Patología Molecular Microbiana
La patología molecular microbiana es la aplicación de métodos de laboratorio basados en ácidos nucleicos y proteínas para detectar, identificar, caracterizar y rastrear agentes infecciosos —bacterias, virus, hongos y parásitos— y los determinantes genéticos que rigen su virulencia y resistencia. Se sitúa en la intersección de la microbiología clínica y el diagnóstico molecular, complementando el cultivo y la microscopía con información a nivel de secuencia.
Definition
La patología molecular microbiana es la rama de la medicina de laboratorio que utiliza técnicas moleculares —amplificación de ácidos nucleicos, secuenciación, hibridación y perfilado basado en espectrometría de masas— para identificar patógenos, caracterizar sus genomas e inferir información epidemiológica y de resistencia.
Scope
Esta área orienta al lector hacia los enfoques moleculares utilizados en microbiología diagnóstica: la amplificación y secuenciación de genes marcadores conservados para la identificación de organismos, la genotipificación y el análisis filogenético para el rastreo de brotes y la evolución, la detección de genes de resistencia, el diagnóstico molecular de enfermedades fúngicas y parasitarias, y estrategias metagenómicas y de genoma completo independientes del cultivo. Se enmarcan estos temas como de laboratorio y referencia, en lugar de como instrucciones de manejo clínico.
Sub-topics
Core questions
- ¿Qué organismo está presente y a qué especie o cepa puede resolverse mediante marcadores moleculares?
- ¿Cómo se conectan los aislados relacionados en la transmisión y qué revela la filogenia sobre su evolución?
- ¿Qué determinantes de resistencia y virulencia están codificados y cuán móviles son?
- ¿Cuándo deberían preferirse los métodos independientes del cultivo (metagenómicos o de genoma completo) sobre los ensayos dirigidos?
Key concepts
- Genes marcadores conservados (16S rRNA, ITS) como objetivos de identificación
- Pruebas de amplificación de ácidos nucleicos (PCR y variantes)
- Genotipificación y tipificación molecular de cepas
- Inferencia filogenética y epidemiología molecular
- Detección de resistencia genotípica
- Diagnóstico independiente del cultivo
- Secuenciación de genoma completo y metagenómica
Mechanisms
Los métodos de microbiología molecular explotan las diferencias de secuencia entre organismos. Los genes marcadores conservados pero variables —el gen bacteriano 16S rRNA y la región espaciadora transcrita interna (ITS) fúngica— pueden amplificarse y secuenciarse para clasificar taxonómicamente un aislado (Patel, 2001). La discriminación a nivel de cepa utiliza la tipificación basada en bandas o en secuencias para determinar si los aislados están relacionados (Tenover, 1995). La comparación de secuencias entre muestras permite la reconstrucción filogenética de cómo evolucionan y se propagan los patógenos (Pybus & Rambaut, 2009). La secuenciación metagenómica independiente del cultivo lee los ácidos nucleicos directamente del material clínico, detectando en principio cualquier organismo presente sin conocimiento previo de qué buscar (Miller & Chiu, 2020).
Clinical relevance
Los métodos moleculares describen cómo los laboratorios modernos identifican patógenos, detectan determinantes de resistencia y reconstruyen la transmisión, lo que sustenta la elaboración de informes diagnósticos, la vigilancia de la prevención de infecciones y la gestión de antimicrobianos a nivel de sistema. Esta entrada explica cómo se genera dicha evidencia y no es una guía para diagnosticar o tratar a ningún paciente individual.
Evidence & guidelines
Los métodos aquí resumidos se basan en la literatura diagnóstica y metodológica en microbiología clínica, incluyendo criterios estandarizados para la interpretación de patrones de tipificación de cepas (Tenover, 1995) y revisiones que sopesan el papel clínico de la secuenciación metagenómica (Miller & Chiu, 2020). Los estándares específicos de rendimiento y notificación de los ensayos son establecidos por organismos profesionales y reguladores y no se reproducen aquí.
History
La microbiología molecular surgió de la difusión de la PCR y la secuenciación de ADN a finales del siglo XX, lo que hizo rutinaria la identificación de genes conservados (Patel, 2001) y la tipificación molecular reproducible de cepas (Tenover, 1995). La maduración de la secuenciación de alto rendimiento extendió luego el campo a enfoques de genoma completo y metagenómicos que leen los genomas de los patógenos directamente de las muestras clínicas (Miller & Chiu, 2020).
Related topics
Seminal works
- patel-2001
- tenover-1995
- pybus-2009
Frequently asked questions
- ¿En qué se diferencia la patología molecular microbiana de la microbiología clínica tradicional?
- La microbiología tradicional se basa en el cultivo, la microscopía y las pruebas fenotípicas, mientras que la patología molecular añade métodos basados en ácidos nucleicos y secuencias que pueden identificar y caracterizar organismos, incluidos aquellos que crecen mal o no crecen en absoluto en cultivo.
- ¿Los métodos moleculares reemplazan al cultivo?
- No del todo; los métodos moleculares y los basados en cultivo suelen ser complementarios. El cultivo sigue siendo importante para las pruebas de susceptibilidad fenotípica y la recuperación de aislados, mientras que los métodos moleculares añaden velocidad, identificación a nivel de secuencia y detección de determinantes de resistencia.