Un nou estudi identifica biomarcadors que poden distingir entre una pneumònia bacteriana i una viral

L’anàlisi de més de mil proteïnes en sang, juntament amb un sistema d’intel·ligència artificial, identifica marcadors que permeten distingir entre pneumònies causades por bacteris, virus o la malària. Els resultats de l’estudi, coliderat pel Broad Institute of MIT and Harvard i l’Institut de Salut Global de Barcelona (ISGlobal), centre impulsat per la Fundació ”la Caixa”, proporcionen les bases per desenvolupar una prova ràpida de diagnòstic capaç d’identificar els pacients pediàtrics que requereixen tractament antibiòtic.

La pneumònia és una de les principals causes de mortalitat infantil a nivell global. Tot i que amb un quadre clínic molt semblant, la pneumònia pot estar causada per un bacteri, un virus o fins i tot per la malària. Mentre que les pneumònies virals en la infantesa sovint són lleus i poden resoldre’s sense tractament específic, les causades por bacteris requereixen antibiòtics, i sense ells poden progressar ràpidament cap a la mort. Per tant, identificar el microorganisme responsable de causar la pneumònia permet determinar quin tractament específic s’ha d’administrar i amb quina rapidesa. Tanmateix, les proves diagnòstiques per diferenciar entre els diferents tipus de pneumònia són laborioses o poc sensibles.

“Per a aquest estudi, vam partir de la hipòtesi que el nostre organisme respon de manera diferent a un virus, a un bacteri o a un paràsit, i que aquesta diferència podria reflectir-se en el tipus de proteïnes derivades d’aquesta resposta, que circulen a la sang i poden detectar-se amb certa facilitat,” explica Quique Bassat, investigador ICREA a ISGlobal i coautor sènior de l’estudi. Així doncs, l’equip investigador va utilitzar mostres de sang de 195 pacients pediàtrics amb pneumònia clínica i en els quals es va fer un diagnòstic precís de la causa de la malaltia (virus, bacteri, malària o mixta). Per a cada mostra, es van analitzar més de 1.200 proteïnes relacionades amb la inflamació, la transducció de senyals i la resposta immune mitjançant una tecnologia avançada que a més té l’avantatge de requerir una quantitat molt petita de plasma (n’hi ha prou amb 150 microlitres). Els resultats de l’anàlisi es van usar per generar un model, utilitzant algoritmes complexos i intel·ligència artificial, capaç de distingir amb robustesa entre infeccions virals, bacterianes o per malària. L’estudi es va dur a terme al districte de Manhiça, al sud de Moçambic, una regió endèmica per a la malària i on les pneumònies són la primera causa de mort en la infantesa.

Els resultats mostren diferències significatives en l’expressió de proteïnes entre pneumònies bacterianes i virals (219 proteïnes) i entre pneumònies bacterianes i mixtes - virals i malària- (151 proteïnes). Les pneumònies bacterianes es van associar fortament amb marcadors d’activació de neutròfils (que són cèl·lules del sistema immune innat).

En aquest model predictiu, la combinació de tan sols cinc marcadors proteics permet discriminar infeccions bacterianes de virals amb una sensibilitat del 90% i una especificitat del 95%, la qual cosa compleix amb escreix els criteris establerts per l’organització FIND en matèria de diagnòstic per a pneumònia. Els marcadors van funcionar bé fins i tot en un context com el del sud de Moçambic, on la malària, la malnutrició i la infecció per VIH afavoreixen les infeccions mixtes.

“Amb la tecnologia apropiada, aquests marcadors podrien ser la base de futures proves diagnòstiques ràpides i senzilles, que poden dur-se al terreny o a la capçalera del pacient, per identificar els nens i les nenes amb pneumònia bacteriana i distingir de forma molt més específica aquells que han de ser tractats amb antibiòtics, i aquells altres als quals no els calen,” explica Bassat.

Referència

Gillette MA, Mani DR, Uschnig MD et al. Biomarkers to distinguish bacterial from viral pediatric clinical pneumonia in a malaria endemic setting. Clin Infect Dis. 2021. Feb 3. doi: 10.1093/cid/ciaa1843.