LA EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR DE LA TUBERCULOSIS: PRESENTE Y FUTURO

1. LA EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR DE LA TUBERCULOSIS: PRESENTE Y FUTURO • FERNANDO CHAVES • SERVICIO DE MICROBIOLOGÍA • HOSPITAL 12 DE OCTUBRE

2. Reactivación endógena de una infección latente versus infección reciente • Se suponía que en los países desarrollados la mayoría de los casos nuevos de tuberculosis se producían como resultado de reactivación endógena, solo un 10% eran resultado de transmisión reciente

3. Contribución de las técnicas moleculares al estudio de la transmisión de la tuberculosis • Capacidad de discriminar entre aislados clínicos de Mycobacterium tuberculosis: “huella de ADN” o “genotipo”

4. Métodos de tipificación de M. tuberculosis • Bacteriófagos • Caracterización enzimática en biovariedades • Tipificación molecular (1990- ) • IS6110 • IS1081 • MPTR • PGRS • DR • MIRU

5. Métodos de tipificación molecular de M. tuberculosis complex MÉTODO DE RFLP-IS6110 1º Cultivo de Mtbc (~3-6 semanas) 2º Extracción y purificación del ADN 3º Digestión con pvuII y electroforesis 4ºTransferencia del ADN (Southern Blot) 5º Hibridación con sonda complementaria a IS6110 y autoradiografia (~1 semana) • VENTAJAS: -Técnica de “referencia” -Mayor discriminación • LIMITACIONES: -Poca discriminación con 5 bandas -Comparación diferentes bases de datos NEJM 2003; 349: 1149-56

6. Huellas de ADN con IS6110 (patrones RFLP) de aislados clínicos de M. tuberculosis de Madrid M J M J M

7. Dendograma y patrones RFLP de aislados clínicos de Mycobacterium tuberculosis multirresistentes

8. “Spoligotyping” MÉTODO DE SPOLIGOTYPING 1º Cultivo de Mtbc (~3-6 semanas) (posibilidad de realizar a partir de una muestra clínica) 2º Extracción del ADN (pequeña cantidad de ADN) 3º Amplificación por PCR 4º Hibridación en membrana (incluye 43 sondas) y autoradiografia (~3 días) VENTAJAS: - rapidez -interpretación y comparación de resultados LIMITACIONES: -menor discriminación NEJM 2003; 349: 1149-56

9. Spoligotyping de aislados clínicos de M. tuberculosis complex

10. Resultados de la tipificación molecular mediante RFLP-IS6110 y spoligotyping J. of Internal Med. 2001; 249: 1-26

11. CONTRIBUCIÓN DE LA EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR AL ESTUDIO DE LA TRANSMISIÓN DE LA TUBERCULOSIS • El método molecular más utilizado: RFLP con IS6110. • Las técnicas moleculares identifican transmisión • Casos no relacionados epidemiológicamente --> cepas de Mtbc con diferente patrón de ADN • Casos relacionados --> cepas con idéntico patrón de ADN • Estudios poblacionales: • Casos con el mismo patrón --> casos en clusters --> interpretación: “transmisión reciente” • Casos con patrón único --> “reactivación de infección antigua”

12. ¿Que ha aportado la epidemiología molecular en estos últimos años? • 1) Transmisión de la TB • 2) Manejo clínico • 3) Virulencia y transmisibilidad • 4) Evaluación de los Programas de control de la enfermedad

13. 1) Transmisión de la TB • Confirmar brotes sospechados en los estudios epidemiológicos • Cuantificar el número de casos en clusters, que pudieran ser atribuidos a “transmisión reciente”, en un área determinada • Identificar “nuevas rutas” de transmisión de la TB y casos no sospechados en los estudios epidemiológicos • Identificar grupos de riesgo implicados en la transmisíon

14. COMPARACIÓN DEL DISEÑO Y PRINCIPALES RESULTADOS EN DIFERENTES ESTUDIOS DE EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR REALIZADOS EN GRANDES CIUDADES

15. Algunas “rutas de transmisión” • TB en hospitales: cepas sensibles y multirresistentes: en pacientes VIH + y - • TB en prisiones, y entre población penitenciaria y general • TB en personas sin hogar • Transmisión entre diferentes paises y continentes • TB: contacto esporádico en lugares de ocio, receptores de transplante, sala de autopsia, cabina de avión,...

16. FACTORES DE RIESGO ASOCIADOS A LA PERTENENCIA A CLUSTERS EN DIFERENTES ESTUDIOS REALIZADOS EN CIUDADES DE PAÍSES DESARROLLADOS

17. Interpretación de los resultados de la epidemiología molecular en los estudios poblacionales • Duración del estudio • Técnica molecular utilizada e interpretación del resultado • Edad de la población • Proporción de casos de TB incluidos en el estudio molecular • Incidencia de TB en la población de estudio • Estabilidad de los patrones de ADN y evidencia de reactivación después de varias décadas de la infección inicial (JID 2003; 188: 1032-1039)

18. Factores que dificultan el control de la transmisión de la tuberculosis • Un alto porcentaje de casos se producen como resultado de un contacto esporádico con un caso de TB (lugares de ocio, trabajo, etc. ) • La transmisión ocurre probablemente antes del tratamiento antituberculoso • “retraso en el diagnóstico y tratamiento”

19. ¿QUÉ APORTA EL ESTUDIO MOLECULAR A LA EPIDEMIOLOGÍA CLÁSICA? • Identifica casos agrupados que no se pensaba que pudieran pertenecer a la misma cadena de transmisión. • Permite responder más adecuadamente a la pregunta de cuántos casos se deben a reactivación y cuántos a infección reciente. • Permite identificar patrones de transmisión en distintos subgrupos poblacionales y los lugares en que ésta se produce.

20. “Las técnicas moleculares no vienen a sustituir a la epidemiología clásica” Epidemiología convencional + Técnicas moleculares

21. 2) Manejo clínico • Diferenciar recaída de reinfección: • Reinfección exógena por una cepa S o R • Reinfección exógena en pacientes inmunodeprimidos • en pacientes VIH + por cepas de Mtb R • en pacientes en prisión y VIH + por cepas de Mtb S • Reinfección exógena en estudios poblacionales: población inmunodeprimida e inmunocompetente • Reinfección exógena en un área con moderada incidencia de TB (Las Palmas de Gran Canaria). 1991-1996: 8/18 (AJRCCM 2001; 163: 717-20) • Reinfección exógena en un área con alta incidencia de TB (Sudafrica) 1992-1998: 12/16 (NEJM 1999; 341: 1174-79) • Implicaciones clínicas y epidemiológicas ante la posibilidad de reinfección exógena

22. 2) Manejo clínico • Casos de TB falsos-positivos • errores con la muestra / contaminaciones en el “laboratorio” • algunos estudios han detectado hasta un 4% • ¿en que casos se sospecha un falso positivo de TB? • un único cultivo + (escaso) • repetidas baciloscopias negativas • cuadro clínico no compatible con TB • La deteccion de la “huella de ADN” de este aislado confirmaba la sospecha de falso-positivo • Consecuencias clínicas, epidemiológicas y económicas

23. 3) Virulencia y transmisibilidad de Mtbc • ¿las cepas de Mtbc son igualmente de virulentas? • Transmisión de algunas cepas “hipervirulentas”: • transmisión de la cepa MTB-S (CDC1551): • produjo un gran número de casos • los lipidos de la pared micobacteriana producían una mayor respuesta de citoquinas • mayor patogenicidad en el modelo de ratón • Cepa 210 de Mtb (derivada de la familia Beijing): • cepa diseminada en diferentes lugares de EEUU • crece más rapidamente en el modelo del macrófago humano • Emergencia de una cepa de la familia Beijing en la Isla de Gran Canaria (AJRCCM 2001; 164: 1165-70)

24. 3) Virulencia y transmisibilidad de Mtbc • Transmisión de cepas resistentes: resistencia y patogenicidad • Tema controvertido • Transmisión en EEUU (Nueva York) de la cepa multirresistente “W” (1990-93) • Transmisión en España de una cepa de M. bovis multirresistente • Mutaciones en el gen katG (posición 315) (INH-R) y virulencia de Mtbc: • asociación con alta R a INH, multirresistencia y transmisión • JID 2000; 182: 1788-90 • Infect. Immun. 2002; 70: 4955-60

25. 3) Virulencia y transmisibilidad de Mtbc • Persistencia de una cepa de MTBC multiR (“W”) en Nueva York (1990-1993 y 1993-1999) • Los casos del 2º periodo eran menos probable ser VIH, nacidos en EEUU, “sin hogar”, antecedentes de carcel, y tener conexiones epidemiológicas. • Los casos del 2º periodo probablemente representen reactivaciones en individuos infectados durante el periodo de brote. JID 2003; 188: 356-63

26. 4) Evaluación de los Programas de control de la enfermedad • Estudio poblacional de epi molecular en San Francisco para evaluar la eficacia de las medidas tomadas para el control de la TB (1991-1997) tras la intensificación de las medidas preventivas: •  tasa de TB de 51,2 a 29.8 casos/100.000 •  proporción de casos en “clusters” en general •  de casos en clusters en personas nacidas en EEUU •  de casos en clusters en VIH + • % de pacientes en cluster como indicador Ann Intern Med 1999; 130: 971-8

27. Retos para el futuro • Desarrollar estrategias que Integren la epidemiología molecular en los Programas de prevención y control de la enfermedad • identificar grupos de riesgo • mejorar los estudios de contactos • identificar puntos débiles en los programas de control • evaluación de los programas • Técnicas moleculares más rápidas y fácilmente comparables por los distintos laboratorios