Novos testes de respiração mostram promessa para diagnosticar e monitorar infecções bacterianas

Um novo teste de respiração não invasivo emergiu como um potencial avanço para diagnosticar rapidamente infecções bacterianas e rastrear a eficácia do tratamento.

Desenvolvido por pesquisadores da Universidade da Califórnia, São Francisco (UCSF) e Hospital de Pesquisa Infantil St. Jude, o teste aproveita os traçadores metabólicos específicos de patógenos e uma plataforma de detecção baseada em laser para identificar infecções em tempo real.

O pesquisador líder Dr. Marina Lopez-Alvarez apresentou descobertas na Escmid Global 2025, demonstrando a viabilidade do teste em modelos pré-clínicos e destacando seu potencial para futuras aplicações clínicas.

O teste de respiração é baseado no princípio de que as bactérias patogênicas, mas não as células de mamíferos, metabolizam certas ¹³Compostos enriquecidos em C, produzindo [¹³C]Co₂que pode ser detectado na respiração exalada.

Os pesquisadores avaliaram cinco espécies bacterianas – Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Enterococcus faecalis e Enterobacter cloacae – e descobriram que metabolizaram ¹³C-maltose e ¹³C-manitol, bem como ¹³C-Sorbitol, ¹³C-xilose e ¹³C-arabinose no caso de E. coli.

Entre os ¹³Metabólitos enriquecidos com C testados,¹³C-maltose e ¹³C-manitol não produziu um fundo [¹³C]Co₂ Em camundongos saudáveis, confirmando sua especificidade para o metabolismo bacteriano. Em contraste, ¹³C-glicose e ¹³O c-sorbitol também foi metabolizado por células de mamíferos, tornando-as menos adequadas para a detecção de infecção.

Para validar a abordagem, camundongos infectados por S. aureus (miosite, osteomielite e modelos de pneumonia) receberam intravenosos ¹³C-maltose, enquanto camundongos infectados com E. coli foram administrados ¹³C-Mannitol.

A respiração exalada foi então analisada para [¹³C]Co₂. Ratos saudáveis ​​não produziram [¹³C]Co₂ Depois de receber ¹³C-maltose, ¹³C-manitol, ¹³C-arabinose, ¹³C-xilose, ou ¹³C-Maltotriose, confirmando que esses substratos são metabolizados exclusivamente por bactérias nos animais testados.

Enfatizando a importância desses achados, o Dr. Lopez-Alvarez disse: “As ferramentas atuais de imagem refletem a resposta imune do hospedeiro, em vez dos patógenos causadores. Isso pode levar a um diagnóstico incorreto ou atrasado quando o paciente tem, por exemplo, uma doença inflamatória estéril.

“Ao usar metabólitos específicos de bactérias, como o manitol, que não são metabolizados por células de mamíferos, mas são metabolizadas por bactérias, podemos detectar rapidamente infecções com maior precisão”.

Em um experimento adicional, camundongos infectados por E. coli tratados com a ceftriaxona antibiótica por 24 horas exibiram uma diminuição considerável em [¹³C]Co₂ níveis, correlacionando -se com uma carga bacteriana reduzida. Esse resultado sugere que o teste de respiração pode ser útil não apenas para diagnosticar infecções, mas também para monitorar a eficácia dos tratamentos com antibióticos em tempo real.

Embora este estudo não tenha avaliado diretamente a sensibilidade do método de detecção baseado em laser, pesquisas anteriores sugerem que ela oferece vantagens em custos e portabilidade em comparação com os métodos tradicionais de espectrometria de massa de massa de isótopos (IRMS).

O professor David M. Wilson, investigador principal deste estudo, afirmou que as principais vantagens da plataforma do sistema de espectroscopia de saída de cavidade integrada (ICOs) são o custo e o tamanho do instrumento.

“Por aproximadamente US $ 100.000, você pode ter um instrumento de ICOs na sala de emergência ou em outro ambiente de cuidados agudos, e o sistema é menor que um pedaço de bagagem de mão”, explicou.

Antes de testar em indivíduos com suspeita de infecções bacterianas, os pesquisadores devem primeiro confirmar que os humanos saudáveis ​​não produzem [¹³C]Co₂ Desses metabólitos. Este é o próximo passo crucial para garantir a especificidade do teste para infecções bacterianas em ambientes clínicos.

Embora o teste de respiração já seja usado clinicamente para infecções por Helicobacter pylori, o Dr. Lopez-Alvarez e o Dr. Wilson visam expandir essa abordagem diagnóstica para uma ampla gama de infecções bacterianas.

“Este estudo representa um passo importante para a detecção de infecção rápida e não invasiva, com possíveis aplicações em medicina de emergência, terapia intensiva e programas de administração antimicrobiana”, concluiu o Dr. Lopez-Alvarez.

Fornecido pela Sociedade Europeia de Microbiologia Clínica e Doenças Infecciosas