de una infección frecuente del estómago. En esa prueba, el paciente ingiere una sustancia metabolizada por la bacteria, que contiene un tipo especial de carbono que puede rastrearse posteriormente en el organismo, y la presencia de la infección se indica mediante la detección del dióxido de carbono marcado en el aire exhalado.
Partiendo de este principio, los investigadores han desarrollado un prototipo que utiliza azúcares y alcoholes de azúcar marcados con carbono-13, una forma detectable de carbono. Estas sustancias son metabolizadas por las bacterias, pero en gran medida ignoradas por las células humanas. Tras la metabolización, las bacterias producen dióxido de carbono que contiene carbono-13, que puede detectarse en la respiración.
En experimentos de laboratorio, el equipo identificó varios compuestos que las bacterias transforman en dióxido de carbono que contiene carbono-13, detectable posteriormente en la respiración. El gas resultante fue analizado mediante una técnica sencilla, llamada espectroscopia no dispersiva en infrarrojos.
Las pruebas en animales mostraron que, tras la administración intravenosa de estos compuestos, los ratones con infecciones –incluyendo neumonía e infecciones de los huesos, músculos o sangre– presentaban rápidamente niveles elevados de dióxido de carbono en la respiración. En cambio, los animales sanos tenían niveles muy bajos o ausentes.
La señal detectable en la respiración apareció, generalmente, en los primeros diez minutos después de la administración de la sustancia, aunque el método de prueba no fue ajustado ni refinado en el estudio.
En un modelo de infección con Escherichia coli, los investigadores observaron que el nivel de dióxido de carbono disminuye a medida que el tratamiento antibiótico reduce la carga bacteriana. Este resultado sugiere que el método podría utilizarse también para monitorizar la eficacia del tratamiento.
Los autores consideran que las pruebas respiratorias podrían ofrecer resultados más rápidos que los métodos actuales, teniendo en cuenta la portabilidad de los equipos y la rápida aparición de la señal tras la administración de la sustancia marcada. Además, los compuestos utilizados se consideran seguros para su uso en humanos.
Los investigadores señalan que el método podría convertirse, en el futuro, en una herramienta para el diagnóstico de infecciones bacterianas, pero son necesarios estudios adicionales para validar estos resultados y mejorar la forma de aplicar la prueba.
Los autores han presentado una solicitud de patente en Estados Unidos para esta tecnología.
