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Una herramienta para detectar patógenos conocidos y emergentes en entornos complejos

Podría proporcionar un alerta temprana en los casos de pacientes con sepsis potencialmente mortales

La identificación de patógenos se ve obstaculizada por las bajas concentraciones del objetivo de interés combinado con enormes cantidades de señal de fondo, dada por microorganismos presentes en las muestras que no están relacionados con la patología. Ya sea monitoreando los reservorios, la ecología de la enfermedad y la transmisión de infecciones zoonóticas, como COVID-19, o intentando determinar cuál de una gran variedad de potenciales patógenos están presentes en un paciente que presenta sepsis, la combinación de señal baja en un fondo alto presenta un desafío significativo. Los intentos de superar esto se han visto obstaculizados por la dificultad asociada con la detección o el cultivo de estos microbios.

El advenimiento de la NGS (Next Generation Sequencing) posibilita utilizar la secuenciación de RNA o DNA para identificar rápidamente organismos y caracterizar la diversidad de ácidos nucleicos en muestras heterogéneas.

Investigadores de la McMaster University, Ontario, Canadá, han desarrollado una nueva herramienta que podría ayudar a proporcionar una alerta temprana de virus o bacterias en el medio ambiente e identificar patógenos bacterianos potencialmente mortales que causan sepsis, entre otros usos.

Los patógenos en ciertos entornos clínicos son difíciles de aislar, especialmente en las primeras etapas de una infección, cuando las concentraciones aún son bajas. y la detección es más crítica para los pacientes.

El nuevo algoritmo es una herramienta avanzada que puede ayudar a desarrollar sondas para capturar trazas de patógenos, tanto conocidos como desconocidos en una amplia variedad de situaciones, como la transmisión de infecciones de animal a humano como el SARS-CoV-2 o el monitoreo de reservorios en el medio ambiente por posibles patógenos emergentes. El desarrollo de HUBDesign hace uso de la homología de secuencia para diseñar sondas en múltiples niveles taxonómicos. Esto crea un conjunto de sondas eficiente capaz de capturar simultánea y específicamente secuencias conocidas y relacionadas.

Los autores validaron HUBDesign generando conjuntos de sondas dirigidas a la amplia diversidad de coronavirus, así como a un conjunto de patógenos bacterianos que a menudo aparecen en la sepsis. Se logró un enriquecimiento simultáneo significativo de SARS-CoV-2 y HCoV-NL63 en un fondo de RNA humano y siete cepas bacterianas en sangre humana. HUBDesign puede aplicarse donde haya múltiples organismos de interés.

El descubrimiento permite diversas aplicaciones en salud humana, evolución de patógenos, enfermedades zoonóticas y estudios ambientales.


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