ES2201144T3 - Procedimiento para la mejora del crecimiento y de la identificacion colorimerica de bacterias, levaduras, hongos o cocos. - Google Patents

Procedimiento para la mejora del crecimiento y de la identificacion colorimerica de bacterias, levaduras, hongos o cocos.

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ES2201144T3 ES96114529T ES96114529T ES2201144T3 ES 2201144 T3 ES2201144 T3 ES 2201144T3 ES 96114529 T ES96114529 T ES 96114529T ES 96114529 T ES96114529 T ES 96114529T ES 2201144 T3 ES2201144 T3 ES 2201144T3
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    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION TRATA DE UN PROCEDIMIENTO PARA LA MEJORA DEL CRECIMIENTO Y DE LA DETECCION DE BACTERIAS, LEVADURAS, HONGOS Y COCOS, AÑADIENDO AL MEDIO DE CULTIVO EXTRACTO DE LEVADURA ESTERILIZADO POR FILTRACION Y/O VIOLETA DE PIODONITROTETRAZOLIO.

Description

Procedimiento para la mejora del crecimiento y de la identificación colorimérica de bacterias, levaduras, hongos o cocos.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la mejora el crecimiento y de la identificación de bacterias, levaduras, hongos o cocos, añadiéndose al medio de cultivo extracto de levadura esterilizado por filtración y violeta de p-yodonitrotetrazolio.
El procedimiento es apropiado en especial para la identificación de micobacterias o gérmenes bajo condiciones de estrés, como gérmenes del aire tras el estrés del secado al aire.
Se describen acondicionamientos en especial del procedimiento según la invención en las subreivindicaciones.
El crecimiento de bacterias, levaduras, hongos, cocos, o bien gérmenes, se efectúa habitualmente en medios de cultivo conocidos a tal efecto. Después se puede efectuar su identificación, por ejemplo, por medio de indicadores apropiados por vía colorimétrica.
Para bacterias, cocos y otros gérmenes se emplea generalmente medios nutrientes, como por ejemplo Tryptic SOY Agar o Bouillon, se pueden cultivar levaduras y hongos, como por ejemplo, en Sabourand Agar, Bouillon o RMPI 1640 Bouillon. Los métodos habituales para micobacterias son aquellos a base de huevo o albúmina, como medios de Löwenstein Jensen o Stonebrink o Agar, como Middlebrook 7H10, 7H11, o medios líquidos, como Middlebrook 7H, o medio de Kirchner con 10 % de suero de caballo (DIN 58 943-3, Manual of Clinical Microbiology, 6th ed., 414-416).
Como identificación del crecimiento puede servir a tal efecto la valoración de ácido palmítico C14, que libera 14 CO2 radioactivo (Bactec, Manual of Clinical microbiology 6th ed. 415), además del consumo de oxígeno en el medio, que se indica a través de un indicador de fluorescencia (EP-A 0 509 781 AI, nombre comercial del producto MGIT), o mediante medida barométrica (ESP máquina para cultivo sanguíneo y micobacterias Difco), o bien mediante indicadores redox, como resazurina/azul de metileno (DE 4 316 394) o cloruro de tetrazolio (Dtsch. Med. Wochenschrift 75, 1471 (1995).
El crecimiento de bacterias se efectúa de modo relativamente lento. De este modo, las micobacterias en medios sólidos, según cantidad de micobacterias inoculadas, requieren de 2 a 6 semanas, en medios líquidos correspondientemente 1 a 3 semanas. La identificación del crecimiento con aparatos adicionales requiere muchos costes, al igual que la eliminación del residuo radioactivo. En el caso de indicadores redox colorimétricos conocidos, como resazurina/azul de metileno o cloruro de tetrazolio, se muestra el efecto de, por ejemplo, las cepas clínicas de micobacterias de tuberculosis se inhiben en el caso de números de gérmenes reducidos, y crecen de manera satisfactoria sólo en el caso de cantidades de gérmenes más elevadas. No obstante, también se puede identificar de modo seguro números de gérmenes más reducidos en el material de muestra clínico. Además, estos indicadores son tóxicos en cantidades elevadas, que son necesarias para números de gérmenes reducidos. Si bien una reducción cuantitativa de estos indicadores redox colorimétricos reduce la toxicidad, no obstante esta conduce a que los productos aislados clínicos, por ejemplo de micobacterias de tuberculosis, crecen aun pero ya no están teñidos, es decir, no tiene lugar la identificación colorimétrica deseada.
En el caso de aislamiento y en la identificación de gérmenes del aire de diferente tipo, como por ejemplo bacterias, cocos, levaduras, hongos y esporas, se presentan los siguientes problemas: los gérmenes del aire están estresados debido al secado al aire. Además, frecuentemente se someten los medios a esterilizado gamma para la identificación de los gérmenes, lo que significa de nuevo estrés para el medio, y conduce, por consiguiente, a un peor crecimiento de los gérmenes a identificar. Ambos factores conducen a que los gérmenes de determinados tipos, en especial de bacterias gran positivas, y cocos, ya no se pueden identificar de modo fiable por vía habitual (colorimétrica con resazurina).
La US-A 3 989 003 describe un medio para la identificación de micobacterias, que contiene extracto de levadura, y en especial ácido hialurónico. El costoso ácido hialurónico se añade para mejorar el crecimiento bacteriano.
En la EP-A 0 223 685 se describen medios para la puesta en práctica del ensayo de decarboxilasa en no fermentadores.
La EP-A 0 167 724 se refiere a un medio para la identificación de un intercambio de malonato de microorganismos a analizar, que presentan, entre otros, extracto de levadura.
Por consiguiente, con el ensayo de decarboxilasa citado anteriormente es posible sólo la identificación positiva/negativa como diferenciación selectiva, pero no una identificación generalmente más sensible de números de gérmenes más reducidos.
La DE-C-43 16 394 describe un procedimiento para la identificación óptica del crecimiento de microorganismo mediante determinación visual del viraje de color de un sistema constituido por azul de metileno y resazurina.
En "Mikrobieller Diagnostik", Ed. Friedrich Burkhardt, Thieme Verlag, 1992, describe un medio para el cultivo de micoplasmas, que contiene, además de otros componentes, extracto de levadura. Se obtiene este extracto de levadura mediante ebullición de 15 minutos en agua, y subsiguiente tratamiento en autoclave a 121ºC, o esterilizado por filtración.
Por lo tanto, es tarea de la presente invención desarrollar un procedimiento a través del cual se pueda mejorar el crecimiento de bacterias, hongos, levaduras, cocos, y efectuar de modo seguro y económico la identificación de las especies a investigar.
Según la invención, se soluciona el problema añadiendo al medio de cultivo extracto de levadura esterilizado por filtración y violeta de p-yodonitrotetrazolio.
Sorprendentemente se mostró, que mediante la adición según la invención de extracto de levadura esterilizado por filtración y violeta de p-yodonitrotetrazolio, se puede acelerar el crecimiento de bacterias, hongos, levaduras, cocos. Si se añade el indicador redox violeta de p-yodonitrotetrazolio (INT), se puede identificar el crecimiento de la especie a investigar de modo sencillo mediante colorimetría.
El procedimiento según la invención es apropiado especialmente para la identificación de micobacterias, y en especial productos clínicos aislados de Mikobakterien tuberculosis, que crecen en diversos medios, como 7H9 Bouillon, 7H 1 2, 7H9 con OADC (Oleic Acid, Albumin, Dextrose, Catalase, Trademark, véase Difco Manual) y PANTA (Polymyxin, Amphatericin B, Nalidixic acid, Trimethroprim, Azlocillin) en MGIT® - System Mycobacteria Growth Indicator Tube); en medio Kirchner con suero de caballo, así como en medios sólidos, como Löwenstein Jensen.
Incluso las bacterias deterioradas a través de tiempo de almacenaje largos, en especial micobacterias, crecen mejor con la adición según la invención.
El tiempo requerido a tal efecto se puede reducir considerablemente en este caso, o bien se puede simplificar la propia identificación.
Por ejemplo el ensayo de sensibilidad de micobacterias, que es posible, en caso contrario, sólo bajo empleo de un substrato radioactivo (14_{c}-ácido palmítico en el sistema Bactec® 460 de BectoN Dickinson) en el intervalo de 1 semana, se puede valorar mediante adición de extracto de levadura esterilizado por filtración a 7H9 Bouillon ya visualmente como medida de turbidez en el intervalo de 5 a 7 días, sin que sean necesarios sistemas costosos, como la identificación de radioactividad, con los problemas de eliminación vinculados con la misma.
La adición según la invención es apropiada especialmente también para la identificación de gérmenes del aire, conduciendo el aumento del número de gérmenes efectuado mediante el extracto de levadura esterilizado por filtración a un crecimiento más rápido generalmente, y en especial a un crecimiento más rápido que en el caso de medios no sometidos a esterilizado gamma. Por consiguiente, también es posible la identificación colorimétrica de gérmenes, en especial de bacterias gramnegativas, levaduras y hongos. Esto posibilita también el esterilizado gamma de medios, compensando el extracto de levadura esterilizado por filtración el deterioro de los medios con respecto a las propiedades de crecimiento. Por lo tanto, los gérmenes en medios sometidos a esterilizado gamma con extracto de levadura esterilizada por filtración crecen incluso más fácilmente que con medios convencionales no sometidos a esterilizado gamma.
A modo de ejemplo, se puede emplear como medio básico Tryptic Soy Agar, o medios nutrientes similares.
La adición según la invención de extracto de levadura esterilizado por filtración se efectúa preferentemente en forma líquida en cantidades de 0,5 a 10/1, en especial 0,5-5 g/1, y de modo muy especialmente preferente 2-2,5 g/l.
El indicador violeta de yodonitrotetrazolio (INT) se añade al medio del cultivo preferentemente en una cantidad de 1 a 30 mg/l, en especial 5-20 mg/1 y especialmente 8-15 mg/1.
El crecimiento se puede acelerar también en otros sistemas comerciales mediante la adición complementaria de la combinación según la invención, como se muestra en el siguiente ejemplo 4 con MGIT® con extracto de levadura esterilizado por filtración +INT frente al ejemplo 3 (sistema MGIT® comercial).
Por consiguiente, mediante la adición según la invención se puede acelerar en suma el crecimiento de bacterias, levaduras, cocos, hongos y prescindir además de instalaciones de identificación costosas.
La invención se explica más detalladamente por medio de los siguientes ejemplos.
I. Ejemplos 1-4
En diferentes medios conocidos (sólidos o líquidos) se sometió a ensayo el crecimiento de micobacterias de tuberculosis en diferentes cantidades de inoculado. En este caso, los medios 2 y 4 contienen la adición de extracto de levadura e INT según la invención.
En la tabla 1 se representan los resultados de este ensayo. Como se desprende de la misma, con la adición según la invención conforme a la muestra 2 se consigue un crecimiento más rápido frente a 1 (sin adición) y en el caso de 4 (invención) frente a 3 (comparación).
Medios para el aislamiento de micobacterias (ejemplos 1-4).
1. Medio de 2. Medio de
Kirchner normal Kircher con extracto
de levadura e
INT
Hidrogenofosfato-12-hidrato disódico 3,0 g 3,0 g
Dihidrogenofosfato potásico 4,0 g 4,0 g
Sulfato de magnesio 0,6 g 0,6 g
Citrato sódico 2,5 g 2,5 g
L-asparagina 0,1 g 0,1 g
Aspartato potásico 4,0 g 4,0 g
D-alanina 2,0 g 2,0 g
Ovruvato sódico 0,5 g 0,5 g
Hemina (disuelta en 1 ml de NaOH) 1,66 mg 1,66 mg
Sulfato amónico de hierro (III) 50 mg 50 mg
Agua destilada 500 ml 80 ml
Glicerina tratada en autoclave por separado 20 ml 20 ml
Suero de caballo 100 ml 100 ml
(desactivado 1 h a 56ºC)
Disolución de catalasa 5 ml 5 ml
(Boehringer Mannheim 106836)
Disolución de ácido ribonucleico 25 \mug 25 \mug
2,5 ml con 25 \mug
Extracto de levadura esterilizado por filtración - 2,5 g en 100 ml H_{2}O
INT Solution (Sigma 9405) INT = violeta de p- - 24 ml
yodonitrotetrazolio = cloruro de (2-(-yodofenil)-3-(4-
nitrofenil)-5-feniltetrazolio
Los primeros 12 componentes se someten a tratamiento en autoclave conjuntamente, los demás se añaden como disoluciones estériles esterilizadas por filtración (sin tratamiento en autoclave).
3. MGIT® de Becton Dickinson
4 ml 7H9 Bouillon
+ OADC
+ PANTA
todos los componentes de Becton Dickinson
4. MGIT® con extracto de levadura esterilizado por filtración e INT
4 ml 7H9 Bouillon
+ OADC
+ PANTA
10 mg de extracto de levadura esterilizado por filtración en 0,4 ml de H_{2}O.
TABLA I Crecimiento de Mykobakterium tuberculosis en diferentes cantidades de inoculado en los medios indicados.
Cantidad de disolución Crecimiento en medio Nº en días
de inoculado 1 2 3 4
M. tuberculosis H37RV Mcfarland 0,5 x
10^{-2} 7 5 lila 8 5 lila
10^{-3} 11 8 lila 9 7 lila
10^{-4} 14 11 d.lila 12 10 d.lila
10^{-5} 16 12 d.lila 14 12 d.lila
10^{-6} 23 15 d.lila 17 14 d.lila
10^{-7} 28 19 lila 20 18 d.lila
M. tuberculosis klin. 7 Mcfarland 0,5 x
10^{-2} 9 6 lila 8 6 lila
10^{-3} 13 8 lila 12 9 lila
10^{-4} 17 10 d.lila 16 11 d.lila
10^{-5} 22 13 d.lila 21 14 d.lila
10^{-6} 25 16 d.lila 25 17 d.lila
10^{-7} 32 20 d.lila 30 20 d.lila
M. tuberculosis klin. 15 Mcfarland 0,5 x
10^{-2} 8 5 lila 6 5 lila
10^{-3} 12 8 lila 9 8 lila
10^{-4} 15 11 d.lila 12 11 d.lila
10^{-5} 22 13 d.lila 14 12 d.lila
10^{-6} 26 16 d.lila 18 15 d.lila
10^{-7} 29 19 d.lila 22 18 d.lila
*en el caso de 3 valoración con fluorescencia según la prescripción de MGIT®
en el caso de 4 valoración con fluorescencia según la prescripción de MGIT® y adicionalmente
presencia de colonias teñidas de lila (a través de INT).
d.lila = lila oscuro
2, = invención
1*, 3* = comparación
\newpage
II. Ejemplos 5-6
En estos ejemplos se elaboró el ensayo de sensibilidad para la identificación de micobacterias análogamente al procedimiento descrito en la DIN 58943, parte 8, para medios sólidos con los medios líquidos 5 y 6 a 6 C. La valoración se efectúa mediante verificación de turbidez en el control de crecimiento (así como en el caso de resistencia, también mediante turbidez) en los medios 5.
En el caso de los medios 6 a 6 C se valoró resistencia, o bien crecimiento, a través de la presencia de colonias teñidas de lila.
Se emplea medio 7H9 enriquecido con ADC (estándar) y según la invención:
medio 7H9 enriquecido con ADC + extracto de levadura esterilizado por filtración + INT.
5) Middlebrook 7H9 broth 4,7 g/l
tratado en autoclave
+ ADC enriquecido
100 ml a 900 ml
medio básico 7H9 (según datos del fabricante
del medio Difco)
6) Con adición de extracto de levadura
esterilizado por filtración e INT Middlebrook
7H9
broth 4,7 g/l tratado en autoclave
800 ml de medio básico 7H9
100 ml de ADC enriquecido
100 ml de H_ {2}O que contiene 2,5 g de extracto de levadura
esterilizado por filtración
24 ml de disolución de INT
6.A diferente a 6:
100 ml de H_{2}O que contiene 3,0 g de extracto de levadura
esterilizado por filtración
6.B diferente a 6:
100 ml de H2O que contiene 2,0 g de extracto de levadura
esterilizado por filtración
6.C diferente a 6:
100 ml de H_{2}O que contiene 0,5 g de extracto de levadura
esterilizado por filtración
(invención).
Los resultados se representan en la siguiente tabla II.
TABLA II
Cepa Antituberculostático MHK* en MHK legible después de días en el medio
\mug/ml 5 Comp. 6 inv. 6A inv. 6B inv. 6C inv.
M.tb H_{37} R_{v} Rifampicina 2,0 9 5 5 5 6
(RMP)
M.tb klin,7 Rifampicina 1,0 11 7 7 7 8
(RMP)
M.tb klin,15 Rifampicina 2,0 9 5 5 5 6
(RMP)
M.tb H_ {37} R_{v} Isomiazida (INA) 0,06 9 5 5 5 6
M.tb klin,7 Isomiazida (INA) 0,03 11 7 7 7 8
M.tb klin,15 Isomiazida (INA) 0,03 9 5 5 5 6
M.tb H_{37} R_{v} Etambutol (EMB) 0,5 9 5 5 5 6
M.tb klin,7 Etambutol (EMB) 0,25 11 7 7 7 8
M.tb klin,15 Etambutol (EMB) 0,5 9 5 5 5 6
*MHK = concentración de inhibición mínima
Como se desprende la tabla, la muestra 6 se puede valorar más rápidamente con la adición según la invención que en el medio comparativo 5.
Los ejemplos 6A-6C muestran diferentes cantidades de extracto de levadura añadido.
III. Ejemplos 7-8
En los siguientes ejemplos 7-8 se indican medios con (ejemplo 8) y sin adición según la invención (7), que se emplearon con (7A) y sin (7, 8) esterilizado gamma previo (rayos gamma de 20-30 kilogray) como medio de crecimiento para diferentes gérmenes del aire citados en la tabla III.
7) Tryptic Soy Agar
para la determinación del número de gérmenes.
15 g de Pancreatic Digest of Casein
5 g de Soy Bean Pepton
5 g de NaCl
0,7 g de lecitina
7 g de polisorbato 80
17 g de agar
1000 ml de H_{2}O
se trata la mezcla en autoclave.
8) Tryptic Soy Agar
para la determinación del número de gérmenes con extracto de levadura
esterilizado por filtración e INT
15 g de Pancreatic Digest of Casein
5 g de Soy Bean Pepton
5 g de NaCl
0,7 g de lecitina
7 g de polisorbato 80
17 g de agar
900 ml de H_{2}O
se trata la mezcla en autoclave
se añade en medio estéril 100 ml de H_{2}, que contiene 2,5 g de extracto
de levadura esterilizado por filtración
se añade en medio estéril 24 ml de disolución de INT.
Como se desprende la tabla III, el medio 8 (invención) presenta una mejora esencial en el número de colonias encontradas de nuevo frente a 7 (comparación).
Además, se puede ver que, mediante el estrés de la radiación gamma (medios 7A), se reduce el número de colonias halladas de nuevo frente a los medios no irradiados (7).
TABLA III
Cantidad de cepa de Crecimiento en el medio Nr., número de colonias después de 1 día
inoculado 7 7A 8
Bacillus subtillis
10^{2} 80 11 58 colonias lila
2x10^{2} 10 1 0 colonias lila
50 1 0 0 colonias lila
Staph. Aureus ATCC 6538
10^{2} Césped 68 116 colonias lila
2x10^{2} 138 27 2 colonias lila
50 32 1 0 colonias lila
Candida pseudotropicalis
10^{2} 17 2 48 colonias lila
2x10^{2} 3 0 10 colonias lila
50 1 0 3 colonias lila
Alteromonas putrefaciens
10^{2} Césped 59 Césped, lila
2x10^{2} 56 21 128 colonias lila
50 11 2 48 colonias lila
\newpage
IV. Ensayos clínicos
Con diferente medio nutriente y un medio que contenía la adición según la invención de extracto de levadura esterilizado por filtración e INT, se llevaron a cabo ensayos clínicos con diferentes materiales de muestra para la identificación de Mykobacterium tuberculosum.
Los resultados se representan en la siguiente tabla IV.
TABLA IV
Material de Medio 2 según la Bactec 12B*** Lowenstein Medios de
muestra invención Jensen*** Kirchner
convencionales
***
Esputo* Positivo después Negativo Negativo Negativo
de 18 días
Esputo Positivo después Positivo después Positivo después Positivo después
18 días 18 días** de 28 días de 28 días
Esputo Positivo después Positivo después Positivo después Positivo después
de 15 días de 15 días** de 21 días de 18 días
Punción de pleura Positivo después Negativo Positivo después Positivo después
de 18 días de 18 días de 18 días
Lavado bronquial* Positivo después Negativo Positivo después Positivo después
de 20 días de 18 días de 18 días
Esputo Positivo después Negativo Positivo después Positivo después
de 16 días de 18 días de 18 días
* Pacientes tratados, resultado Tb asegurado ya a partir de investigaciones previas.
** En el caso del medio según la invención, es realizable
inmediatamente la diferenciación de especies
con sondas de DNA comerciales de muestra génica, en el caso de Bactec 12B
se debe esperar 3 a 4 días más hasta la consecución de un índice de crecimiento de 500,
para poder emplear estas sondas de modo seguro.
*** Comparación.
La tabla IV muestra que los gérmenes deteriorados y estresados mediante tratamiento son aún cultivables en los medios según la invención, mientras que esto ya no era el caso en los medios comparativos.
Además es posible la elaboración subsiguiente inmediata con sondas de ADN biológicas moleculares con el medio según la invención el mismo día en el que se aumentó el resultado positivo del crecimiento. Con ello es posible la diferenciación de especies y el resultado inmediato en las clínicas, mientras que en sistemas tradicionales se debería esperar aún a tener suficientes gérmenes para la investigación con sondas de DNA comerciales.
Como se desprende claramente de estos ejemplos, el procedimiento según la invención, de modo sencillo, económico, conduce a resultados rápidos seguros con respecto al crecimiento y a su identificación de las más diversas especies.

Claims (6)

1. Procedimiento para la mejora del crecimiento e identificación de bacterias, levaduras, hongos o cocos, caracterizado porque se añade al medio de cultivo extracto de levadura esterilizado por filtración y violeta de p-yodonitrotetrazolio.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se mejora el crecimiento y la identificación de micobacterias.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se mejora el crecimiento y la identificación de cepas de micobacterias de tuberculosis.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se mejora el crecimiento y la identificación de gérmenes del aire.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se añade al medio del cultivo 0,5-10 g/l de extracto de levadura esterilizado por filtración y 1-30 mg/l de violeta de p-yodonitrotetrazolio.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se emplea como medio de cultivo 7H9 Bouillon, 7H9 con OADC (Oleic acid, Albumin, Dextrose, Catalase) y PANTA (Polymyxin, Amphatericin B, Nalidixic Acid, Trimethroprim, Azilocillin), medio de Kirchner con extracto de caballo, medio de Löwenstein Jensen o Tryptic Soy Agar.
ES96114529T 1996-01-24 1996-09-11 Procedimiento para la mejora del crecimiento y de la identificacion colorimerica de bacterias, levaduras, hongos o cocos. Expired - Lifetime ES2201144T3 (es)

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