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Diagnóstico de las enfermedades infecciosas

Por Kevin C. Hazen, PhD, Professor of Pathology and Director of Clinical Microbiology, Duke University Health System

Los microorganismos, tales como bacterias, virus, hongos, y parásitos (ver Tipos de organimos infecciosos) causan enfermedades infecciosas.

El médico sospecha una infección basándose en los síntomas, los resultados de la exploración física y los factores de riesgo de la persona afectada. En primer lugar, se confirma que el paciente tiene una infección en lugar de otro tipo de enfermedad. Por ejemplo, un paciente con tos y dificultad para respirar puede tener una neumonía (infección del pulmón). Sin embargo, también puede tener asma o insuficiencia cardíaca. En este paciente, una radiografía de tórax puede ayudar a distinguir la neumonía de los otros posibles diagnósticos.

Una vez que el médico confirma que el paciente tiene una infección, por lo general necesita saber qué microorganismo concreto está causándola. Muchos tipos diferentes de microorganismos pueden producir una infección dada. Por ejemplo, una neumonía puede ser causada por virus, bacterias, o rara vez, hongos. El tratamiento es diferente para cada uno de ellos.

Diferentes pruebas de laboratorio permiten identificar los microorganismos. Se utilizan una muestra de sangre, orina, esputo, o de otro tejido o fluido corporal. Estas muestras se pueden:

  • Teñir y examinar al microscopio

  • Cultivar

  • Examinar en busca de anticuerpos contra el microorganismo

  • Detectar material genético (como ADN o ARN) del microorganismo

Ninguna prueba puede identificar todos los microorganismos, y las que son útiles para uno a menudo no son eficientes para otro. El médico elige la prueba en función del microorganismo que considera que es más probable que cause el trastorno en cuestión.

A veces se realizan varias diferentes, generalmente en un orden concreto, según los resultados obtenidos en la prueba anteriormente realizada. Cada una delimita aún más las posibilidades. Si no se realiza la prueba adecuada, no se puede identificar la causa de la infección.

Algunas muestras que se envían para análisis, como el esputo, las heces y los frotis de la nariz o la garganta, contienen de forma habitual muchos tipos de bacterias que no son las responsables de la enfermedad. El médico distingue entre estas bacterias y las que sí que podrían causar la enfermedad del paciente. Otras muestras proceden de localizaciones que, en condiciones normales, no contienen microorganismos (son estériles), como la sangre o el líquido cefalorraquídeo (el líquido que rodea el cerebro y la médula espinal). El hallazgo de bacterias en estas muestras es anormal.

Una vez identificado un microorganismo, el médico puede hacer pruebas para determinar qué fármacos son más eficaces (pruebas de sensibilidad), con lo que se puede iniciar antes el tratamiento que parece más eficaz.

Tinción y examen al microscopio

A veces, el médico puede identificar un microorganismo simplemente examinando la muestra con el microscopio.

La mayoría de las muestras se procesan utilizando tinciones. Las tinciones son productos químicos especiales que dan color a los microorganismos, haciendo que destaquen sobre el fondo. Algunos microorganismos tienen un tamaño, una forma o un color diferentes que permiten reconocerlos.

Sin embargo, muchos son muy parecidos y no se pueden distinguir usando un microscopio. Además, debe haber el suficiente número de microorganismos y deben ser lo suficientemente grandes como para poderse ver con el microscopio. Por ejemplo, los virus no pueden ser identificados utilizando el microscopio, dado que son demasiado pequeños.

Para las bacterias, a menudo se utiliza en primer lugar la tinción de Gram (una tinción de color violeta). Las bacterias se clasifican como gram-positivas (que se ven azules porque retienen la tinción de Gram) o gram-negativas (que se ven de color rojo, ya que no retienen la tinción). Esto permite tomar algunas decisiones con respecto al tratamiento, en función de que la bacteria responsable sea gram-positiva o gram-negativa. Además de la tinción de Gram, se pueden utilizar otras tinciones dependiendo de los microorganismos que se considere que podrían estar presentes.

Cultivos y pruebas de sensibilidad

Cultivos

Por lo general, una muestra contiene muy pocos microorganismos para que se puedan ver con el microscopio o se puedan identificar usando otras pruebas. Por lo tanto, habitualmente se intenta aumentar el número de microorganismos (cultivándolos) en el laboratorio hasta que son suficientes como para poder identificarlos. Se toma una muestra de la zona de la infección que pueda contener el microorganismo. Las muestras pueden incluir:

  • Sangre

  • Esputo

  • Orina

  • Heces

  • Tejido

  • Líquido cefalorraquídeo

  • Moco de la nariz, la garganta o el área genital

La muestra se deposita en una placa o en un tubo de ensayo para cultivo que contiene nutrientes específicos que favorecen el crecimiento de los microorganismos. Se utilizan diferentes nutrientes dependiendo del microorganismo que se sospeche. A menudo, se añaden determinadas sustancias químicas a la placa o al tubo de ensayo para detener el crecimiento de aquellos microorganismos que no causan la enfermedad que se sospecha que sufre el paciente.

Muchos microorganismos, como por ejemplo las bacterias que causan infecciones de las vías urinarias o en el caso de la faringoamigdalitis estreptocócica, se pueden cultivar con facilidad. Algunas bacterias, tales como las bacterias que causan la sífilis, no se pueden cultivar. Otras bacterias, como las que causan la tuberculosis, aunque se pueden cultivar, tardan varias semanas en crecer. Algunos virus se pueden cultivar, pero la mayoría no.

Pruebas de sensibilidad

Aunque el médico sabe, en general, cuáles son los fármacos antimicrobianos eficaces contra los diferentes microorganismos, éstos están desarrollando continuamente resistencias a los fármacos que antes eran eficaces. Por lo tanto, es necesario realizar pruebas de sensibilidad para determinar la eficacia de diferentes fármacos antimicrobianos contra el microorganismo concreto que está ocasionando la infección en el paciente. Esta prueba ayuda a decidir qué medicamento se debe utilizar para combatir dicha infección (ver Antibióticos : Elección de un antibiótico).

Las pruebas de sensibilidad se llevan a cabo sobre los cultivos. Una vez que el microorganismo crece en un cultivo, se añaden diferentes antimicrobianos para ver cuáles consiguen destruir a los microorganismos. También permiten determinar cómo de sensible es el microorganismo a un fármaco concreto, es decir, si se necesita una dosis pequeña o grande del antimicrobiano para matar al microorganismo. En general, no se emplea un fármaco si en las prueba de laboratorio son necesarias dosis muy grandes de este para destruir al microorganismo.

A veces se utilizan pruebas genéticas (ver Diagnóstico de las enfermedades infecciosas: Pruebas que detectan material genético en los microorganismos) para detectar qué genes del microorganismo son los que causan resistencia a ciertos fármacos antimicrobianos. Por ejemplo, se puede identificar Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA) mediante pruebas que detectan el gen mecA.

Debido a que las pruebas de sensibilidad se realizan en el laboratorio (en lugar de en el paciente), no son del todo precisas. Diversos factores relacionados con el paciente pueden influir en la eficacia del fármaco. Entre ellos se incluyen el funcionamiento del sistema inmunitario, la edad, si el paciente tiene otros trastornos, y cómo absorbe y metaboliza el medicamento.

Pruebas que detectan anticuerpos contra microorganismos

Algunos microorganismos, como la bacteria que causa la sífilis, no pueden cultivarse. Para diagnosticar tales infecciones se pueden utilizar pruebas que detectan anticuerpos contra los microorganismos. Estas se realizan generalmente sobre una muestra de sangre del paciente. También se pueden hacer en líquido cefalorraquídeo o en otros fluidos corporales.

Los anticuerpos son sustancias producidas por el sistema inmunitario del paciente como defensa contra la infección (ver Inmunidad adquirida : Anticuerpos). Son elaborados por ciertos tipos de glóbulos blancos (leucocitos) cuando estos encuentran una sustancia o célula extraña. En condiciones normales se necesitan varios días para que el organismo pueda producir el anticuerpo. Un anticuerpo reconoce y se dirige contra la sustancia extraña específica que desencadenó su producción, por lo que cada anticuerpo es único, ya que se ha generado contra un tipo específico (especie) de microorganismo.

Si un paciente posee anticuerpos frente a un microorganismo particular, significa que la persona ha estado expuesta a ese microorganismo y se ha desarrollado una respuesta inmunitaria (los anticuerpos forman parte del sistema inmunitario, ver Inmunidad adquirida : Anticuerpos). Sin embargo, debido a que muchos anticuerpos permanecen en el torrente sanguíneo mucho tiempo después de que se haya resuelto una infección, el hallazgo de anticuerpos contra un microorganismo no significa necesariamente que el sujeto todavía esté infectado. Los anticuerpos pueden proceder de una infección previa.

El médico puede realizar pruebas para detectar varios anticuerpos, dependiendo de qué infecciones considere que son probables. A veces, simplemente realiza una prueba para ver si un anticuerpo está presente o no. Pero por lo general se trata de determinar la cantidad de anticuerpos presentes. Esto se hace mediante la dilución repetida de la muestra en un medio hasta que ya no sea positiva para el anticuerpo. Cuanto más sea necesario diluir la muestra para que la prueba sea negativa, mayor cantidad de anticuerpo está presente.

Debido a que son necesarios entre varios días y algunas semanas para que el sistema inmunitario produzca suficientes anticuerpos para ser detectados, el diagnóstico de una infección puede demorarse. Las pruebas de anticuerpos realizadas inmediatamente después de que el paciente contraiga la infección a menudo son negativas. De esta manera, se puede obtener una muestra de inmediato y, varias semanas más tarde, otra para ver si han aumentado los niveles de anticuerpos. Si los niveles de un anticuerpo son bajos en la primera prueba realizada después de que el paciente contraiga la enfermedad, el aumento de estos niveles varias semanas más tarde sugiere que se trata de una infección activa actual (en lugar de previa).

Pruebas que detectan material genético en los microorganismos

Si un microorganismo es difícil de cultivar o de identificar por otros métodos, el médico puede realizar pruebas para identificar fragmentos de material genético del microorganismo. Este material genético se compone de ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico (ARN). Por ello, estas pruebas se llaman pruebas basadas en ácidos nucleicos. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un ejemplo de este tipo de examen.

Cada prueba genética es específica de un microorganismo concreto. Es decir, una determinación genética para el virus de la hepatitis C detecta solo este virus y no cualquier otro. Por lo tanto, estas pruebas sólo se realizan cuando el médico sospecha la existencia de una determinada enfermedad.

La mayoría de las pruebas basadas en ácidos nucleicos están diseñadas para identificar la presencia de un microorganismo (denominadas determinaciones cualitativas). Sin embargo, algunas pueden medir la cantidad de material genético presente (denominadas pruebas cuantitativas) en ciertos microorganismos, como el VIH y la hepatitis C, y así determinar cómo es de grave la infección. Las pruebas cuantitativas también se pueden utilizar para valorar si el tratamiento es eficaz.

A veces se pueden utilizar pruebas basadas en ácidos nucleicos para comprobar si los microorganismos poseen genes o mutaciones genéticas que lo hagan resistente a un fármaco. Sin embargo, estos estudios no son del todo precisos, porque no se conocen todas las mutaciones causantes de resistencias. Por lo tanto, las pruebas son incapaces de detectar todos los genes para resistencia que podrían estar presentes. Además, estos estudios son costosos, no están ampliamente disponibles, y si lo están, solo se pueden utilizar para unos pocos microorganismos.