Aportación del cultivo virológico en la interpretación de las pruebas moleculares en dos modelos de infección respiratoria: Citomegalovirus y SARS-CoV-2

Abstract

El cultiu viral és la tècnica microbiològica de referència per a la detecció de virus amb capacitat infectiva, a diferència de les tècniques moleculars, com les PCR a temps real, que detecten fragments específics de material genètic del virus, sense proporcionar una distinció clara de si el virus s'està replicant i és infectiu o no. Diverses limitacions inherents al cultiu viral, com ara el prolongat temps que necessiten alguns virus per a multiplicar-se en cultiu, o la necessitat de comptar amb instal·lacions especials, han conduït al fet que en l'actualitat només un número molt limitat de laboratoris de diagnòstic disposin d'aquesta tècnica. No obstant això, avui dia les tècniques moleculars són àmpliament utilitzades en tots els laboratoris, i la seva aplicabilitat s'ha incrementat de manera constant gràcies a l'automatització i la simplificació tècnica. L'ús generalitzat de les tècniques de PCR a temps real per a en el diagnòstic de la majoria de les infeccions virals, pot comportar a la detecció, en algunes ocasions, de material genètic viral que no necessàriament reflecteix una infecció activa. En conseqüència, una interpretació errònia dels resultats obtinguts pot derivar en situacions de sobrediagnòstic, aïllaments prolongats o en l'administració excessiva de tractaments per a determinades infeccions virals. En aquesta Tesi Doctoral, es duu a terme un estudi comparatiu entre els resultats obtinguts mitjançant dues tècniques diferents en mostres respiratòries: el cultiu viral i la PCR a temps real. Aquest estudi se centra particularment en dos virus amb característiques virològicas i patogènia molt diferents, però tots dos amb rellevància clínica significativa, especialment en pacients immunodeprimits, com són el citomegalovirus humà (HCMV) i el coronavirus de tipus 2 causant de la síndrome respiratòria severa (SARS-CoV-2). En el cas del HCMV s'avalua a més la càrrega viral en rentada broncoalveolar i la seva correlació amb la infecció activa del virus en el pulmó, així com la seva relació amb la càrrega viral en plasma. D'altra banda, en el cas del SARS-CoV-2, s'investiga la correlació entre la capacitat infectiva del virus, el valor del Ct de la PCR i els dies transcorreguts des de l'inici dels símptomes.

El cultivo viral es la técnica microbiológica de referencia para la detección de virus con capacidad infectiva, a diferencia de las técnicas moleculares, como las PCR a tiempo real, que detectan fragmentos específicos de material genético del virus, sin proporcionar una distinción clara de si el virus se está replicando y es infectivo o no. Diversas limitaciones inherentes al cultivo viral, tales como el prolongado tiempo que necesitan algunos virus para multiplicarse en cultivo, o la necesidad de contar con instalaciones especiales, han conducido a que en la actualidad sólo un número muy limitado de laboratorios de diagnóstico dispongan de esta técnica. No obstante, hoy en día las técnicas moleculares son ampliamente utilizadas en todos los laboratorios, y su aplicabilidad se ha incrementado de manera constante gracias a la automatización y la simplificación técnica. El uso generalizado de las técnicas de PCR a tiempo real para en el diagnóstico de la mayoría de las infecciones virales, puede conllevar a la detección, en algunas ocasiones, de material genético viral que no necesariamente refleja una infección activa. En consecuencia, una interpretación errónea de los resultados obtenidos puede derivar en situaciones de sobrediagnóstico, aislamientos prolongados o en la administración excesiva de tratamientos para determinadas infecciones virales. En esta Tesis Doctoral, se lleva a cabo un estudio comparativo entre los resultados obtenidos mediante dos técnicas diferentes en muestras respiratorias: el cultivo viral y la PCR a tiempo real. Este estudio se centra particularmente en dos virus con características virológicas y patogenia muy diferentes, pero ambos con relevancia clínica significativa, especialmente en pacientes inmunodeprimidos, como son el citomegalovirus humano (HCMV) y el coronavirus de tipo 2 causante del síndrome respiratorio severo (SARS-CoV-2). En el caso del HCMV se evalúa además la carga viral en lavado broncoalveolar y su correlación con la infección activa del virus en el pulmón, así como su relación con la carga viral en plasma. Por otro lado, en el caso del SARS-CoV-2, se investiga la correlación entre la capacidad infectiva del virus, el valor del Ct de la PCR y los días trascurridos desde el inicio de los síntomas.

Viral culture is the gold standard microbiological for the detection of infectious viruses, in contrast to molecular techniques, such as real-time PCR, which detect specific fragments of virus genetic material, without providing a clear distinction as to whether the virus is replicating and infective or not. Several limitations inherent to viral culture, such as the long time needed for some viruses to replicate in culture, or the need for special facilities, have led to this technique currently being available in only a very limited number of diagnostic laboratories. However, molecular techniques are now widely used in all laboratories and their applicability has increased steadily due to automation and technical simplification. The widespread use of real-time PCR techniques for the diagnosis of most viral infections can sometimes lead to the detection of viral genetic material that does not necessarily reflect an active infection. Consequently, incorrect interpretation of the results obtained can lead to over-diagnosis, prolonged isolation or over-treatment of certain viral infections. In this Doctoral Thesis, a comparative study is carried out between the results obtained by two different techniques in respiratory samples: viral culture and real-time PCR. This study focuses particularly on two viruses with very different virological characteristics and pathogenesis, but both with significant clinical relevance, especially in immunocompromised patients, such as human cytomegalovirus (HCMV) and severe respiratory syndrome coronavirus type 2 (SARS-CoV-2). In the case of HCMV, the viral load in bronchoalveolar lavage and its correlation with active infection of the virus in the lung, as well as its relationship with the viral load in plasma, are also evaluated. On the other hand, in the case of SARS-CoV-2, the correlation between the infectious capacity of the virus, the PCR Ct value and the number of days since the onset of symptoms is investigated.