A tecnologia baseia-se em sequenciamento massivo de DNA para detectar e identificar rapidamente patógenos cultiváveis e não cultiváveis

Por Milena Tutumi

Um único teste diagnóstico para identificação rápida de uma vasta gama de patógenos de relevância médica, entre bactérias, vírus e fungos, além dos genes que conferem maior virulência e resistência a antibióticos, a partir da análise direta de amostras microbiológicas. Essa tecnologia, que desde 2014 está sendo desenvolvida no Laboratório de Metabolismo Macromolecular Firmino Torres de Castro, do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, pretende detectar agentes etiológicos em amostras exíguas e complexas, sem a necessidade de cultivo e com a rapidez ideal para assegurar um prognóstico confiável.

Uma pesquisa em genômica e metagenômica na detecção de bactérias, fungos e arqueas em amostras ambientais foi o ponto de partida para que o grupo elaborasse e desenvolvesse um painel de genes microbianos para identificação rápida de patógenos de um só ensaio otimizado, eficaz e economicamente viável. Sua tecnologia baseia-se em sequenciamento massivo de DNA para detectar e identificar rapidamente patógenos cultiváveis e não cultiváveis, a partir de um complexo modelo computacional de análise dos genomas desses patógenos que serão detectados pelo kit. “Dessa forma, pretendemos criar um relatório final de quais patógenos estão presentes na amostra, de modo que seja efetivo o tratamento com antibióticos, por exemplo”, disse ao Portal LabNetwork Rosane Silva, chefe do Laboratório.

Aplicações clínicas do novo kit

Desenvolver uma linha de trabalho no diagnóstico de patógenos relacionados à saúde humana e genes de resistência a antibióticos estão entre as prioridades do grupo. Nesse contexto, a nova tecnologia poderá identificar de forma rápida e simultânea diferentes grupos taxonômicos mesmo em pequenas amostras, vantagem essa, segundo Rosane, de especial relevância em situações em que a cultura apresenta resultados falsos-negativos, como em presença de uso prévio de antibióticos, por exemplo, o que ocorre frequentemente em ambiente hospitalar.

Também serão especialmente beneficiados com a tecnologia os episódios em que há quantidade insuficiente de material para análise, como em amostras provenientes de infecções articulares, principalmente infecções em próteses ortopédicas, tecido cardíaco (endocardite), bem como em pacientes pediátricos, particularmente neonatos e prematuros.

A expectativa  do grupo de pesquisadores do Laboratório de Metabolismo Macromolecular Firmino Torres de Castro é que nova abordagem permita o início precoce de terapêutica direcionada e eficaz em diferentes casos de infecção grave com o diagnóstico rápido do agente etiológico causador, auxiliando na redução da mortalidade, bem como do tempo de internação e custo total do tratamento. A prática pode aumentar a sobrevivência dos pacientes em taxas de até 10% para cada hora da administração do antibiótico adequado.

A metodologia inovadora e robusta é capaz de identificar rapidamente sequências de DNA de um amplo espectro de espécies patogênicas, entre 24 e 72 horas, diferentemente do diagnóstico padrão por hemocultura, cujos resultados são disponibilizados em mais dias: “Nosso kit apresenta algumas vantagens sobre a hemocultura como diagnóstico precoce, identificação de microrganismos não-cultiváveis, análise de amostras pequenas e ausência de interferência pelo uso de antibioticoterapia”, avalia Rosane.

O produto, que atualmente contempla 40% da proposta inicial, poderá ser disponibilizado à comunidade científica também sob a forma de um servidor web, no qual o usuário fornece os dados de sequenciamento e obtém uma análise funcional da sua amostra, totalmente automatizado. Um dos objetivos do grupo de pesquisa é que no futuro o kit possa ser utilizado comercialmente, por enquanto, a expectativa é que dentro de um prazo de 48 meses complete-se a validação dos componentes do kit, controles positivos e negativos, sensibilidade, especificidade, processamento das amostras e finalização de relatório por plataforma computacional automatizada.

Pesquisadores já contemplaram 40% da proposta inicial do projeto. À esquerda, Rosane Silva, chefe do laboratório

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identificação rápida de patógenos, Laboratório de Metabolismo Macromolecular Firmino Torres de Castro, sequenciamento massivo de DNA

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