Development of Three Real-Time PCR assays to Detect Bacillus anthracis and Assessment of Diagnostic Utility

Desarrollo de tres ensayos de PCR en tiempo real para detectar Bacillus anthracis y evaluación de la utilidad diagnóstica

Se desarrollaron tres ensayos de PCR en tiempo real para detectar objetivos genéticos de Bacillus anthracis (pXO1; pXO2 y cromosoma). Dos de los ensayos de PCR (pXO1-MGB y Ba chr-MGB) se probaron contra extractos de ADN producidos a partir de muestras de sangre completa obtenidas de un modelo de infección murina de B. anthracis replicado. En los tres modelos, se analizaron 45 muestras en total, dentro de las cuales se demostró que un subconjunto de 41 muestras contenía B. anthracis por PCR o cultivo microbiológico. Utilizando el cultivo microbiológico como un análogo del hemocultivo convencional (como se usa en entornos clínicos), se compararon las tasas de detección de PCR y hemocultivo. En dos de los modelos murinos, el hemocultivo tuvo una tasa de detección significativamente mayor que la PCR (BA1, p = 0.004; BA3, p = 0.013). En el modelo BA2 no hubo diferencias significativas entre las tasas de detección de PCR y hemocultivo.

Introducción

El ántrax es una enfermedad zoonótica causada por el Bacillus anthracis. Es un bacilo Gram positivo, no móvil, facultativo y formador de esporas anaeróbicas. En los seres humanos se han registrado tres tipos de infección por ántrax según la vía de infección: cutánea, gastrointestinal y por inhalación. El ántrax por inhalación es poco frecuente y suele ser inducido por la exposición a esporas, ya sea de fuentes ambientales [1] o por bioterrorismo [2]. Un reciente brote entre los consumidores de drogas en el Reino Unido se ha atribuido a la heroína contaminada con esporas de ántrax [3].

La posibilidad de que B. anthracis se utilice como arma biológica significa que se requiere una identificación rápida y sensible. El diagnóstico rápido del agente causante de una enfermedad permite aplicar las medidas médicas adecuadas. El retraso en la aplicación de una terapia antimicrobiana apropiada [4] es un factor que contribuye al aumento de la mortalidad de los pacientes [5]. El diagnóstico suele basarse en análisis bacteriológicos o serológicos que pueden llevar mucho tiempo. En un caso reciente de carbunco por inhalación [1], el diagnóstico preliminar de B. anthracis mediante técnicas de hemocultivo se realizó unas 72 horas después de que el paciente se presentara en el hospital.

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se usa comúnmente para detectar muchos patógenos bacterianos de diferentes tipos de muestras [6,7] y puede lograr un resultado en 2 horas. La detección de B. anthracis a menudo se facilita mediante ensayos de PCR diseñados contra objetivos genéticos en los plásmidos pXO1 y pXO2 asociados a la virulencia. Sin embargo, estos plásmidos (o los elementos que se originan en estos plásmidos) se han encontrado en otras especies de Bacillus [8-10], de modo que la provisión de un ensayo cromosómico, específico para B. anthracis, puede ayudar a distinguir las cepas clásicas de B. anthracis de otras especies que albergan pXO1 y pXO2.