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T�cnicas de biolog�a molecular en el diagn�stico de enfermedades infecciosas

 

Molecular biology techniques in the diagnosis of infectious diseases

 

F As t�cnicas de biologia molecular no diagn�stico de doen�as infecciosas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: carlos.marcillo@unesum.edu.ec

 

Ciencias de la Salud

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 20 de julio de 2024 *Aceptado: 21 de agosto de 2024 * Publicado: �30 de septiembre de 2024

 

        I.            Universidad Estatal del Sur de Manab�, Docente Carrera Laboratorio Cl�nico, Ecuador.

      II.            Universidad Estatal del Sur de Manab�, Estudiante Investigador de la Carrera de Laboratorio Cl�nico, Jipijapa, Ecuador.

   III.            Universidad Estatal del Sur de Manab�, Estudiante Investigador de la Carrera de Laboratorio Cl�nico, Jipijapa, Ecuador.

   IV.            Universidad Estatal del Sur de Manab�, Estudiante Investigador de la Carrera de Laboratorio Cl�nico, Jipijapa, Ecuador.

 

Resumen

Las t�cnicas de biolog�a molecular han transformado significativamente el diagn�stico de enfermedades infecciosas al ofrecer una mayor precisi�n, rapidez y sensibilidad en la identificaci�n de pat�genos. Este estudio analiza los m�todos modernos, como la PCR, la secuenciaci�n gen�tica y otros enfoques moleculares utilizados en el diagn�stico de enfermedades infecciosas. Se resalta que estas t�cnicas facilitan la detecci�n temprana y precisa de pat�genos, incluso en casos en los que fallan los m�todos tradicionales. Los hallazgos muestran que la biolog�a molecular no solo mejora la precisi�n en el diagn�stico, sino que tambi�n refuerza las estrategias de tratamiento. En pa�ses como Ecuador, la implementaci�n de estas t�cnicas ha demostrado ser crucial para una vigilancia efectiva y el control de enfermedades infecciosas, lo cual contribuye a mejorar los resultados cl�nicos y de salud p�blica.

Palabras clave: Biolog�a Molecular; Diagn�stico Infeccioso; PCR; Secuenciaci�n Gen�tica.

 

Abstract

Molecular biology techniques have significantly transformed the diagnosis of infectious diseases by offering greater accuracy, speed, and sensitivity in identifying pathogens. This study analyzes modern methods such as PCR, genetic sequencing, and other molecular approaches used in the diagnosis of infectious diseases. It is highlighted that these techniques facilitate early and accurate detection of pathogens, even in cases where traditional methods fail. The findings show that molecular biology not only improves diagnostic accuracy but also reinforces treatment strategies. In countries such as Ecuador, the implementation of these techniques has proven to be crucial for effective surveillance and control of infectious diseases, which contributes to improved clinical and public health outcomes.

Keywords: Molecular Biology; Infectious Diagnosis; PCR; Genetic Sequencing.

 

Resumo

As t�cnicas de biologia molecular transformaram significativamente o diagn�stico de doen�as infeciosas, oferecendo maior precis�o, rapidez e sensibilidade na identifica��o de agentes patog�nicos. Este estudo rev� m�todos modernos como a PCR, a sequencia��o gen�tica e outras abordagens moleculares utilizadas no diagn�stico de doen�as infeciosas. De salientar que estas t�cnicas facilitam a dete��o precoce e precisa de agentes patog�nicos, mesmo nos casos em que os m�todos tradicionais falham. As descobertas mostram que a biologia molecular n�o s� melhora a precis�o do diagn�stico, como tamb�m fortalece as estrat�gias de tratamento. Em pa�ses como o Equador, a implementa��o destas t�cnicas revelou-se crucial para uma vigil�ncia e controlo eficazes das doen�as infeciosas, o que contribui para melhorar os resultados cl�nicos e de sa�de p�blica.

Palavras-chave: Biologia Molecular; Diagn�stico Infeccioso; PCR; Sequencia��o Gen�tica.

 

Introducci�n

La mejora de la especificidad, sensibilidad y rapidez de las t�cnicas de diagn�stico tradicionales ha sido crucial para combatir las enfermedades infecciosas. Sin embargo, gracias al progreso de la investigaci�n y la creciente necesidad de diagn�sticos precisos y efectivos, han surgido m�todos de laboratorio basados en la biolog�a molecular que se utilizan en programas de prevenci�n, control y tratamiento. La biolog�a molecular abri� horizontes a nuevas generaciones de cient�ficos al estudiar los procesos e interacciones de los seres vivos a nivel molecular, creando pruebas espec�ficas para el estudio de cada uno. La especificidad, sensibilidad, reproductibilidad y rapidez son caracter�sticas distintivas de las pruebas moleculares�(Corval�n , Aguayo , L�vican , & Corval�n , 2020).

A nivel mundial, la biolog�a molecular ha revolucionado el diagn�stico de enfermedades infecciosas. La PCR en tiempo real y la Reacci�n en Cadena de la Polimerasa (PCR) han simplificado el diagn�stico y el seguimiento de la progresi�n de las enfermedades. Las t�cnicas mencionadas anteriormente han sido cruciales para controlar brotes como el del SARS-CoV-2, ya que permiten un seguimiento efectivo de las variantes del virus. Un estudio a nivel mundial reciente ha revelado c�mo la secuenciaci�n de �cidos nucleicos mejora la detecci�n y el tratamiento temprano de infecciones virales y bacterianas (2).

En las �ltimas d�cadas, la biolog�a molecular ha revolucionado el diagn�stico de enfermedades infecciosas. Estas t�cnicas permiten establecer un diagn�stico precoz y confiable, as� como monitorear la evoluci�n de la enfermedad y mejorar los resultados del tratamiento. Algunas de las principales t�cnicas de biolog�a molecular utilizadas incluyen: Reacci�n en cadena de la polimerasa (PCR), PCR en tiempo real o PCR cuantitativa, Transcripci�n reversa PCR (RT-PCR), Microarreglos, Secuenciaci�n de �cidos nucleicos�(3).

El estudio de las t�cnicas de biolog�a molecular aplicadas al diagn�stico de laboratorio de diversas enfermedades es crucial por varias razones: proporciona un conocimiento previo esencial para realizar diagn�sticos efectivos; permite identificar cu�l es la prueba diagn�stica m�s �ptima y confiable; y subraya la importancia de utilizar m�todos m�s comunes para garantizar una intervenci�n y tratamiento adecuados. Estas t�cnicas moleculares son empleadas para detectar microorganismos no cultivables, identificar variantes gen�ticas y reconocer genes de resistencia a antibi�ticos o antivirales, as� como otros�(4).

Actualmente, en Latinoam�rica se han creado t�cnicas moleculares r�pidas que permiten detectar agentes microsc�picos en un lapso de 24 a 72 horas. Durante los primeros cinco meses de 2020, la Organizaci�n Panamericana de la Salud (OPS) registr� m�s de 1,6 millones de casos de dengues en las Am�ricas. Brasil registr� la mayor cantidad de casos, con 1.040.481, lo que representa el 65% del total, seguida por Paraguay, con 218.798, Bolivia, con 82.460, Colombia, con 54.192 y Argentina, con 79.775 casos. Las infecciones tropicales como la malaria, el dengue y la leptospirosis presentan signos y s�ntomas inespec�ficos y requieren diagn�stico mediante pruebas serol�gicas y moleculares (5).

Estas t�cnicas permiten detectar y cuantificar incluso peque�as cantidades de material gen�tico de los pat�genos, lo que las hace m�s sensibles y espec�ficas que los m�todos tradicionales de cultivo y observaci�n microsc�pica. En Ecuador, tambi�n se han implementado estas t�cnicas de biolog�a molecular para el diagn�stico de enfermedades infecciosas. Se utiliz� PCR en tiempo real para el diagn�stico r�pido de tuberculosis. Mediante el empleo de estos m�todos moleculares avanzados, los investigadores pudieron realizar una vigilancia efectiva de las cepas virales presentes en la poblaci�n, lo que contribuy� a una mejor comprensi�n de la din�mica de transmisi�n y la implementaci�n de medidas de control oportunas�(6). Estudios como este demuestran c�mo las t�cnicas de biolog�a molecular se est�n aplicando cada vez m�s en el pa�s para mejorar el diagn�stico y seguimiento de diversas enfermedades infecciosas, tanto a nivel local como regional.

En Quito, se realiz� un estudio que evalu� el uso de t�cnicas de secuenciaci�n gen�mica para vigilar las infecciones por SARS-CoV-2, lo que permiti� monitorear la difusi�n de diversas variantes del virus en la ciudad. Este estudio utiliz� t�cnicas de secuenciaci�n de �cidos nucleicos para identificar y caracterizar gen�ticamente las cepas de SARS-CoV-2 que se encontraron en Quito durante la pandemia de COVID-19. Gracias a estas t�cnicas de biolog�a molecular sofisticadas, los investigadores pudieron monitorear mejor las variantes virales en la poblaci�n�(7).

Gracias a los avances en t�cnicas basadas en la biolog�a molecular, el diagn�stico de enfermedades infecciosas ha experimentado un cambio significativo en los �ltimos a�os. Estas t�cnicas permiten un diagn�stico m�s temprano y confiable al tiempo que facilitan la monitorizaci�n de la enfermedad, la determinaci�n del pron�stico y el aumento de la supervivencia�(8). Las t�cnicas de biolog�a molecular ofrecen una variedad de m�todos para amplificar, detectar y secuenciar �cidos nucleicos (ADN o ARN, seg�n la sospecha cl�nica). La automatizaci�n, la nanotecnolog�a y la inform�tica han mejorado el diagn�stico de enfermedades infecciosas, lo que ha permitido un tratamiento m�s r�pido y menos costoso.

�(9).

Por consiguiente, se plante� la siguiente interrogante: �Cu�les son las t�cnicas de diagn�stico de enfermedades infecciosas?

 

Metodolog�a

Tipo de investigaci�n

Esta investigaci�n es una revisi�n sistem�tica que tiene como objetivo sintetizar la evidencia actual sobre c�mo las t�cnicas de biolog�a molecular ayudan a diagnosticar enfermedades infecciosas.

 

Fuentes de informaci�n

Para la recopilaci�n de datos, se utilizaron los siguientes buscadores cient�ficos: PubMed, Google Acad�mico, Dialnet, Semantic Scholar. Se incluyeron estudios publicados en los �ltimos 5 a�os para asegurar la relevancia y actualidad de los datos.

 

Estrategias de b�squeda

La b�squeda se realiz� utilizando palaras clave y t�rminos MeSH relacionados con las t�cnicas de biolog�a molecular y el diagn�stico de enfermedades infecciosas. Los t�rminos espec�ficos utilizados incluyeron: �PCR en diagn�stico de enfermedades infecciosas�, �PCR tuberculosis�, �PCR malaria�, �PCR VIH�, �RT- PCR en diagn�stico de infecci�n virales�, �Microarrays en diagn�sticos de infecciones�, �t�cnicas para diagn�stico molecular�,

 

 

Criterios de Inclusi�n

Estudios publicados en ingl�s y espa�ol. Art�culos de investigaci�n original. Se analizaron los materiales y m�todos de cada art�culo, cuyo dise�o cumpliera con los criterios definidos. Revisiones sistem�ticas. Estudios que incluyan datos relevantes sobres las t�cnicas de biolog�a molecular y su aplicaci�n en el diagn�stico de enfermedades infecciosas. Estudios realizados en Humanos. Publicaciones con datos cuantitativos y cualitativos, sobre el impacto de estas t�cnicas de biolog�a molecular para mejorar el diagn�stico y la salud.

 

Criterios de Exclusi�n

Estudios con una antig�edad mayor a 5 a�os. Publicaciones que no proporcionen datos claros o espec�ficos, sobre la aplicaci�n de este tipo de t�cnica en el diagn�stico de enfermedades infecciosas. Art�culos duplicados o trabajos que no permitieron su acceso libre.

 

Evaluaci�n de la Calidad de los Estudios

Para la evaluaci�n de la calidad y sesgo de los estudios incluidos se utiliz� la herramienta de evaluaci�n de la calidad �Cochrane�. Los criterios evaluados incluyeron: calidad metodol�gica, tama�o de muestra, poblaci�n estudiada, validez y confiabilidad de las mediciones utilizadas, trasparencia en representaci�n de resultados y conclusiones.

 

Consideraciones �ticas

�Se respetaron los derechos y la privacidad de los autores de los estudios incluidos. Adem�s, se asegur� la transparencia en la selecci�n, evaluaci�n y s�ntesis de los datos, sin conflictos de inter�s.

 

Desarrollo

Biolog�a molecular

La biolog�a molecular estudia los m�todos fundamentales a nivel molecular en los seres vivos, incluyendo la replicaci�n, transcripci�n y traducci�n del material gen�tico. Se centra en los �cidos nucleicos como el ADN, que contiene la informaci�n hereditaria, y el ARN, que participa en la s�ntesis de prote�nas. La replicaci�n del ADN es un proceso semiconservativo catalizado por la enzima ADN polimerasa�(10). La transcripci�n copia la informaci�n gen�tica del ADN en ARN mensajero mediante la ARN polimerasa, y la traducci�n utiliza esta informaci�n para dirigir la s�ntesis de prote�nas en los ribosomas. La regulaci�n g�nica controla la expresi�n de genes a nivel transcripcional y postranscripcional, utilizando mecanismos como factores de transcripci�n, modificaciones epigen�ticas y ARN no codificante. Estos principios son esenciales para entender los procesos moleculares que sustentan la vida�(11).

 

Tipos de t�cnicas de biolog�a molecular

En las �ltimas d�cadas, este tipo de m�todos ha revolucionado el diagn�stico de enfermedades infecciosas. Algunas de las t�cnicas m�s populares utilizadas son:

 

Reacci�n en cadena de la polimerasa (PCR)

Es una t�cnica que permite amplificar y detectar secuencias espec�ficas de �cido desoxirribonucleico (ADN) o �cido ribonucleico (ARN) de manera r�pida, sensible y espec�fica. Esta t�cnica genera millones de copias de una secuencia de ADN a partir de una peque�a cantidad de material gen�tico inicial, y es ampliamente utilizada para detectar pat�genos como virus, bacterias y par�sitos en muestras cl�nicas. Adem�s, la PCR permite identificar mutaciones o variantes gen�ticas, lo que es �til para el diagn�stico de enfermedades gen�ticas o infecciosas, y tiene aplicaciones en diversos campos como la gen�tica, microbiolog�a, virolog�a, oncolog�a y medicina forense�(Delgado & Su�rez, 2019).

 

PCR en tiempo real o PCR cuantitativa (qPCR)

Esta es una t�cnica avanzada de biolog�a molecular que permite amplificar y cuantificar simult�neamente secuencias espec�ficas de �cidos nucleicos (ADN o ARN) en muestras biol�gicas. A diferencia de la PCR convencional, la qPCR monitorea la amplificaci�n en cada ciclo, detectando el producto de PCR a medida que se genera mediante el uso de sondas o agentes intercalantes que emiten fluorescencia al unirse al ADN amplificado. Esta t�cnica permite determinar la cantidad inicial de una secuencia diana en una muestra, ya sea de forma absoluta o relativa, y se utiliza ampliamente en el diagn�stico de enfermedades infecciosas, detecci�n de pat�genos, cuantificaci�n de expresi�n g�nica, y detecci�n de transgenes, entre otras aplicaciones. En resumen, la qPCR combina la amplificaci�n espec�fica de secuencias de �cidos nucleicos con la cuantificaci�n en tiempo real, proporcionando resultados r�pidos, sensibles y precisos en diversas aplicaciones biom�dicas y de investigaci�n�(13).

 

Transcripci�n inversa PCR (RT-PCR)

La transcripci�n inversa PCR (RT-PCR) es una t�cnica de biolog�a molecular que convierte secuencias espec�ficas de ARN en ADN complementario (cDNA) mediante la acci�n de la enzima transcriptasa inversa, para luego amplificar estas secuencias de cDNA utilizando la reacci�n en cadena de la polimerasa (PCR) convencional. Esta t�cnica es fundamental para la detecci�n y cuantificaci�n de virus y otros pat�genos que no poseen un ciclo de replicaci�n de ADN, y es ampliamente utilizada en el diagn�stico de enfermedades infecciosas, detecci�n de pat�genos y cuantificaci�n de la expresi�n g�nica. La RT-PCR integra la conversi�n de ARN a ADN con la amplificaci�n de secuencias de ADN espec�ficas, ofreciendo resultados r�pidos, sensibles y precisos en m�ltiples aplicaciones biom�dicas y de investigaci�n �(14).

 

Microarreglos

Los microarreglos son una t�cnica de biolog�a molecular que permite analizar la expresi�n g�nica a nivel celular midiendo la cantidad de ARNm (�cido ribonucleico mensajero) bajo distintas condiciones. Esta t�cnica identifica qu� genes est�n activos y su nivel de expresi�n, permitiendo comparar la expresi�n g�nica entre diferentes estados, como entre c�lulas sanas y enfermas, o distintos tejidos. Ampliamente utilizados en la biom�dica, los microarreglos ayudan a comprender c�mo se expresan los genes en enfermedades espec�ficas, como el c�ncer o las enfermedades infecciosas, proporcionando una valiosa herramienta para estudiar la expresi�n g�nica en diversos contextos biol�gicos y entender mejor el desarrollo de enfermedades�(15).

 

Secuenciaci�n de �cidos nucleicos

La secuenciaci�n de �cidos nucleicos es una t�cnica clave en biolog�a molecular que permite determinar la secuencia exacta de los nucle�tidos (adenina, guanina, citosina y timina/uracilo) en mol�culas de ADN o ARN. En la secuenciaci�n de ADN, se identifica la secuencia gen�tica de los organismos, se detectan mutaciones y variantes, y se exploran la estructura y funci�n de los genes mediante m�todos como la secuenciaci�n de Sanger y las tecnolog�as de secuenciaci�n de nueva generaci�n (NGS). Por otro lado, la secuenciaci�n de ARN se utiliza para analizar el transcriptoma, estudiar la expresi�n g�nica, identificar isoformas de ARN y detectar variantes de splicing alternativo, utilizando t�cnicas como RNA-seq y scRNA-seq�(16). Las aplicaciones de la secuenciaci�n de �cidos nucleicos abarcan desde el diagn�stico y detecci�n de enfermedades gen�ticas e infecciosas hasta la identificaci�n de variantes gen�ticas asociadas a enfermedades, estudios de evoluci�n y filogenia, an�lisis de la diversidad microbiana en muestras ambientales, y la investigaci�n de la estructura. y funci�n de genes y genomas. En resumen, la secuenciaci�n de �cidos nucleicos es una herramienta indispensable en biolog�a molecular y gen�mica, proporcionando informaci�n detallada sobre la composici�n y estructura del ADN y ARN, con numerosas aplicaciones tanto en la investigaci�n como en el diagn�stico�(17).

 

Diagn�stico de Enfermedades Infecciosas

El proceso de determinar la causa espec�fica de una infecci�n en un paciente se conoce como diagn�stico de enfermedades infecciosas. Este proceso requiere una mezcla de evaluaciones cl�nicas, pruebas de laboratorio y, ocasionalmente, estudios de im�genes.� Esta se defino como la determinaci�n de la causa espec�fica de una infecci�n en un paciente, a trav�s de la evaluaci�n de los signos y s�ntomas, el historial m�dico, pruebas de laboratorio y otras t�cnicas diagn�sticas. El objetivo principal es identificar el agente infeccioso (bacteria, virus, hongo, par�sito, etc.) responsable de la enfermedad del paciente, para poder aplicar el tratamiento m�s apropiado�(18).

 

Causa

Glorio, R & Carbia, S en el a�o 2023 del pa�s de Argentina nos indican que, las enfermedades infecciosas son causadas por agentes pat�genos como bacterias, virus, hongos o par�sitos, mientras que otras enfermedades pueden tener causas gen�ticas, metab�licas, autoinmunes o relacionadas con el estilo de vida. Las enfermedades infecciosas pueden transmitirse de persona a persona, de animal a persona o a trav�s de vectores, a diferencia de otras enfermedades que no son contagiosas y no se transmiten entre individuos�(19).

 

S�ntomas

Chew, C; Kirmani, N & Liang, S en el a�o 2020 del pa�s Estados Unidos nos dicen que, las enfermedades infecciosas a menudo presentan s�ntomas como fiebre, escalofr�os, fatiga y malestar general, con variaciones seg�n el agente infeccioso. Otras enfermedades pueden tener s�ntomas m�s espec�ficos seg�n el sistema afectado. El diagn�stico de enfermedades infecciosas se basa en pruebas de laboratorio para identificar el agente causal, mientras que otras enfermedades se diagnostican mediante ex�menes f�sicos, pruebas de laboratorio, estudios de imagen y evaluaci�n de historial m�dico�(20).

 

Tratamiento

Las enfermedades infecciosas se tratan con antibi�ticos, antivirales, antif�ngicos o antiparasitarios seg�n el agente causal, en contraste con otras enfermedades que se tratan con medicamentos espec�ficos para la condici�n, terapia, cambios en el estilo de vida o cirug�a�(21).

 

Ventajas de las t�cnicas de biolog�a molecular

Como lo indican S�nchez, L., & Fuentes, D.�(22) las t�cnicas de biolog�a molecular ofrecen varias ventajas en el diagn�stico de enfermedades:

Rapidez y precisi�n: Permiten identificar pat�genos y secuencias gen�micas mutadas de manera r�pida y precisa, en comparaci�n con las pruebas convencionales.

Alta sensibilidad: Tienen una alta sensibilidad tanto en la identificaci�n de pat�genos como de secuencias gen�micas mutadas.

Detecci�n temprana y precisa: Facilitan una detecci�n temprana y precisa de enfermedades, lo que permite un tratamiento oportuno y adecuado.

Informaci�n valiosa: sobre la enfermedad: proporcionan informaci�n importante sobre la naturaleza de la enfermedad, lo que mejora el tratamiento y los resultados para los pacientes.

Identificaci�n del agente etiol�gico: Permiten la identificaci�n del agente etiol�gico de manera r�pida y sin riesgo de contaminaci�n.

Diagn�stico de neuro infecciones: En el caso de las neuro infecciones, las t�cnicas de biolog�a molecular modificaron el tratamiento antimicrobiano emp�rico en un 34,2% de los casos en pacientes sin infecci�n por VIH ni antecedentes neuroquir�rgicos, y en un 42,9% de los casos en pacientes con infecci�n por VIH.

 

 

 

Limitaciones de las t�cnicas de biolog�a molecular

Si bien las t�cnicas de biolog�a molecular presentan numerosas ventajas, tambi�n tienen algunas limitaciones:

Costo: Aunque los costos han disminuido considerablemente con el desarrollo de metodolog�as de alto rendimiento como la secuenciaci�n de nueva generaci�n (NGS), a�n pueden ser una limitaci�n en algunos contextos.

Necesidad de expertos: Requieren personal altamente capacitado y laboratorios especializados para su aplicaci�n.

Enfoque limitado: Algunas t�cnicas se enfocan �nicamente en el an�lisis de material gen�tico (ADN y ARN), dejando de lado otros aspectos que pueden influir en el diagn�stico de la enfermedad.

Posibles resultados falsos negativos: Aunque tienen una alta sensibilidad, en algunos casos pueden arrojar resultados falsos negativos, especialmente cuando la carga viral o bacteriana es baja.

 

Resultados

 

Tabla 1: Diagn�stico molecular de enfermedades.

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An�lisis e interpretaci�n

Los estudios sobre t�cnicas de biolog�a molecular en el diagn�stico de enfermedades infecciosas destacan la precisi�n de m�todos como la PCR, la secuenciaci�n de pr�xima generaci�n y la electroforesis para detectar pat�genos y mutaciones gen�ticas con alta sensibilidad. Estas t�cnicas no solo mejoran la precisi�n diagn�stica, sino que tambi�n permiten identificar cepas y variantes no detectables por m�todos convencionales. Su implementaci�n optimiza enfoques terap�uticos y estrategias de prevenci�n, y mejora los resultados cl�nicos.

 

Tabla 2: Identificaci�n de Pat�genos usando T�cnicas de Biolog�a Molecular

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An�lisis e interpretaci�n

Las t�cnicas de biolog�a molecular, como la PCR multiplex y la PCR digital, permiten la detecci�n precisa y r�pida de varios pat�genos en diferentes matrices. La PCR en tiempo real y la RT-PCR ofrecen alta sensibilidad para identificar pat�genos espec�ficos, como el virus de la hepatitis C y Plasmodium falciparum. La especificidad excepcional de la qPCR se encuentra en muestras biol�gicas y ambientales como Cryptosporidium spp. y Leptospira spp. Estos avances mejoran el diagn�stico y la respuesta ante brotes de enfermedades infecciosas.

 

Tabla 3: Avances en T�cnicas de Secuenciaci�n Gen�tica para el Diagn�stico de Enfermedades Infecciosas

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An�lisis e interpretaci�n

Los avances en t�cnicas de secuenciaci�n gen�tica, como la secuenciaci�n de nueva generaci�n (NGS) y la secuenciaci�n de genoma completo, han mejorado significativamente el diagn�stico de enfermedades infecciosas. Estas t�cnicas permiten detectar m�ltiples variantes y cepas espec�ficas de pat�genos como el VPH, tuberculosis resistente a medicamentos, y Plasmodium falciparum resistente a antimal�ricos. Adem�s, la secuenciaci�n de ARN ha facilitado el an�lisis de la variabilidad gen�tica en virus como el VIH y SARS-CoV-2.

 

Discusi�n

Fern�ndez M., Moreno A., y Garc�a, J., compararon el diagn�stico microsc�pico y molecular para parasitosis intestinales, observando que la PCR detect� un 27% de positividad, significativamente superior al 9.5% del diagn�stico microsc�pico. Estos hallazgos subrayan la superioridad de las t�cnicas moleculares en la detecci�n de par�sitos, permitiendo una identificaci�n m�s precisa de especies como B. hominis y Dientamoeba fragilis, que no siempre son evidentes con m�todos tradicionales�(Fern�ndez, Moreno, & Garc�a, 2023).

Giuseppe, Angelina, Stefano, Sebastiana y Carmelo (2022) demostraron que la utilizaci�n de t�cnicas moleculares para detectar pat�genos bacterianos de manera r�pida mejora significativamente la precisi�n del diagn�stico y la gesti�n de las infecciones nosocomiales. Su estudio destac� la eficiencia de m�todos como la PCR y los enfoques gen�micos para identificar bacterias que son resistentes a m�ltiples medicamentos, como Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium y Klebsiella pneumoniae. Estos avances son esenciales para el tratamiento temprano de brotes y la contenci�n�(62).

Yanfeng y Hongbin (2022) exploraron los beneficios de la secuenciaci�n adaptativa de nanoporos basada en PCR para la detecci�n viral. Este m�todo mejora la sensibilidad y la rapidez en la identificaci�n de pat�genos virales, como el SARS-CoV-2, mejorando la vigilancia gen�mica y los diagn�sticos cl�nicos�(63).

Los resultados del presente estudio coinciden con los hallazgos antes mencionados, ya que la detecci�n molecular de parasitosis en Ecuador permiti� identificar una gran cantidad de pat�genos, incluyendo par�sitos que podr�an pasar desapercibidos mediante m�todos tradicionales. Esto resalta la eficacia y la ventaja de los m�todos moleculares en la identificaci�n de agentes pat�genos en comparaci�n con t�cnicas m�s antiguas.

En el estudio de Rahim, S, Chowdhury, S, & Ahmed, T, se evidenci� una sensibilidad del 100% en la detecci�n de Leishmania donovani en muestras de orina utilizando PCR en tiempo real, en comparaci�n con las muestras de sangre y m�dula �sea. Esto destaca la capacidad de los m�todos moleculares para proporcionar diagn�sticos precisos y r�pidos en enfermedades como la leishmaniasis visceral, optimizando as� el proceso diagn�stico�(64).

Ziqin Lin (2022) discuti� el impacto revolucionario de la mNGS en el diagn�stico de enfermedades infecciosas complejas y raras. La t�cnica permite la detecci�n integral sin necesidad de cultivo, siendo altamente efectiva para pat�genos como bacterias, hongos, virus y par�sitos. Este m�todo es particularmente �til para identificar pat�genos raros o nuevos que los m�todos tradicionales podr�an no detectar�(65).

Adem�s, estos estudios muestran que las t�cnicas moleculares como la PCR y la secuenciaci�n gen�tica ofrecen una alta sensibilidad para detectar una variedad de enfermedades infecciosas. Estas t�cnicas han mejorado significativamente la precisi�n diagn�stica y permiten una respuesta m�s r�pida y efectiva a enfermedades como la leishmaniasis.

De la Rica, A., L�pez, M., & Fern�ndez, P, validaron el sistema molecular AMR Direct Flow Chip� para detectar genes de resistencia antimicrobiana, mostrando una sensibilidad y especificidad del 100% en muestras rectales y del 97% en hisopos nasales. Este estudio demuestra el impacto significativo de las t�cnicas moleculares en la identificaci�n de resistencia antimicrobiana, lo cual es crucial para la gesti�n de infecciones y el tratamiento adecuado�(66).

Eva Due�as (2022) desarrollo un biosensor de flujo lateral basado en nanopart�culas integrado con amplificaci�n isot�rmica mediada por bucle (LAMP) para la identificaci�n r�pida y visual de Chlamydia trachomatis. Esta herramienta de diagn�stico en el punto de atenci�n ofrece alta sensibilidad y especificidad, facilitando el diagn�stico y tratamiento r�pido en entornos cl�nicos�(67).

La investigaci�n actual respalda los hallazgos de De la Rica-Mart�nez et al. (2022) al evidenciar que t�cnicas como la PCR y la secuenciaci�n gen�tica no solo optimizan la detecci�n de pat�genos, sino que tambi�n permiten el an�lisis de genes de resistencia antimicrobiana. Este avance es fundamental para enfrentar la resistencia a los antibi�ticos y mejorar las estrategias de tratamiento en infecciones bacterianas y parasitarias.

 

Conclusi�n

Las t�cnicas de biolog�a molecular, como la PCR y la secuenciaci�n gen�tica, han mostrado avances notables en la precisi�n y rapidez del diagn�stico de enfermedades infecciosas. Estas metodolog�as superan a los m�todos tradicionales en t�rminos de sensibilidad y especificidad, permitiendo una detecci�n m�s temprana y fiable de pat�genos.

Las t�cnicas moleculares han mejorado significativamente el diagn�stico de enfermedades infecciosas al detectar y distinguir pat�genos, incluso en concentraciones bajas. Las t�cnicas como estas permiten la detecci�n de variantes gen�ticas y cepas particulares que normalmente no se pueden encontrar mediante m�todos convencionales.

Las t�cnicas moleculares han mejorado la pr�ctica cl�nica y la salud p�blica. El uso de PCR en tiempo real y secuenciaci�n gen�tica ha sido posible en Ecuador para monitorear enfermedades como la tuberculosis y la parasitosis de manera m�s efectiva, lo que ha optimizado la gesti�n y control de estas enfermedades.

La continua evoluci�n de la biolog�a molecular abre nuevas perspectivas para la investigaci�n y el desarrollo de m�todos de diagn�stico m�s atractivos. Estos avances se espera que sigan mejorando la comprensi�n de las enfermedades infecciosas y las t�cnicas de prevenci�n y tratamiento.

 

Referencias

      1.            Corval�n R, Aguayo G, L�vican G, Corval�n V. Biolog�a molecular en Infectolog�a: Parte II: Diagn�stico molecular de agentes infecciosos. Revista Chilena De Infectolog�a. 2020; 20.

      2.            Meyer J. Advancements in Molecular Diagnostic Techniques for Infectious Diseases. Journal of Clinical Microbiology. 2019; 57(2): p. 123-134.

      3.            Romero V. Gen�tica molecular en la cl�nica: una herramienta necesaria para el diagn�stico definitivo en enfermedades raras. Metro Ciencia. 2023; 31(1).

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