Indicaciones de la PCR de ADNr 16S de amplio rango
La PCR de ADNr 16S de amplio rango puede detectar tanto bacterias viables como no viables, de forma similar a la qPCR. También es clínicamente útil cuando otras técnicas dan resultados negativos, por ejemplo, en endocarditis con cultivo negativo, artritis séptica, meningitis o infecciones de larga duración.8 11 Las bacterias identificadas suelen ser inusuales, raras, difíciles de cultivar o bacterias para las que no se dispone de una PCR específica.8 9 Los ejemplos incluyen la identificación de Helicobacter sp como causa subyacente de la osteomielitis o de Neisseria meningitidis como causa inesperada de la artritis séptica mediante una PCR de 16S rDNA de amplio espectro, después de que otras técnicas de diagnóstico microbiano dieran resultados negativos.12 13
También es posible hacer distinciones entre especies: Ureaplasma spp consiste en dos cepas bacterianas, Ureaplasma parvum y Ureaplasma urealyticum, indistinguibles mediante cultivo, y cada una de ellas se sospecha que causa una patología diferente en los neonatos.7 14 15 La PCR de ADNr 16S de amplio rango, seguida de secuenciación, ha permitido la diferenciación e identificación de ambas especies, ayudando a la investigación de la patogenicidad específica de la especie.8 16
Además, la PCR de ADNr 16S de amplio rango puede identificar bacterias no caracterizadas previamente. La PCR de ADNr 16S de amplio rango permitió la identificación de Bartonella henselae y Tropheryma whippelii como patógenos subyacentes a la enfermedad del arañazo de gato y la enfermedad de Whipple, respectivamente.17 18
Sin embargo, la amplitud de la PCR de ADNr 16S de amplio rango la hace vulnerable a la contaminación. Todo el ADN bacteriano presente en una muestra se amplifica, incluido el que está inevitablemente presente en los reactivos, lo que significa que la contaminación ambiental de bajo nivel es imposible de eliminar por completo. Con un número elevado de ciclos térmicos, este ADN contaminante de bajo nivel se amplificará y dará un resultado falso-positivo. Para reducir este riesgo, la secuenciación debe llevarse a cabo para distinguir entre un patógeno genuino y los contaminantes (a menudo bacterias transmitidas por el agua con muy poca probabilidad de causar enfermedades). Utilizando las técnicas de secuenciación estándar, sólo se puede identificar la secuencia de ADN más dominante, lo que significa que en las muestras en las que hay más de una especie bacteriana (como las heces) los resultados no son interpretables. Esto significa que la PCR de ADNr 16S de amplio rango con secuenciación estándar no es útil para las muestras procedentes de sitios no estériles.
Para reducir aún más el riesgo de verse abrumado por la contaminación, el número de ciclos térmicos se reduce en comparación con las qPCR específicas, pero esto tiene el efecto concomitante de reducir la sensibilidad.19 Esto significa que la PCR de ADNr 16S de amplio rango siempre será menos sensible que una qPCR específica bien diseñada del orden de 1-2 logs. Una última desventaja es que estos métodos pueden estar limitados a los laboratorios de investigación o especializados, lo que significa que las muestras pueden tener que enviarse fuera, aumentando el tiempo de respuesta.16 En la tabla 1 se comparan las principales ventajas y desventajas de los métodos de cultivo, la qPCR y la PCR de amplio espectro del ADNr 16S, y en la figura 1C se muestra un diagrama de flujo de las investigaciones sugeridas para las sospechas de infecciones bacterianas de sitios estériles que incorporan tanto la qPCR como la PCR de amplio espectro del ADNr 16S.
En resumen, la PCR de 16S rDNA de amplio espectro es un complemento crucial para el diagnóstico microbiológico como segunda línea cuando se sospecha una infección de un sitio estéril, pero el cultivo y la qPCR para los patógenos más probables han resultado negativos. Debido al riesgo de detectar contaminación por ADN bacteriano, se realizan menos ciclos de PCR que en el caso de la qPCR, lo que da lugar a un ensayo menos sensible, por lo que la qPCR debe utilizarse en primer lugar (figura 1C). En la investigación, la PCR del ADNr 16S seguirá utilizándose para identificar nuevas especies bacterianas, caracterizar la patogenicidad específica de las especies y como ensayo de referencia para comparar cuando se evalúan nuevos ensayos. También se utiliza en combinación con técnicas de vanguardia, como la secuenciación de nueva generación. A medida que la secuenciación de nueva generación basada en la PCR del ADNr 16S de amplio espectro se hace más asequible y está más disponible, estas técnicas tienen el potencial de permitir una terapia personalizada a medida que aumenta nuestra comprensión de la compleja interacción entre nosotros y nuestras comunidades microbianas.21 Por ejemplo, la PCR de 16S rDNA de amplio rango de las comunidades microbianas del intestino ha identificado cambios distintivos en condiciones como el VIH, el parto prematuro de los recién nacidos y la desnutrición.22-24 A medida que exploramos las posibles vías terapéuticas reveladas en estas diversas condiciones, es probable que la PCR de 16S rDNA de amplio rango sea una piedra angular de la investigación futura.