Tipificación molecular microbiana

Uno de los aportes más importantes de la biología molecular es el desarrollo de los métodos de tipificación de agentes infecciosos, tales como bacterias, virus, hongos y protozoos. La caracterización de estos patógenos es útil para determinar sus relaciones biológicas y genéticas, información de gran importancia para los clínicos, microbiólogos y epidemiólogos comprometidos con la investigación en esta área. Por este motivo, las técnicas moleculares de tipificación se han utilizado principalmente en el entendimiento de los procesos evolutivos que explican la biodiversidad de los microorganismos y también en la vigilancia e investigación epidemiológica de las enfermedades que estos causan.
En la investigación de brotes epidémicos la tipificación permite determinar la expansión clonal de un patógeno en el ambiente e identificar la fuente primaria de infección (caso índice). En forma alternativa, la acción de vigilancia epidemiológica debe monitorear la dispersión de un clon y la prevalencia de distintas cepas al interior de una población susceptible, como ayuda en la evaluación periódica de las estrategias de prevención y control o para la detección y monitoreo de infecciones emergentes o reemergentes.
Los métodos de tipificación se clasifican en dos grandes grupos: fenotípicos y genotípicos. Los primeros corresponden a los métodos tradicionales que han sido claves en el desarrollo de la epidemiología bacteriana descriptiva. Sin embargo, usualmente se pueden aplicar solo a los organismos para los cuales han sido desarrollados, son muy variables, complejos, lentos y no siempre discriminan entre las cepas. En cambio las técnicas genotípicas son aplicables al estudio de cualquier microorganismo, entregan información más completa y rápida que las tradicionales, y otorgan un mayor poder de resolución a la tipificación epidemiológica de los agentes infecciosos.
Los avances en el análisis genómico han permitido el desarrollo de pruebas con una sensibilidad y especificidad potencial muy alta, sometidas a la evaluación de una gran cantidad de muestras y siendo aplicables simultáneamente a la detección y caracterización de los microorganismos. Las técnicas de tipificación basadas en el DNA se pueden clasificar en métodos comparativos y métodos de clasificación .

• Métodos comparativos
Utilizados más frecuentemente en investigación de brotes epidémicos, ayudando en el control rápido de la transmisión de infecciones. El objetivo es comparar un número limitado de aislados obtenidos en un corto período de tiempo, determinando de esta forma la existencia de una epidemia al identificar relaciones clonales entre cepas o bien un suceso esporádico en la ausencia de estas.
• Métodos de estudio y clasificación (“library typing systems")
Son más aplicables a estudios epidemiológicos prospectivos donde los datos son obtenidos y analizados durante un largo período de tiempo (años o décadas). En este caso se requiere el uso de marcadores de cepas microbianas con una nomenclatura estandarizada y con una alta reproducibilidad a lo largo del tiempo y entre laboratorios. Se utilizan también para detectar y monitorear infecciones emergentes y reemergentes.
Los sistemas de tipificación también deben ser sometidos a un proceso de evaluación y validación respondiendo a 2 criterios fundamentales: rendimiento (eficacia) y conveniencia (eficiencia). Entre los criterios de rendimiento se encuentran la tipeabilidad, reproducibilidad, estabilidad, poder de discriminación, concordancia epidemiológica y concordancia del sistema de tipificación. Entre los criterios de conveniencia están la flexibilidad, rapidez, accesibilidad y complejidad del procedimiento.
Los métodos de genotipificación han permitido el estudio de relaciones entre cepas colonizadoras, contaminantes e infectantes, distinguiendo entre procesos de reinfección v/s reagudizacion de un cuadro y determinando la diseminación de cepas específicas en distintas zonas geográficas.
La utilidad de las técnicas moleculares de tipificación en la investigación epidemiológica se puede evidenciar con un par de ejemplos. En un estudio se utilizó el método de tipificación de oligonucleótidos espaciadores (espoligotipificación) con el objetivo de caracterizar cepas de Mycobacterium bovis aisladas desde varias especies, e identificadas previamente por cualidades fenotípicas. Tal estudio demostró que los aislados de humanos correspondían en su mayoría a cepas del grupo genómico bovino, como era de suponer en base a la epidemiología que caracteriza a esta zoonosis. Sin embargo, se descubrió que tres aislados correspondían al grupo caprino, comprobando la participación de esta especie animal en la transmisión de M. bovis a seres humanos. En otro reporte, se analizó la cepa del virus de Fiebre Aftosa (FA) causante del brote ocurrido en el Reino Unido a principios del año 2001. Tal estudio incluyó evaluaciones genéticas y geográficas del serotipo O del virus FA, llegando a identificarse como el causante de los brotes documentados desde principios de los 90 en países de Asia, Africa y Europa. Con esta información se establece la ruta seguida por el virus, los mecanismos más probables de su transmisión y el estatus epidemiológico de pandemia para la cepa actuante.
Los métodos moleculares también pueden ser aplicados a la identificación de genes específicos, como por ejemplo aquellos que causan resistencia a los antibióticos, codifican factores de virulencia, etc., facilitando la decisión terapéutica y el estudio de brotes con estas cepas.