Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biológicas

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El programa del Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biológicas tiene un enfoque multi-disciplinario que prepara a sus estudiantes para plantear soluciones innovadoras a grandes desafíos locales y globales para que nuestro desarrollo sea social, económica y ambientalmente sostenible.

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Examinando Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biológicas por Director "Granados Oliveros, Ulises"

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    Imagenología de las infecciones por Enterobacterales a través del estudio por Tomografía por Emisión de Positrones con 18F-Fluorodeoxisorbitol
    (2022-09-13) Wintaco Martinez, Luz Maira; Granados Oliveros, Ulises; Universidad Johns Hopkins
    Los Enterobacterales son un amplio grupo de bacterias Gram negativas, algunas especies forman parte del microbioma intestinal de los humanos y algunos animales. Actualmente, representan un problema para la salud pública y un reto en la práctica clínica diaria, debido al aumento de la resistencia a los antibióticos disponibles para su tratamiento y las altas tasas de morbilidad y mortalidad reportadas en todo el mundo. Este tipo de infecciones están íntimamente relacionadas con la Infecciones Asociadas Atención en Salud (IAAS) y representa un gran número de las mismas. Hasta el momento, el diagnóstico para estas infecciones bacterianas continúa siendo la identificación microbiológica que puede tardar entre 3 o 4 días, desde la obtención de la muestra biológica del sitio donde se sospecha la infección hasta su identificación. Sin embargo, esta metodología presenta algunas limitaciones como la necesidad de obtener una muestra clínica para aislar e identificar el agente causal de la infección, lo cual no siempre es posible o fácil de obtener; ya sea por desconocer la localización exacta del lugar de infección o por requerir procedimientos invasivos que representar más riesgos que beneficios para el paciente. Teniendo en cuenta lo anterior, urge la necesidad de desarrollar nuevos métodos de diagnóstico rápidos y específicos que permitan identificar las infecciones causadas por los Enterobacterales en un menor tiempo y con mayor sensibilidad. Por esta razón un grupo de investigadores identificó el radiotrazador 18F- Fluorodeoxisorbitol conocido como (18F-FDS); substrato metabólico específico para los Enterobacterales, el cual a través del operón srl conformado por 3 subunidades constituyen el sistema de fosfotransferasa dependiente de sorbitol, el cual permite el ingreso del sorbitol al interior de la bacteria para ser metabolizado vía glicolisis (1). Posteriormente experimentos (in vitro) utilizando diferentes familias de bacterias y líneas celulares eucariotas, permitieron determinar su absorción y establecer la especificidad para este tipo de bacterias, al igual que experimentos (in vivo) en un modelo de infección murino, permitieron distinguir correctamente los focos de infección causados por Enterobacterales de sitios con inflamación estéril e infecciones causadas por otros tipos de bacterias (2) . Posteriormente realizaron estudios de Tomografía por Emisión de Positrones (PET) y Tomografía Computarizada (TC) con 18F-FDS en personas sanas sin focos de infección para analizar su biodistribución y dosimétrica, obteniendo excelentes resultados que permitieron determinar la actividad radioactiva que se debe inyectar de 18F-FDS y garantizar el uso seguro en humanos (3). A partir de los anteriores resultados se planteó como un posible radiotrazador PET candidato para identificar focos de infección específicos originados por los Enterobacterales. Razón por la cual; el objetivo principal de esta investigación fue evaluar la utilidad diagnóstica del radiotrazador 18F-FDS utilizando la técnica PET/TC en 13 pacientes hospitalizados mayores de edad, con alta sospecha clínica de infecciones causadas por Enterobacterales, atendidos en la Fundación Cardiovascular de Colombia (FCV) entre los años 2018-2020, además evaluar la respuesta a la antibioticoterapia una vez finalizaran el tratamiento, mediante un segundo estudio de control PET/CT con 18F-FDS. Este estudio inicio con la estandarización de la síntesis del radiotrazador del 18F-FDS, a partir de la reducción química de 18- Fluorodexosiglucosa (18F-FDG); radiotrazador ampliamente utilizado en la práctica clínica diaria de la Medicina Nuclear, una vez culminada esta etapa se da inicio a la búsqueda de los participantes con alta sospecha de infección causada por Enterobacterales que cumplieran con los criterios de inclusión previamente definidos por el grupo de investigadores y aprobados por el Comité de Ética de la Fundación Cardiovascular de Colombia (FCV) para realizar los estudios PET/TC con 18F-FDS y finalmente, analizar cada una de las imágenes moleculares obtenidas de los participantes que permitiera localizar el lugar exacto de la infección junto con la confirmación microbiológica. Además, realizar un segundo estudio de control PET/TC con 18F-FDS post antibioticoterapia que evaluará la evolución de la misma. La correcta estandarización de la síntesis del 18F-FDS y el análisis preciso de las imágenes moleculares obtenidas mediante PET/TC permitieron identificar de manera rápida y específica los focos de infección formados por los Enterobacterales en los 13 participantes junto con la confirmación microbiológica y adicionalmente evaluar la respuesta al tratamiento antibiótico mediante un segundo estudio de control PET/TC con 18F-FDS que permitió ver el efecto de la antibioticoterapia y evolución de los focos de infección identificados inicialmente. Además, analizar en qué casos puede ser de mayor utilidad clínica la realización del estudio PET/CT con 18F-FDS para que en un futuro pueda ser implementado durante la práctica de la Medicina Nuclear (4). Los resultados producto de esta tesis permitieron (I) realizar la correcta síntesis de 18F-FDS a partir de 18F-FDG de manera rápida, segura con alta calidad radioquímica y microbiológica (II) Evaluar la utilidad clínica del radiotrazador 18F-FDS el cual mostró selectividad bacterial para identificar de manera rápida focos de infección causados por Enterobacterales en diferentes tejidos y microambientes del cuerpo, sin que se vea afectada su absorción por la localización de la infección, (III) Analizar mediante imágenes moleculares (in vivo) la evolución de los focos de infección causados por Enterobacterales después de la antibioticoterapia. Además, evaluar sus posibles aplicaciones clínicas tanto para el diagnóstico como para el seguimiento de las infecciones, (4) Describir la importancia clínica de las Infecciones Asociadas Atención en Salud y su relación con los Enterobacterales. Por último, es importante resaltar que este estudio es el primero en su clase realizado en el mundo; en donde se está evaluando la utilidad clínica del estudio PET/TC con 18F-FDS en humanos infectados por Enterobacterales, el cual será de referencia en el futuro para el desarrollo nuevos estudios clínicos con 18F-FDS y su implementación en Medicina Nuclear.