Identificación y Caracterización Bacteriana

La identificación y caracterización bacteriana es el conjunto de métodos de laboratorio utilizados para recuperar una bacteria de una muestra clínica y determinar su identidad —su género y especie, y cuando sea relevante, su cepa—, de modo que el resultado pueda apoyar el diagnóstico, la selección del tratamiento y la vigilancia. Los laboratorios modernos combinan métodos clásicos basados en el crecimiento y bioquímicos con la identificación proteómica mediante espectrometría de masas y con la secuenciación de ácidos nucleicos.

Definition

La identificación bacteriana es el proceso de laboratorio para determinar el género y la especie (y, cuando sea necesario, la cepa o el tipo) de una bacteria aislada o detectada en una muestra clínica, utilizando métodos fenotípicos, proteómicos y genotípicos.

Scope

Esta entrada abarca el aislamiento primario y la microscopía, la identificación fenotípica mediante el crecimiento y las reacciones bioquímicas, la identificación proteómica por espectrometría de masas MALDI-TOF, y la identificación genotípica por secuenciación génica, junto con la distinción entre identificación (nombrar el organismo) y caracterización (tipificación y determinación de rasgos). Se tratan estos aspectos como métodos de laboratorio y no como una guía clínica.

Core questions

• ¿Qué especie bacteriana está presente en esta muestra y es clínicamente significativa su recuperación?
• ¿Qué método de identificación —cultivo y bioquímica, espectrometría de masas MALDI-TOF o secuenciación génica— es apropiado para este organismo?
• ¿Cómo se caracterizan los organismos más allá del nivel de especie, por ejemplo, mediante la tipificación para la investigación de brotes?
• ¿Cuáles son los límites de cada método en cuanto a velocidad, precisión y capacidad para resolver especies estrechamente relacionadas?

Key concepts

• Aislamiento primario y cultivo puro
• Tinción de Gram y morfología colonial
• Perfilado bioquímico y fenotípico
• Identificación por espectrometría de masas MALDI-TOF
• Secuenciación del 16S rRNA y otros genes
• Identificación versus caracterización (tipificación)
• Base de datos de referencia y coincidencia espectral
• Tiempo de respuesta

Mechanisms

La identificación convencional comienza con el aislamiento de un cultivo puro, seguido de la lectura del crecimiento en medios selectivos y diferenciales, la morfología de la tinción de Gram y un panel de reacciones bioquímicas para asignar el organismo a una especie. La identificación proteómica mediante espectrometría de masas MALDI-TOF, en cambio, ioniza las proteínas de una colonia y compara el espectro de masas resultante —dominado por proteínas ribosómicas abundantes— con una base de datos de referencia, lo que permite una identificación a nivel de especie en minutos una vez que se dispone de un aislado; este enfoque cambió sustancialmente los flujos de trabajo rutinarios del laboratorio (Clark et al., 2013). La identificación genotípica secuencia genes conservados como el 16S rRNA o utiliza métodos de ácidos nucleicos más amplios, permitiendo la identificación directamente a partir de muestras o de organismos que crecen deficientemente (Espy et al., 2006). Cada vía implica un compromiso entre velocidad, coste y poder discriminatorio, y una identificación más rápida se ha vinculado al impulso más amplio para mejorar los diagnósticos de enfermedades infecciosas (Caliendo et al., 2013).

Clinical relevance

Una identificación precisa del organismo es un punto de partida para el razonamiento clínico sobre una infección y para elegir qué pruebas de susceptibilidad realizar. Esta entrada describe cómo se logra la identificación y qué la limita; es material de referencia y no prescribe cómo un resultado particular debe cambiar el cuidado de un paciente individual.

Epidemiology

Más allá de nombrar un organismo, los métodos de caracterización y tipificación sustentan la investigación de brotes y la vigilancia al determinar si los aislados de diferentes pacientes están relacionados. El cambio hacia la espectrometría de masas y los métodos moleculares ha sido parte de un esfuerzo más amplio para hacer que la detección de patógenos sea más rápida y más informativa (Caliendo et al., 2013).

History

La identificación bacteriana se basó durante la mayor parte del siglo XX en el cultivo, la tinción y la fenotipificación bioquímica. La introducción de la secuenciación de ácidos nucleicos y luego de la espectrometría de masas MALDI-TOF en los laboratorios de rutina cambió tanto la velocidad como la amplitud de la identificación, describiéndose la espectrometría de masas en particular como un cambio fundamental en la práctica rutinaria (Clark et al., 2013) y la amplificación molecular expandiendo lo que podía detectarse directamente de las muestras (Espy et al., 2006).

Seminal works

• clark-2013
• espy-2006
• caliendo-2013

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre la identificación y la caracterización de una bacteria?

La identificación nombra el organismo a nivel de género y especie; la caracterización va más allá para determinar rasgos o tipificar la cepa —por ejemplo, para determinar si los aislados de diferentes pacientes pertenecen al mismo brote.

¿Por qué la espectrometría de masas se ha vuelto común para la identificación bacteriana?

La espectrometría de masas MALDI-TOF puede identificar muchas bacterias a nivel de especie en minutos desde que se dispone de un aislado, al comparar el espectro de masas de proteínas del organismo con una base de datos de referencia, lo que hizo que la identificación rutinaria fuera más rápida que muchos paneles bioquímicos tradicionales (Clark et al., 2013).