Tecnología, esencial para la prevención de infecciones intrahospitalarias

Las enfermedades intrahospitalarias, también conocidas como “infecciones asociadas con la atención en salud”, son un problema recurrente durante la atención médica en entornos hospitalarios o de atención médica. En 2019, el Instituto Nacional de Salud (INS) informó sobre 157 brotes que afectaron a 1.042 pacientes; el 83,8 % (873) se clasificaron como infecciones activas, mientras que el 16,2 % (169) como colonizaciones. 

Tales infecciones pueden surgir después de la admisión del paciente y no necesariamente estaban presentes en periodo de incubación al momento de su ingreso.

Dentro del grupo de microorganismos responsables de algunas infecciones en heridas, quemaduras, vías respiratorias y del tracto urinario, se encuentran P. aeruginosa y K. pneumoniae, que representan un desafío para los tratamientos convencionales debido a su capacidad de adaptarse y sobrevivir en diversos entornos, incluyendo los hospitales, donde además han desarrollado resistencia a los antibióticos.

Óscar Eduardo Carabalí Mosquera, magíster en Bioinformática de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), resalta la importancia de la tipificación genómica en estos casos: “es crucial para entender las características de las bacterias, como sus genes de resistencia y virulencia, lo cual representa un desafío importante debido a la escasa disponibilidad de herramientas bioinformáticas para adelantar este proceso”.

Y es precisamente esa necesidad la que lo llevó a explorar en el contexto colombiano la aplicación de 19 herramientas bioinformáticas extranjeras, avanzadas y de uso libre, que pudieran ofrecer una visión más completa y precisa del material genético de las bacterias.

La secuenciación de genoma completo es un proceso esencial para entender en detalle el ADN de cualquier microorganismo. En palabras del experto, “este proceso implica aislar, fragmentar y amplificar los microorganismos del paciente para luego secuenciarlos mediante tecnologías avanzadas. El uso de softwares y algoritmos permite ensamblar las secuencias cortas en un genoma completo, revelando la especie, los genes de resistencia y otros elementos”.

La evaluación crucial

De las 19 herramientas bioinformáticas se evalúo su capacidad para tipificar y analizar genomas completos de bacterias. Para eso se emplearon enfoques de análisis genómico de genes, nucleótidos y pangenoma, cada uno con sus ventajas y limitaciones. 

La prueba incluyó más de 50 secuencias completas de genomas bacterianos recolectadas de muestras clínicas reales que abarcaron P. aeruginosa y K. pneumoniae. 

Como resultado se obtuvo que 3 de las 19 herramientas demostraron un rendimiento óptimo en la identificación y tipificación bacteriana. Chewbacca, en especial, mostró ser eficiente en la tipificación genómica basada en genes.PRIVATE se destacó en el análisis de variaciones en nucleótidos, es decir que fue hábil en detectar y comprender las diferencias individuales en los bloques fundamentales del ADN que pueden influir en la variabilidad genética. Y KSNP4, exhibió un rendimiento sólido en pangenoma, que hace referencia al conjunto completo de genes presentes en una especie.

Como parte del proceso, las secuencias de los genomas de las bacterias estudiadas se compararon con un genoma de referencia establecido que funcionó como “blanco” para evaluar el rendimiento de cada herramienta en términos de precisión y eficacia en la tipificación. El magíster estableció criterios de inclusión y exclusión para garantizar la precisión.

Al permitir una tipificación más precisa y una identificación de cepas más efectiva, estas herramientas facilitan la prevención y el control de brotes, además de informar sobre estrategias de tratamiento más personalizadas. 

Este estudio representa un paso importante en el ámbito de la investigación en Colombia, al establecer bases sólidas para la tipificación genómica de bacterias hospitalarias y la identificación de rutas de transmisión. 

La investigación también resalta la importancia de desarrollar herramientas nacionales para este propósito, dado el creciente interés en la secuenciación genómica y la bioinformática en la comunidad científica del país.