Descubrimiento de fármacos basado en imagenología de células vivas / Drug discovery based on live cell imaging

RESUMEN El diseño eficiente de compuestos aprovechando las características estructurales de las moléculas y la búsqueda eficiente de dianas terapéuticas, ha proporcionado herramientas efectivas en la investigación de nuevos tratamientos cuando esta se enfoca en mecanismos celulares de la enfermedad. Los cambios fenotípicos producidos por la interacción in vitro entre molécula-diana, pueden controlarse cuantitativamente mediante imagenología de células vivas. Para garantizar una interacción adecuada, es necesario considerar diferentes elementos cruciales: 1. Las características estructurales y la dinámica molecular del compuesto a evaluar. 2. La relevancia del blanco para la fisiopatología de interés. Sin embargo, el desconocimiento del panorama general en el descubrimiento de fármacos, desde problemáticas estructurales y celulares, ha enlentecido la búsqueda de nuevos tratamientos. Esta revisión descriptiva de tema presenta algunos aspectos estructurales importantes para la caracterización de compuestos como candidatos terapéuticos, y aproximaciones experimentales para desarrollo de sistemas celulares. Los tópicos discutidos se enfocan en la monitorización por imagenología de células vivas y así mismo proporcionamos ejemplos relevantes. La monitorización de efectos fenotípicos producidos por interacciones entre candidato químico y blanco terapéutico en un sistema celular puede favorecer la búsqueda eficiente de moléculas potencialmente terapéuticas.

SUMMARY The efficient compounds' design taking advantage of the molecule's structural characteristics and efficient search for therapeutic targets has provided effective tools for the research of new treatments when this is focused on disease cellular mechanisms. Phenotypic changes produced by in vitro interaction between molecules and targets can be monitored quantitatively by live cell imaging. To guarantee adequate interaction, it is necessary to consider different crucial elements: 1. Structural characteristics and molecular dynamics of the evaluated compound. 2. Target relevance for the concern physiopathology. However, overview's ignorance of the drug discovery, from structural and cellular problems, has slowed the new treatments research. This literature review presents some important structural aspects for compounds' characterization as therapeutic candidates and experimental approaches for cellular systems development. Subjects discussed are focused on live cell imaging and we also provide relevant examples. Phenotypic monitoring of interactions' produced effects between the chemical candidate and therapeutic target in a cellular system can favor the efficient search of potentially therapeutic molecules.

Use and evaluation of a line probe assay in patients with tuberculosis in Peru: 2011 and 2013 / Utilización y evaluación de un ensayo con sondas en línea en los pacientes con diagnóstico de tuberculosis en el Perú del 2011 al 2013

ABSTRACT Objective To determine the use and performance of a line probe assay (LPA) compared with conventional culture and drug sensitivity testing (CDST) in patients registered with tuberculosis (TB) under routine program conditions in Peru in 2011–2013. Methods This was a descriptive, operational research, cross-sectional study of sputum specimens from patients with smear-positive pulmonary TB and mycobacterial cultures from patients with smear-negative or positive TB. Drug resistance to rifampicin and/or isoniazid detected by LPA was compared to CDST. Sensitivity, specificity, and predictive values were calculated and reliability for detecting drug resistance was assessed through kappa coefficient, with values 0.61–0.80 showing substantial correlation, and 0.81 or above showing almost-perfect correlation. Results In 2011–2013, there were 16 169 LPA tests performed, with the proportion of TB patients receiving the test increasing from 3.2% to 30.2%. In all, 2 905 LPA test results were compared to CDST. For LPA in sputum specimens, sensitivity for rifampicin was 92%; isoniazid, 94%; and MDR-TB, 88%; while specificity for rifampicin was 92%; isoniazid, 92%; and MDR-TB, 95%. For LPA in mycobacterial cultures, sensitivity for rifampicin was 95%; isoniazid, 96%; and MDR-TB, 90%; while specificity for rifampicin was 85%; isoniazid, 91%; and MDR-TB, 94%. Kappa coefficients were at 0.81 or above for all comparisons of LPA with CDST using sputum specimens and cultures, except for isoniazid in cultures, which was at 0.79. Conclusions This study suggests that LPA is a reliable and rapid screening test for drug-resistant TB and should be considered suitable for routine use and scale up in Peru.

RESUMEN Objetivo Definir la utilización de un ensayo con sondas en línea y evaluar su desempeño, en comparación con el método convencional de cultivo y antibiograma, en los pacientes registrados con tuberculosis en condiciones programáticas en el Perú del 2011 al 2013. Métodos Investigación operativa descriptiva con un estudio transversal de las muestras de esputo de los pacientes con diagnóstico de tuberculosis pulmonar y baciloscopia positiva y de los cultivos de micobacterias de los pacientes con tuberculosis y baciloscopia positiva o negativa. La farmacorresistencia a la rifampicina, la isoniacida o a ambas, detectada mediante el ensayo con sondas en línea, se comparó con los resultados obtenidos por el método de cultivo y antibiograma. Se calculó la sensibilidad, la especificidad y los valores predictivos del ensayo con sondas en línea y se evaluó su fiabilidad en la detección de la farmacorresistencia mediante el coeficiente k, cuyos valores de 0,61 a 0,80 correspondían a una fuerte correlación y los valores de 0,81 o superiores reflejaban una correlación casi perfecta. Resultados Del 2011 al 2013 se practicaron 16 169 ensayos con sondas en línea, y la proporción de pacientes con diagnóstico de tuberculosis en quienes se practicaba aumentó de 3,2% a 30,2%. En total, se compararon 2 905 resultados del ensayo molecular con el método convencional. En las muestras de esputo, el ensayo molecular ofreció una sensibilidad de 92% para la resistencia a la rifampicina, 94% a la isoniacida y 88% para la tuberculosis multirresistente; su especificidad fue 92% con respecto a la rifampicina, 92% a la isoniacida y 95% a la tuberculosis multirresistente. En los cultivos de micobacterias, el ensayo con sondas en línea mostró una sensibilidad de 95% para la resistencia a la rifampicina, 96% a la isoniacida y 90% para la tuberculosis multirresistente; la especificidad fue 85% para la rifampicina, 91% para la isoniacida y 94% para la tuberculosis multirresistente. El coeficiente k fue 0,81 o superior en todas las comparaciones del ensayo molecular con el método tradicional cuando se usaron muestras de esputo y cultivo, excepto con la isoniacida en cultivo, cuyo coeficiente fue 0,79. Conclusiones Los resultados del presente estudio indican que el ensayo con sondas en línea constituye una prueba de detección fiable y rápida para la tuberculosis multirresistente, y se debe considerar apropiada su utilización en la práctica de rutina y la ampliación de su empleo en el Perú.