Concentración mínima inhibitoria

En microbiología , la concentración mínima inhibitoria ( CMI ) es la concentración más baja de una sustancia química , generalmente un fármaco, que impide el crecimiento visible in vitro de bacterias u hongos . ^{[1] [2]} Las pruebas de CMI se realizan tanto en laboratorios de diagnóstico ^{[1] [2]} como en laboratorios de descubrimiento de fármacos . ^{[3] [4]}

La CMI se determina preparando una serie de diluciones del producto químico, añadiendo agar o caldo , luego inoculando con bacterias u hongos e incubando a una temperatura adecuada . El valor obtenido depende en gran medida de la susceptibilidad del microorganismo y de la potencia antimicrobiana del producto químico, pero otras variables también pueden afectar los resultados. ^[5] La CMI se expresa a menudo en microgramos por mililitro (μg/mL) o miligramos por litro (mg/L).

En los laboratorios de diagnóstico, los resultados de las pruebas de CMI se utilizan para clasificar la susceptibilidad de los microbios. Estas calificaciones se asignan en función de valores acordados denominados puntos de corte. Los puntos de corte son publicados por organizaciones de desarrollo de estándares como el Instituto de Estándares Clínicos y de Laboratorio de EE. UU. (CLSI), la Sociedad Británica de Quimioterapia Antimicrobiana (BSAC) y el Comité Europeo de Pruebas de Susceptibilidad a los Antimicrobianos (EUCAST). ^{[6] [7] [8]} El propósito de medir las CMI y clasificar los microbios es permitir que los médicos prescriban el tratamiento antimicrobiano más adecuado.

El primer paso en el descubrimiento de fármacos es a menudo la medición de las CMI de extractos biológicos , compuestos aislados o grandes bibliotecas químicas contra bacterias y hongos de interés. ^{[9] [10]} Los valores de CMI proporcionan una medida cuantitativa de la potencia antimicrobiana de un extracto o compuesto . Cuanto menor sea la CMI, más potente será el antimicrobiano. ^[4] Cuando se dispone de datos de toxicidad in vitro , las CMI también se pueden utilizar para calcular los valores del índice de selectividad, una medida de la toxicidad fuera del objetivo respecto del objetivo . ^[4]

Después del descubrimiento y comercialización de los antibióticos, el microbiólogo, farmacólogo y médico Alexander Fleming desarrolló la técnica de dilución en caldo utilizando la turbidez del caldo para su evaluación. ^[11] Se cree comúnmente que este es el punto de concepción de las concentraciones inhibitorias mínimas. ^[12] Más tarde, en la década de 1980, el Clinical and Laboratory Standards Institute consolidó los métodos y estándares para la determinación de la CMI y el uso clínico. Debido a que los patógenos continúan evolucionando y se siguen desarrollando nuevos medicamentos, los protocolos de CMI del CLSI se actualizan periódicamente para reflejar estos cambios. ^[13] Los protocolos y parámetros establecidos por el CLSI se consideran el "estándar de oro" en los Estados Unidos y son utilizados por las autoridades regulatorias, como la FDA, para realizar evaluaciones. ^[14]

En la actualidad, la CMI se utiliza en las pruebas de sensibilidad a los antimicrobianos. La CMI se informa proporcionando la interpretación de la sensibilidad junto a cada antibiótico. Las diferentes interpretaciones de la sensibilidad son: "S" (sensible o que responde a un régimen de dosificación estándar), "I" (intermedio o que requiere una mayor exposición) y "R" (resistente). Estas interpretaciones fueron desarrolladas por el CLSI y el EUCAST . ^{[6] [8]} Ha habido discrepancias importantes entre los puntos de corte de varios países europeos a lo largo de los años, y entre los del CLSI y el EUCAST. ^[15]

En las clínicas, la mayoría de las veces, los patógenos exactos no se pueden determinar fácilmente a partir de los síntomas del paciente. Entonces, incluso si se determina el patógeno, diferentes cepas de patógenos, como Staphylococcus aureus, tienen diferentes niveles de resistencia a los antimicrobianos . Por lo tanto, es difícil prescribir los antimicrobianos correctos. ^[16] La CMI se determina en tales casos cultivando el aislado del patógeno del paciente en una placa o caldo, que luego se usa en el ensayo. ^[17] Por lo tanto, el conocimiento de la CMI proporcionará al médico información valiosa para realizar una prescripción.

El uso exacto y preciso de los antimicrobianos también es importante en el contexto de las bacterias resistentes a múltiples fármacos . Los microbios, como las bacterias, han ido adquiriendo resistencia a los antimicrobianos a los que antes eran susceptibles. ^[18] El uso de niveles incompatibles de antimicrobianos proporciona la presión selectiva que ha impulsado la dirección y la evolución de la resistencia de los patógenos bacterianos. ^[19] Esto se ha observado en niveles de antibióticos por debajo de la CMI. ^[20] Por ello, es cada vez más importante determinar la CMI para tomar la mejor decisión a la hora de prescribir antimicrobianos.

Hay tres reactivos principales necesarios para realizar este ensayo: el medio, un agente antimicrobiano y el microbio que se está probando. El medio más comúnmente utilizado es el caldo Mueller Hinton ajustado con cationes, debido a su capacidad para soportar el crecimiento de la mayoría de los patógenos y su falta de inhibidores hacia los antibióticos comunes. ^[21] Dependiendo del patógeno y los antibióticos que se estén probando, el medio se puede cambiar y/o ajustar. La concentración de antimicrobiano se ajusta a la concentración correcta mezclando el antimicrobiano de reserva con el medio. El antimicrobiano ajustado se diluye en serie en múltiples tubos (o pocillos) para obtener un gradiente. La tasa de dilución se puede ajustar dependiendo del punto de corte y las necesidades del médico. El microbio, o el agente inoculante, debe provenir de la misma unidad formadora de colonias y debe estar en la concentración correcta. Esto se puede ajustar por tiempo de incubación y dilución. Para la verificación, el control positivo se siembra en una dilución de cien veces para contar las unidades formadoras de colonias. Los microbios se inoculan en los tubos (o placas) y se incuban durante 16 a 20 horas. La CMI se determina generalmente por la turbidez. ^[21]

Los Etests se pueden utilizar como un método alternativo para determinar las concentraciones inhibitorias mínimas de una amplia gama de agentes antimicrobianos contra diferentes organismos. Se han utilizado ampliamente en laboratorios de microbiología de todo el mundo. Fabricados por bioMérieux , los Etests son tiras reactivas de plástico no porosas listas para usar con un gradiente predefinido de antibiótico, que cubren un rango de concentración continuo. ^[22]

Mientras que la CMI es la concentración más baja de un agente antibacteriano o antifúngico necesaria para inhibir el crecimiento visible, la concentración bactericida mínima (CBM) es la concentración mínima de un agente antibacteriano que provoca la muerte bacteriana. Se define por la incapacidad de volver a cultivar bacterias y cuanto más cercana esté la CMI a la CBM, más bactericida será el compuesto. ^[23]

La CMI se utiliza clínicamente en lugar de la CMB porque la CMI se determina más fácilmente. ^[13] Además, la eficacia del fármaco es generalmente similar cuando se toma en concentraciones de CMI y CMB porque el sistema inmunológico del huésped puede expulsar el patógeno cuando la proliferación bacteriana está detenida. ^[24] Cuando la CMB es mucho más alta que la CMI, la toxicidad del fármaco hace que tomar la CMB del fármaco sea perjudicial para el paciente. La toxicidad antimicrobiana puede presentarse de muchas formas, como hipersensibilidad inmunitaria y toxicidad fuera del objetivo. ^[25]

Los brotes bacterianos aumentan y las nuevas cepas de microbios y patógenos invaden nuestras vidas a diario, lo que hace que sea cada vez más necesario analizar estos microbios. Las bacterias mutantes representan un riesgo mayor que nunca para los humanos y, por lo tanto, la prueba MIC es importante para asegurarnos de estar un paso por delante de ellas.

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