ARTÍCULO DE REVISIÓN

 

Pruebas de sensibilidad para Mycobacterium tuberculosis

Drug susceptibility tests for Mycobacterium tuberculosis

 

César Ugarte-Gil¹ ; Mario Ponce Alvarez¹ ; David A. J. Moore³

1 Médico Cirujano. Instituto de Medicina Tropical Alexander Von Humboldt Universidad Peruana Cayetano Heredia
2 Médico Investigador. Wellcome Centre for Clinical Tropical Medicine, Imperial College London
3 Médico Investigador. Laboratorio de Enfermedades Infecciosas, Facultad de Ciencias y Filosofía. Universidad Peruana Cayetano Heredia.

 

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RESUMEN

Los regímenes de tratamiento no adecuado y los problemas de adherencia del paciente han ocasionado que las tasas de resistencia de Mycobacterium tuberculosis hayan aumentado en el mundo, originando así la aparición de las cepas multidrogo resistentes (MDR) y con resistencia extensa a drogas (XDR). El Perú presenta altas tasas de TB-MDR, y ya se han reportado casos de TB-XDR. Las pruebas de sensibilidad buscan detectar los casos con cepas resistentes, permitiendo otorgar el mejor tratamiento al paciente y evitando la propagación de la enfermedad a otras personas. Esta revisión de pruebas de sensibilidad dirigida al médico no especialista, se ha enfocado en las pruebas de sensibilidad disponibles según la Norma Técnica para el control de la Tuberculosis y otras que se encuentran en investigación.

Palabras clave: tuberculosis, pruebas de sensibilidad, diagnóstico.

 

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ABSTRACT

Inadequate treatment regimens and poor compliance have led to increased rates of drug resistance in Mycobacterium tuberculosis around the world, leading to the emergence of multidrug resistant (MDR) and extensively drug resistant (XDR) strains. In Peru MDR-TB rates are amongst the highest in the world and XDR-TB cases have been reported for almost a decade. Drug susceptibility tests detect cases with resistant strains, providing the best treatment option to the patient and diminishing the spread of the disease. This review is directed at the non-specialist physician, focusing upon the drug susceptibility tests approved by the National TB Program of Peru and others currently still under research.

Key words: tuberculosis, drug susceptibility tests, diagnosis.

 

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INTRODUCCIÓN

A pesar que el tratamiento para Mycobacterium tuberculosis es conocido hace casi 50 años, este ha tenido el problema de presentar patrones de resistencia a antibióticos desde el inicio debido a los regímenes de tratamiento no adecuados y a problemas en la adherencia del paciente1.

La aparición de cepas MDR (multidrogo resistente, donde por lo menos hay resistencia a la vez de isoniazida y rifampicina) y XDR (que son cepas MDR que además tienen resistencia a quinolonas y una droga de segunda línea inyectable) crea la necesidad de buscar métodos rápidos de diagnóstico para poder iniciar un tratamiento personalizado (“individualizado”), reduciendo así las posibilidades de fracaso y/o recaída, además de evitar la propagación de dicha cepa en la comunidad. La estrategia DOTS-Plus, es la recomendada para TB-MDR e incluye esquemas de tratamiento con drogas de segunda línea; en este caso las pruebas rápidas de susceptibilidad podrían permitir determinar el patrón de resistencia, permitiéndole al médico brindar un tratamiento adecuado lo más pronto posible (esta estrategia ya existe en el Perú, siendo además pioneros a nivel mundial).

Las tasas encontradas en el Perú de TB-MDR son de 5,3% en pacientes sin episodio previo de TB y de 24% en aquellos previamente tratados2, lo cual muestra un escenario en donde la TB-MDR (encontrándose ya reportes nacionales sobre la TB-XDR3) es un problemas creciente en nuestro país; por lo que se hace necesaria la búsqueda de diagnósticos más rápidos de los patrones de resistencia, que permitan la identificación rápida del paciente y su inmediato inicio de tratamiento. Estos métodos diagnósticos son directos o indirectos: directo es cuando se usa la muestra de esputo directamente en la prueba, e indirecto es aquella prueba que se necesita una cepa previa (hay que realizar un cultivo de la muestra de esputo, de donde se sacará la respectiva cepa en la que se realizará la prueba de sensibilidad).

En esta revisión se muestran aquellas pruebas de sensibilidad disponibles según la Norma Técnica para el control de la tuberculosis4 y algunas otras que están en fase de investigación, principalmente en nuestro país.

MÉTODO DE LAS PROPORCIONES

Es uno de los métodos autorizados por la Norma Técnica como prueba de sensibilidad4. Este método descrito por Canetti y Grosset5 compara el número de colonias desarrolladas en medios con diferentes diluciones de antibióticos, respecto a las desarrolladas en los medios sin antibióticos, interpretando el resultado a través de la proporción de colonias capaces de crecer en presencia del fármaco.

Es considerado el estándar de oro para sensibilidad a isoniazida, rifampicina, etambutol y estreptomicina, y como ventajas tiene que es altamente reproducible y su bajo costo; sin embargo la gran desventaja es que toma mucho tiempo para emitir un resultado (un promedio de 60 a 90 días6), ya que la muestra es primero cultivada, y si el cultivo es positivo para Mycobacterium tuberculosis, recién se realiza la prueba de sensibilidad.

Este tiempo es lo suficientemente largo para, por ejemplo, un paciente con una cepa MDR transmita dicha cepa a la comunidad7, o tiempo en el cual el paciente no recibe el tratamiento adecuado, empeorando su condición clínica condicionándolo al fracaso y/o abandono del tratamiento.

En el caso de pirazinamida, se aplica otro método porque este fármaco no es activo contra M. tuberculosis bajo condiciones normales de cultivo (cerca a pH neutro), pero si en medios ácidos (pH 5, 5). En este caso, la detección de la enzima pirazinamidasa (enzima del M. tuberculosis que hidroliza la pirazinamida a ácido pirazinoico, que es la forma activa de la pirazinamida contra la bacteria; por lo tanto la presencia de la enzima indica que la cepa es sensible y su ausencia, resistencia) o método de Wayne es el estándar de oro. Las colonias de un cultivo fresco en Löwenstein-Jensen (LJ) son sembradas en agar Dubos. Los medios son incubados y posteriormente se añade fosfato de amonio. Si se observa forma una banda rosada luego de añadir el reactivo, esto indicaría que la pirazinamida ha sido hidrolizada a ácido pirazinoico, y se consideraría que la cepa es sensible a pirazinamida8.

PRUEBAS DE ÓXIDO - REDUCCIÓN

Estas pruebas están basadas en la reducción de un indicador añadido al medio de cultivo luego de que el M. tuberculosis ha sido expuesto in vitro a diferentes antibióticos; logrando detectar la resistencia con el cambio del color del indicador, por este motivo son también llamadas pruebas colorimétricas. Dentro de estas pruebas está la prueba de Griess y las pruebas que usan como indicadores al azul de alamar, MTT y resazurina.

En un metanálisis en que se evalúa los métodos con MTT, azul de alamar y resazurina en cepas provenientes de cultivos positivos para M. tuberculosis, se encuentra que la sensibilidad y la especificidad de la resistencia a isoniazida y rifampicina estuvieron en un rango de 89% y 100%9. En otro estudio se comparó la prueba de Griess (o también llamada NRA, del inglés: Nitrate Reductase Assay), MTT y la resazurina (o también llamada REMA, del inglés: Resazurin Microtitre Assay) en cepas provenientes de cultivos positivos para M. tuberculosis, encontrándose una sensibilidad y una especificidad en rango de 94% y 100%10.

La prueba de Griess fue inicialmente desarrollada en el Instituto Central de Investigación de Tuberculosis en Moscú, Rusia. Consiste en una prueba colorimétrica de detección de sensibilidad de drogas de primera línea11, siendo éste es uno de los métodos autorizados por la Norma Técnica como prueba rápida para la detección de resistencia a isoniazida y rifampicina4.

Una de las grandes ventajas que tiene este método es que se creó para poder ser realizado con materiales accesibles para cualquier laboratorio12. Se basa en la idea de que el M. tuberculosis tiene la habilidad de reducir el nitrato a nitrito, que es rutinariamente usado para la identificación bioquímica de las especies de micobacterias. El medio de cultivo que se usa es el convencional Löwenstein Jensen (LJ) al que se le añade NaNO3, que es usado como sustrato para evaluar la reducción del nitrato.

La presencia de nitrito es fácilmente detectada con reactivos específicos (Reactivo de Griess), los cuales producen un cambio de color. Se considera que el resultado es negativo cuando no hay cambio de color o es un color rosado pálido, y es un resultado positivo si es un color rosado brillante hasta un rojo o violeta13. El tiempo promedio para la entrega de resultados es entre 7 a 18 días13 luego de haber obtenido el cultivo positivo (método indirecto) o 21 a 28 días14 si se aplica a una muestra de esputo frotis positivo.

Comparado con el método de las proporciones, el método de Griess tiene una sensibilidad de 100, 100, 82,1 y 92,2% y una especificidad del 100, 100, 92,3 y 100% para detección de resistencia a isoniazida, rifampicina, estreptomicina y etambutol respectivamente15.

Este método ya se ha estado comenzando a implementar a nivel público en el Perú, encontrándose una mejora real en la disminución del tiempo de espera para los resultados16.

MICROSCOPIC OBSERVATION DRUG SUSCEPTIBI-LITY (MODS)

Es un método de diagnóstico rápido desarrollado en la Universidad Peruana Cayetano Heredia que permite tanto la detección como la realización de la prueba de susceptibilidad directa a drogas de primera línea17. Es también un método rápido autorizado por la Norma Técnica para la detección de resistencia a isonizacida y rifampicina4. Se basa en tres principios:

1. M. tuberculosis crece más rápido en medios líquidos en comparación con medios sólidos.

2. La morfología del M. tuberculosis en cultivos líquidos es característica y reconocible, la que consiste en cordones formados por los microorganismos. Por medio de un microscopio de luz invertido se examinan placas con una delgada capa del medio Middlebrook 7H9 y sembradas con esputo decontaminado, de esta manera el M. tuberculosis se puede detectar antes que sea visible a simple vista.

3. La incorporación de drogas anti-TB permite realizar susceptibilidad a rifampicina e isoniacida.

En un ensayo clínico realizado en nuestro país18 reportan un tiempo promedio de positividad del cultivo y de la prueba de susceptibilidad de siete días, teniendo además una sensibilidad y especificidad de 97,8% y 99,6% respectivamente.

En el caso de pacientes con riesgo para TB (por presencia de sintomatología sugerente o factores de riesgo para TB o TB-MDR) el cultivo de una segunda muestra no incrementó la tasa de detección de TB18. En comparación con el método de proporciones y el sistema MBBacT, MODS tuvo una concordancia del 100% para rifampicina, 97% para isoniazida, 99% rifampicina e isoniazida, 95% para etambutol y 92% para estreptomicina18.

En otro estudio realizado en Etiopía se ha encontrado una sensibilidad de 92% y una especificidad de 99,5% para detectar TB-MDR19.

Este método, debido a su bajo costo y su rapidez para detectar TB-MDR, está en proceso de implementación en el Perú, se espera ver en dos años el impacto de este método en el sector público.

Las principales limitaciones de este método son la necesidad de un microscopio invertido y el entrenamiento para reconocer la formación de cordones.

PRUEBAS DE AMPLIFICACIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS (NUCLEIC ACID AMPLIFICATION TESTS; NAAT)

Son métodos para diagnóstico de M. tuberculosis, siendo una de las técnicas más usadas para la amplificación la reacción en cadena de la polimerasa (PCR); este grupo de pruebas demoran 3-6 horas en procesar una muestra20. Ejemplos de estas pruebas son el Amplified M. tuberculosis Direct test® (AMTD; GenProbe Inc.), el Amplicor MTB test® (Roche) y el Cobas Amplicor® (Roche). Todos ellos se encuentran aprobados por la FDA para detección de M. tuberculosis en muestras de esputo.

Uno de estos métodos NAAT que permite ver patrón de sensibilidad es el llamado INNO-LiPA Rif TB® (Innogenetics), el cual consiste en una amplificación mediante la reamplificación de una región de 70 pb del gen rpoB que codifica la subunidad beta de la ARN polimerasa presente en todos los miembros del complejo M. tuberculosis, seguida de una hibridación reversa. La biotina que actúa de marcador se incorpora durante la fase de amplificación, así el producto amplificado biotinilado es posteriormente desnaturalizado e hibridado con 10 sondas oligonucleótidas inmovilizadas en una tira reactiva a modo de líneas paralelas. El híbrido se detecta mediante una reacción colorimétrica que está automatizada (AUTOLiPA®) completándose el ensayo en aproximadamente 12 horas, sirviendo para detectar el M. tuberculosis y al mismo tiempo la resistencia a la rifampicina.

En un metanálisis se encontró que INNO-LiPA® tuvo una sensibilidad mayor al 95% y una especificidad del 100% en las pruebas realizadas en cepas aisladas; y en muestras directas tuvo una especificidad del 100% y una sensibilidad en el rango del 80% al 100%21.

Una de las limitaciones del INNO-LiPA® es que el resultado debe ser interpretado cuidadosamente en zonas con baja prevalencia de resistencia a rifampicina (puede tener un valor predictivo positivo de solo 66%, es decir un falso positivo por cada dos verdaderos positivos)22. Otro punto a considerar es su costo, ya que esta alrededor de US$ 45 (dólares americanos) cada muestra23, lo cual lo hace costoso para países con pocos recursos, además del entrenamiento especial para el personal de laboratorio.

El Genotype MTBDRplus® (Hain Lifescience, GmbH, Germany), es otra prueba NAAT, que se usa en cepas aisladas de medios sólidos o líquidos (método indirecto), como también de muestras de esputo frotis positivo (método directo). Como la prueba de INNO-LiPA®, esta es una prueba de PCR que detecta M. tuberculosis y mutaciones específicas del gen rpoB, además de mutaciones especificas en el gen katG (que indica resistencia de alto nivel para isoniacida) y en el gen inhA (que indica resistencia de bajo nivel para isoniazida). En comparación con el cultivo y prueba de susceptibilidad en MGIT-960 o método de proporciones en medio sólido (agar Middlebrook 7H11), esta prueba tuvo una sensibilidad y especificidad de 98,4% y 99,1% respectivamente, para detectar resistencia a rifampicina; y en el caso de resistencia a isoniazida, 91,4% y 99,7% de sensibilidad y especificidad respectivamente5.

Una consideración importante es que los NAAT no pueden ser usados para monitorizar el tratamiento, debido a que pueden detectar bacterias no viables, lo cual sería un resultado falso positivo.

BACTEC MGIT 960

El método de cultivo bacteriológico automatizado BACTEC MGIT 960® (Becton Dickinson Diagnostic Instrument System, Inc.) permite obtener resultados de pruebas de susceptibilidad a drogas antituberculosas en un menor tiempo que el método de las proporciones y a gran escala (permite 960 cultivos), sin embargo tiene un costo mucho más alto. A diferencia del BACTEC 460®, el BACTEC MGIT 960® presenta la ventaja considerable de ser un método no radioactivo lo cual lo hace más seguro para el personal de laboratorio25.

Este sistema automatizado usa MGIT, que contiene el medio de cultivo Middlebrook 7H9, detectando consumo de O2 mediante unos sensores fluorométricos. Un aspecto relevante del medio MGIT es que los tubos poseen tapones tipo rosca, evitando el uso de agujas y jeringuillas. Los resultados se reportan como positivos o negativos y en unidades de crecimiento. La tasa de cultivos aislados por el BACTEC MGIT 960® es mejor que en el medio LJ (80-100% contra 59,7-87,2%)26.

En relación a la capacidad del BACTEC MGIT 960® para dar resultados de sensibilidad a drogas de primera línea, se ha encontrado una sensibilidad de 100% para las cuatro drogas (isoniazida, rifampicina, etambutol y estreptomicina) y un rango de especificidad de 89,8% para estreptomicina hasta 100% para rifampicina; siendo el tiempo promedio para dichos resultados de 6,5 días27 (método directo) y 9,9 días adicionales28 (método indirecto).

PRUEBAS CON FAGOS

Estas pruebas se basan en la habilidad de los micobacteriófagos de infectar y replicarse en los M. tuberculosis viables. Existen principalmente dos tipos de tests basados en fagos usados para la detección de M. tuberculosis7,29,30

1. Los bacteriófagos infectan los M. tuberculosis en la muestra. Luego la muestra es tratada con un virucida potente, destruyendo los fagos que no han infectado ninguna bacteria, y posteriomente el virucida es neutralizado. Los fagos que ha infectado a los M. tuberculosis se replican y luego se liberan. Estos fagos liberados son amplificados y posteriormente son detectados usando micobacterias de rápido crecimiento, no patogénicas, que se encuentran en una placa de agar y soportan la replicación del fago (así como de esta especie de micobacterias). El resultado se puede observar a simple vista, como placas claras, correspondientes a las zonas donde ha habido muerte celular secundaria (las micobacterias no patogénicas en la placa) a la replicación del fago30. Este tipo de pruebas en casos con baciloscopía positiva tiene una sensibilidad de 29-87% y una especificidad de 60-88%; y en casos con baciloscopía negativa una sensibilidad de 13-78% y una especificidad de 89-99%31. FASTPlaqueTB® (Biotec Laboratories Ltd, Reino Unido), es un ejemplo comercial de este tipo de prueba, usando el micobacteriófago D29 permite la detección de M. tuberculosis pero no realiza prueba de sensibilidad. FASTPlaque-RIF®, es una versión que permite la detección resistencia a rifampicina en 48 horas de un cultivo positivo30.

2. El otro, detecta la luz producida por fagos con el gen de luciferasa que han infectado los M. tuberculosis vivos. Este método fue desarrollado como una prueba de sensibilidad rápida. La principal desventaja es que requiere un periodo de cultivo antes de realizar la prueba.

En el caso de la detección de resistencia a rifampicina, los resultados son variables, sensibilidad 86-100% y especificidad 73-99%31. Estas pruebas pueden ser una alternativa a los NAAT para la detección de casos con baciloscopía negativa a un costo menor7. La desventaja de estas pruebas es que requieren de la infraestructura necesaria para los cultivos de micobacterias de rutina29.

En un estudio realizado en nuestro país32 se usó una prueba basada en el bacteriófago D29, se reportó para rifampicina una sensibilidad de 100% y especificidad de 98%; y para isoniazida 80,4% de sensibilidad y 80,8% de especificidad.

CONCLUSIONES

El éxito del tratamiento de la tuberculosis depende de muchos factores, como tratamiento y apoyo al paciente; sin embargo, debido al problema existente de tuberculosis MDR, es imperativo que se universalice las pruebas de sensibilidad (que sean rápidas y económicas para que estén a la alcance de nuestra realidad) a todos los pacientes con diagnóstico de tuberculosis, ya que permitirá un tratamiento adecuado con la consiguiente recuperación integral del paciente, además que a largo plazo permitirá no seguir favoreciendo la aparición de nuevas cepas resistentes y el aumento de los casos de tuberculosis MDR y XDR.

 

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CORRESPONDENCIA

César Ugarte-Gil
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