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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.5.2013.tde-25112013-111653
Document
Author
Full name
Cleison Ledesma Taira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Negro, Gilda Maria Barbaro Del (President)
Colombo, Arnaldo Lopes
Levi, José Eduardo
Title in Portuguese
Validação da PCR multiplex na detecção e identificação de Candida spp. em infecções de corrente sanguínea de pacientes  pediátricos gravemente doentes
Keywords in Portuguese
Candida
Candidemia/diagnóstico
Criança
Reação em cadeia da polimerase multiplex
Recém-nascido
Unidades de terapia intensiva
Abstract in Portuguese
A ocorrência de candidemias em pacientes internados em unidades de cuidados intensivos é um grave problema por estar relacionada a elevadas taxas de mortalidade. Sinais e sintomas de infecção hematogênica causada por Candida sp. são inespecíficos, dificultando o diagnóstico e representando um desafio para o desenvolvimento de métodos diagnósticos que identifiquem precocemente o agente em amostras clínicas. As metodologias tradicionais (hemocultura e identificação fenotípica) e sorológicas (detecção de beta-D-glucana, manana e anticorpos anti-manana) apresentam limitações de sensibilidade e especificidade, sendo os métodos moleculares uma alternativa para o diagnóstico dessas infecções. Neste trabalho foi desenvolvida uma técnica de nested PCR multiplex capaz de identificar sete espécies de Candida (C. albicans, C. glabrata, C. parapsilosis, C. tropicalis, C. krusei, C. lusitaniae e C. pelliculosa) diretamente em amostras sanguíneas de pacientes com elevado risco de desenvolver candidemias. Na primeira etapa de amplificação foram utilizados primers universais para fungos (ITS1 e ITS4); e na segunda, os primers espécie-específicos foram distribuídos em dois sistemas de amplificação, a saber: um com primers para C. albicans, C. glabrata, C. tropicalis e C. lusitaniae; e outro com primers para C. parapsilosis, C. krusei e C. pelliculosa. A nested PCR multiplex foi capaz de detectar cerca de 4UFC/mL das espécies envolvidas no estudo, não apresentando reatividade cruzada quando avaliada com amostras de DNA de outros fungos e bactérias envolvidos em episódios de infecção hematogênica. Foram analisadas 55 amostras obtidas de pacientes pediátricos internados em unidades de cuidados intensivos do Instituto da Criança do HC-FMUSP e do Hospital de Base da Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto - UNESP, com idades variando de seis dias a 16 anos, apresentando Síndrome da Resposta Inflamatória Sistêmica e/ou dois ou mais fatores de risco para infecção fúngica. Também foi avaliado no estudo um grupo controle, composto por 28 crianças sem risco de desenvolver fungemias, para verificação da ocorrência de possíveis reações inespecíficas pela técnica molecular. As hemoculturas foram positivas em oito pacientes (14,8%), tendo sido identificadas cinco C. albicans, uma C. tropicalis, uma C. parapsilosis e uma C. krusei. Por outro lado, a técnica de nested PCR multiplex detectou DNA de Candida em 13 pacientes (23,6%), tendo havido concordância na identificação das espécies em 100% dos casos. Entretanto, não foi observada discordância estatisticamente significativa (p=0,063) entre as duas metodologias. Dos cinco pacientes com hemoculturas negativas, a técnica molecular foi capaz de detectar dupla candidemia em três casos, identificando nessas amostras C. tropicalis e C. parapsilosis simultaneamente. Nos cinco casos em que apenas a técnica de PCR foi positiva, as amostras amplificadas foram sequenciadas, apresentando similaridades de 99 a 100%, quando comparadas às sequencias de cepas de Candida depositadas no GenBank. O tempo para execução da técnica e liberação de resultados foi de aproximadamente 24 horas. O custo relativo aos procedimentos realizados para execução da PCR foi calculado e comparado ao custo dos procedimentos executados nas hemoculturas, tendo sido mais baixo. Os resultados demonstram que a nested PCR multiplex é técnica alternativa para a detecção e identificação de espécies de Candida em pacientes com risco de desenvolver candidemias, apresentando limiar de detecção adequado e capacidade de identificar mais de uma espécie de Candida simultaneamente em amostras clínicas. A técnica é ainda capaz de permitir a liberação de resultados em menor tempo, além de apresentar menor custo, quando comparada à metodologia convencional de cultivo
Title in English
Validation of a PCR multiplex assay for detection and identification of Candida spp. in bloodstream infections of critically ill pediatric patients
Keywords in English
Candida
Candidemia/diagnosis
Child
Intensive care units
Multiplex polymerase chain reaction
Neonate
Abstract in English
The incidence of candidemia among intensive care unit patients is associated with high mortality rates. The non-specific nature of the signs and symptoms of this infection difficult the diagnosis. Development of methods that allow early identification of the agent in clinical samples still represents a challenge. Classical methodologies (blood cultures and phenotypic identification) and serological tests (beta-D-glucan and mannan detection; anti-mannan antibodies) to diagnose candidemia lack sensitivity and specificity. Molecular methods are an alternative approach to the diagnosis of candidemia. In this work we developed a nested PCR multiplex assay able to identify seven Candida species (C. albicans, C. glabrata, C. parapsilosis, C. tropicalis, C. krusei, C. lusitaniae and C. pelliculosa) directly in blood samples of patients at high risk of candidemia. In the first stage of amplification universal fungal primers (ITS1 and ITS4) were used and in the second stage, the species-specific primers were divided into two amplification systems, one with primers for C. albicans, C. glabrata, C. tropicalis and C. lusitaniae, and another with primers for C. parapsilosis, C. krusei and C. pelliculosa. The multiplex nested PCR was able to detect approximately 4 CFU/mL of the seven Candida species, and showed no cross reactivity when evaluated with samples of DNA from other fungi and bacteria causing hematogenous infection episodes. We analyzed 55 samples obtained from patients admitted to pediatric intensive care units of the Instituto da Criança do HCFMUSP and Hospital de Base of Medical School from São José do Rio Preto - UNESP, with ages ranging from six days to 16 years, presenting the Systemic Inflammatory Response Syndrome and/or two or more risk factors of fungal infection. A control group of 28 children without risk of fungemia, to check for occurrence of nonspecific reactions in the molecular technique, was also evaluated. Blood cultures were positive in eight patients (14.8%), five were identified as C. albicans, and the remaining as C. tropicalis, C. parapsilosis and C. krusei. The nested multiplex PCR assay detected Candida DNA in 13 patients (23.6%), and there was concordance in species identification in 100% of the cases. In five patients with negative blood cultures, the molecular technique was capable of detecting dual candidemia in three patients' samples, identifying C. tropicalis and C. parapsilosis simultaneously. However, there was no statistically significant disagreement (p = 0.063) between the two methods. In these five cases for whom only the PCR was positive, the amplified samples were sequenced, showing similarities from 99 to 100% when compared with sequences of Candida strains deposited in GenBank. Time for execution of the technique and release of results was about 24 hours. The cost of PCR assay was compared with the cost of the conventional blood culture tests and was lower. In conclusion, we demonstrated that the nested PCR multiplex developed in our laboratory is an alternative technique for the detection and identification of Candida species in patients at risk of candidemia, showing appropriate detection threshold and the ability to identify simultaneously more than one Candida species in clinical samples. The technique is also rapid, giving results in 24 h and exhibiting lower cost when compared with the conventional culture methodology
 
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Publishing Date
2013-11-26
 
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