Molekulární diagnostika septických stavů

Pavlína Nekudová

Bachelor's thesis

Molecular diagnosis of sepsis

Abstract:

Sepse je život ohrožující stav, ke kterému dochází v důsledku imunitní odpovědi hostitelského organismu na infekci. Včasné a správné určení původce sepse je klíčové pro přežití septických pacientů, aby byla co nejdříve zahájena cílená terapie. I přes pokrok molekulárně biologických metod používaných pro detekci patogenů, doporučeným standardem pro identifikaci původce sepse zůstávají hemokultury. Tato metoda je však časově náročná, proto neumožňuje významné ovlivnění iniciální terapie sepse. V rámci této bakalářské práce byla sepsána rešerše na téma problematiky sepse a detekčních metod umožňujících identifikaci původců sepse. Důraz byl kladen na molekulárně biologické metody využívající polymerázovou řetězovou reakci. V experimentální části byly zkoumány možnosti pre-analytického zpracování krve, která je primárním materiálem pro detekci původců sepse. Byly testovány přístupy, které by mohli vést ke zvýšení citlivosti detekce, případně usnadnění manipulace se vzorkem v diagnostické laboratoři při používání metody založené na PCR. Použití komerčního kitu MolYsis™ Basic5 určeného k obohacení mikrobiální DNA vedlo pouze k mírnému zlepšení citlivosti detekce. Použití plazmy jako klinického materiálu místo krve se ukázalo jako relevantní. Na rozdíl od krve je možné plazmu zamrazit a skladovat a obsahuje menší množství inhibitorů PCR. Časová a finanční náročnost testovaného pre-analytického přístupu společně s vyššími požadavky na vybavení laboratoře, nejsou vyváženy přínosem v podobě adekvátně zvýšené citlivosti detekce. Použití tohoto pre-analytického přístupu tedy nebude dále zvažováno při vývoji systému zaměřeného na rychlou molekulární diagnostiku sepsí. Použití plazmy však vykazovalo srovnatelnou citlivost s krví a je doporučeno pro další testování spojené s diagnostikou sepsí.

Abstract:

Sepsis is a life-threatening condition that occurs because of the host's immune response to infection. Early and correct identification of the causative agent of sepsis is crucial for the survival of septic patients to initiate targeted therapy as soon as possible. Despite the advances in molecular biological methods used to detect pathogens, blood cultures remain the recommended standard for identifying the cause of sepsis. However, this method is time-consuming, so it does not significantly affect the initial therapy of sepsis. As part of this bachelor's thesis, research was written on the topic of sepsis and detection methods enabling the identification of sepsis agents. Emphasis was placed on molecular biological methods using the polymerase chain reaction. In the experimental part, the possibilities of pre-analytical processing of blood, which is the primary material for the detection of sepsis, were investigated. Approaches that could increase the sensitivity of detection or facilitate the handling of the sample in the diagnostic laboratory using the PCR-based method were evaluated. The use of the commercial MolYsis-Basic5 kit resulted in only a slight improvement in detection sensitivity. The use of plasma as a clinical material instead of blood is relevant. Unlike blood, we can freeze and store plasma. The time and cost of these approaches, together with the higher laboratory equipment requirements, are not balanced by the benefits in terms of increased detection sensitivity. Thus, the use of these pre-analytical approaches will not be further considered in the development of a system for rapid molecular diagnosis of sepsis.

Keywords

sepse, PCR, diagnostika, krev, plazma

Keywords

sepsis, diagnosis, PCR, blood, plasma

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2022
• Supervisor: Mgr. Eva Jansová, Ph.D.
• Reader: Marija Kaevska, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology