FERNANDO CHAVES

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LA EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR DE LA TUBERCULOSIS
PRESENTE Y FUTURO

• FERNANDO CHAVES
• SERVICIO DE MICROBIOLOGÍA
• HOSPITAL 12 DE OCTUBRE

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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

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Métodos de tipificación de M. tuberculosis

• Bacteriófagos
• Caracterización enzimática en biovariedades
• Tipificación molecular (1990- )
• IS6110
• IS1081
• MPTR
• PGRS
• DR
• MIRU

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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
M
M
J
J
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Dendograma y patrones RFLP de aislados clínicos
de Mycobacterium tuberculosis multirresistentes
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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
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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 --gt
  cepas de Mtbc con diferente patrón de ADN
• Casos relacionados --gt cepas con idéntico patrón
  de ADN
• Estudios poblacionales
• Casos con el mismo patrón --gt casos en clusters
  --gt interpretación transmisión reciente
• Casos con patrón único --gt reactivación de
  infección antigua

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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

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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

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

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

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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

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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.

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Las técnicas moleculares no vienen a sustituir a
la epidemiología clásica

• Epidemiología convencional
• Técnicas moleculares

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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

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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

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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)

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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

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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
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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
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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