Biomarcadores de Sepsis. Actualización y futuro

BIOMARCADORES BIOMARCADORES DE DE SEPSIS. SEPSIS. Actualizaci贸n Actualizaci贸n yy Futuro Futuro

“Salvo en casos excepcionales, parece que el paciente muera por la respuesta de su cuerpo a la infección más que por la propia infección."

Sir William Osler – 1904 “The Evolution of Modern Medicine”

ETIMOLOGÍA DE SEPSIS La palabra sepsis proviene del griego σηψІς (sipsis): putrefacción Sipsis proviene del verbo σήπω (pudrir) Iliada de Homero (canto 24, verso 414): ‘…Δυωδεκάτη δέ οί ήώς κεІμένω, ούδέ τί οί σήπεταІ, Ούδέ μІνεύλαί έσθουσ, άί ρά τε φώτας άρηІφάτους κατέδουσІ.’ ‘…Diodekati de i ios kimeno, ude ti i jros sipete, ude min evle esthus’e ra te fotas ariifatus katedusi.’ ‘…Doce días lleva de estar tendido, y ni el cuerpo se pudre, ni lo comen los gusanos que devoran a los hombres muertos en la guerra.’

HISTORIA Reseña más antigua de sepsis: Papiro de Smith (Luxor, Egipto) 1600 a.C. Diagnóstico de cuadro febril por herida infectada Identificación de signos claros Supuración local, Infección Sistémica

Bases del abordaje del paciente séptico Papiro de Ebers (Luxor, Egipto) 1400 a.C. Uso de miel y grasa en heridas infectadas Eliminar pus para la curación de heridas

“Una lesión local, calentada por el aflujo del humor, hace que todo el cuerpo se torne febril. Uno puede morir de esto, especialmente los días impares”

HISTORIA Celso (45 a.C. – 25 d.C.) Primer médico occidental en caracterizar los 4 signos cardinales de la infección Tumor, rubor, calor y trastorno funcional

Establece los fundamentos de la hemostasia Galeno (129-200 d.C.) “Pus bonum et laudabile” Refuerza ideas sobre importancia de la curación supurativa.

Louis Pasteur (1822-1895) Gérmenes – Origen de las enfermedades infecciosas

DEFINICIONES Conferencia Consenso (ACCP, SCCM) 1991 SIRS (fiebre/hipotermia, leucocitosis/leucopenia, taquicardia, taquipnea) Síndrome Séptico SEPSIS: SIRS + Infección SEPSIS GRAVE: Sepsis + hipoperfusión, hipotensión o disfunción de órganos SHOCK SÉPTICO: Sepsis grave con disfunción circulatoria

DEFINICIONES Conferencia Internacional para las definiciones de SEPSIS (ACCP/SCCM/ESICM/ATS/SIS) SEPSIS: Presencia probable o documentada de una infección que se acompaña de manifestaciones sistémicas.

SEPSIS GRAVE: Sepsis que cursa con hipotensión inducida por sepáis o signos de hipoperfusión titular o disfunción de órganos SHOCK SÉPTICO: Hipotensión inducida por sepsis que persiste a pesar de un adecuado aporte de fluidos

SIRS. Infección.

Sepsis SIRS. Infección. Sepsis

BACTERIAS

HONGOS

INFECCIÓN

PARÁSITOS

S E P S I S

PANCREATITIS

SIRS TRAUMA

QUEMADOS

VIRUS OTROS

OTROS

The ACCP/SCCM Consensus Conference Committee. Chest.

1992;101:1644-1655.

FISIOPATOLOGÍA COMPLEMENTO COMPLEMENTO

MOLÉCULAS MOLÉCULASDE DE ADHESIÓN ADHESIÓN(ICAM(ICAM1), 1),SELECTINAS SELECTINASPP yyLL METABOLITOS METABOLITOSDEL DEL ÁCIDO ÁCIDO ARAQUIDÓNICO ARAQUIDÓNICO (Leucotrienos, (Leucotrienos,PG, PG, Tromboxanos) Tromboxanos)

FIBRINOLISIS FIBRINOLISIS

COAGULACIÓN COAGULACIÓN

SHOCK SHOCK SÉPTICO SÉPTICO PRODUCCIÓN PRODUCCIÓNDE DE MEDIADORES MEDIADORESDE DE INFLAMACIÓN INFLAMACIÓN

RADICALES RADICALES LIBRES LIBRES

ÓXIDO ÓXIDONÍTRICO NÍTRICO

Respuesta local

Respuesta local

proinflamatoria

antiinflamatoria

Mediadores proinflamatorios

Mediadores antiinflamatorios

Lipopolisacárido (Gram-) Peptidoglicano Ác. Lipoteicoico (Gram+) Zymosan (Hongos)

PAMP / Receptores

COAGULACIÓN/FIBRINOLISIS QUININAS COMPLEMENTO

TLR4, CD14, TREM β-Integrina TLR2 TLR2/TLR6

MEDIADORES DE LA INFLAMACIÓN

AMPLIFICACIÓN AMPLIFICACIÓN

LESIÓN ENDOTELIAL

Respuesta a la Infección en Sepsis: Respuesta inflamatoria sistémica que compromete tejidos normales alejados del sitio de infección Fallo de regulación de la respuesta inflamatoria normal: ✘ Liberación masiva y no controlada de mediadores proinflamatorios y antiinflamatorios

DESTRUCCIÓN DE GÉRMENES LESIÓN ENDOTELIAL LESIÓN DIRECTA TISULAR

Respuesta adaptativa Respuesta innata PRECOZ: PAMP microbianos ⇿ TLR (toll-like receptors) Producción de CITOQUINAS

Microorganismos estimulan Respuesta humoral específica Respuesta celular adaptativa

AMPLIFICACIÓN

RESPUESTA INNATA Th1 Segregan citoquinas proinflamatorias Th2 Segregan citoquinas antiinflamatorias

LINFOCITOS T

LINFOCITOS B

Producen Ig Presentación microorganismos a células NK y neutrófilos

Mediadores de la Inflamación: CITOQUINAS Producidas por Macrófagos Linfocitos Células NK Células dendríticas Células endoteliales Promueven y regulan la respuesta inflamatoria Pleomórficas: Producidas por distintas células Tienen funciones similares y dianas múltiples Proinflamatorias & Antiinflamatorias Acciones Autocrina, Paracrina y Endocrina CASCADA y AMPLIFICACIÓN DE LA RESPUESTA EFECTOS DIRECTOS SOBRE LA CÉLULA ENDOTELIAL: Inducen la producción de NO y FT Inducen Expresión de moléculas leucocito-endotelio Inducen autorregulación de trombomodulina

Mediadores de la Inflamación: CITOQUINAS

Macrófagos, Neutrófilos, Linfocitos Th1 TNFɑ, IFN-Ɣ, G-CSF, GM-CSF IL-1β, IL-6, IL-12, IL-18, IL-2, IL-15, LIF Óxido nítrico sintetasa, Ciclooxigenasa 2

Linfocitos Th2 Inhiben síntesis / bloquean acción de IL-1β, TNFɑ y otras IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-8, IL-11, IL-1, IL-6, TGF-β Antagonistas de los receptores de IL-1β (IL-1ra) Receptores solubles para IL-1, TNFɑ (R-I Y R-II), IL-8

Nivel plasm谩tico (U arbitrarias)

Aparici贸n de Citoquinas en el plasma

LPS TNF IL - 1 IL - 6

0

1

2

3

4

5 horas

DEFENSAS HUMORALES ✓ LINFOCITOS B Células Plasmáticas - Inmunoglobulinas - OPSONIZACIÓN

DEFENSAS HUMORALES ✓ CASCADA DEL COMPLEMENTO Opsonización - Lisis - Quimiotaxis - Citotoxicidad - Histamina Vasodilatación - Permeabilidad

DEFENSAS HUMORALES ✓ CASCADA DE LAS QUININAS

DEFENSAS HUMORALES ✓ CASCADA DE LA COAGULACIÓN / FIBRINOLISIS

DEFENSAS HUMORALES ✓ FOSFOLÍPIDOS DE LA MEMBRANA CELULAR

INCREMENTO DE LA COAGULACIÓN DESCENSO DE LOS INHIBIDORES DE LA COAGULACIÓN BLOQUEO DE LA FIBRINOLISIS

Consecuencias de la lesión endotelial Ruptura endotelial

Pérdida de Líquidos IV

⇧Permeabilidad

Vasodilatación descontrolada ⇩Resistencias vasculares

Hipotensión

Hipercoagulabilidad + hipofibrinolisis Microtrombosis

HIPOXIA TISULAR

No perfusión titular

SEPSIS: UNA CASCADA DE EVENTOS

COMPLEMENTO COMPLEMENTO

MOLÉCULAS MOLÉCULASDE DE ADHESIÓN ADHESIÓN(ICAM(ICAM1), 1),SELECTINAS SELECTINASPP yyLL METABOLITOS METABOLITOSDEL DEL ÁCIDO ÁCIDO ARAQUIDÓNICO ARAQUIDÓNICO (Leucotrienos, (Leucotrienos,PG, PG, Tromboxanos) Tromboxanos)

FIBRINOLISIS FIBRINOLISIS

COAGULACIÓN COAGULACIÓN

SHOCK SHOCK SÉPTICO SÉPTICO PRODUCCIÓN PRODUCCIÓNDE DE MEDIADORES MEDIADORESDE DE INFLAMACIÓN INFLAMACIÓN

RADICALES RADICALES LIBRES LIBRES

ÓXIDO ÓXIDONÍTRICO NÍTRICO

MARCADORES DE INFECCIÓN Y SEPSIS

Supuestos marcadores de sepsis AUMENTA

DISMINUYE

Productos bacterianos

Endotoxina

Reactantes de fase aguda

Proteína C rectiva, LBP, Fibrinógeno

Albúmina, Prealbúmina

Lípidos

Triglicéridos

HDL, APO A1

TNFɑ, IL-1, IL-6, IL-8, IL-10, IL18 sE-selectina, sP-selectina, sICAM, sVCAM Dímero D, Fibrinopéptido A, PAI1, PDF Lactoferrina, Elastasa, Mieloperoxidasa PCT, Lactato, Troponina, óxido nítrico, proadrenomedulina

Antitrombina III, Proteína C activada

Citoquinas Moléculas de adhesión Mediadores de coagulación Productos de los neutrófilos Miscelánea

DEFINICIÓN DE BIOMARCADOR “Una característica que es medida objetivamente y evaluada… … indicador de procesos biológicos normales, patológicos o de las respuestas farmacológicas a una intervención terapéutica.”

Previamente requieren: Validación: Características conocidas Técnica estandarizada Precisión Cualificación: Acorde con proceso patológico y objetivos clínicos

DEFINICIÓN DE BIOMARCADOR

“… macromolécula que está asociada con un proceso biológico o mecanismo regulatorio.” “… la medición de este biomarcador […] puede proporcionar información cuantitativa que podría ser clínicamente útil en cuanto a este proceso biológico o mecanismo regulatorio”

NO SON BIOMARCADORES Mediadores Está presente en todos los pacientes que sufren la enfermedad Su administración a un animal experimental reproduce la clínica Su neutralización previa evita el desarrollo de la clínica La neutralización posterior atenúa la gravedad

OBJETIVOS DE LOS BIOMARCADORES EN SEPSIS 1 Establecer un diagnóstico: identificar precozmente los críticos con sepsis 2 Cuantificar la gravedad (pronóstico) del proceso séptico: Identificar los enfermos más graves Identificar los casos con riesgo de mala evolución 3 Valorar la evolución: medir / monitorizar la respuesta al tratamiento

BIOMARCADORES EN SEPSIS

CITOQUIN PROTEÍNAS RECEPTOR SUPERFIC COAGULACI APOPTOSI DE FASE ES IE AS ÓN S AGUDA SOLUBLES CELULAR CD13TNF-a PCR sTREM-1 vWF Fas/Apo-1 HLADR IL-6 PCT sIL-2R HLA-DR PAI-1 Gas6

OTROS NT-proBNP pro-ADM

IL-8

PTX3

sCD163

trombopoietina

TNFRI

MBL

IL-12

ET-1

s-TNF-R

análisis aPTT

Fas/FasL

HDL

TNF-R p55

AT

IL-10

Gc-globulin Copeptina ICAM-1

BIOMARCADORES EN SEPSIS Evoluci贸n de las concentraciones de distintos biomarcadores

PROTEÍNA C REACTIVA (PCR) Proteína de Fase Aguda ⬆︎ Niveles en respuesta a la inflamación En respuesta a IL-6 Se une a Fosfocolina de membrana y Bacterias ↳ Activar S. Complemento (vía complejo C1Q) Acción inmunomoduladora pro/antiinflamatoria Elevación en IAM, Postquirúrgicos, procesos reumáticos Indicador de actividad antiinflamatoria: ☞ ¿INDICADOR DE INFECCIÓN BACTERIANA? Utilidad propuesta como biomarcador

Infecciones recurrentes Respuesta terapéutica

PROTEÍNA C REACTIVA (PCR) UTILIDAD DIAGNÓSTICA

PROTEÍNA C REACTIVA (PCR) UTILIDAD PRONÓSTICO n=158 sépticos, mortalidad 34% AUC: APACHE II: 0,75 SAPS II: 0,82 SOFA: 0,80 PCR: 0,55

PROTEÍNA C REACTIVA (PCR) RESUMEN Ayuda moderadamente al diagnóstico de infección sin discriminar bien de SIRS: ➡PCR >8-10 mg/dL apoya presencia de infección ➡Seriadas: Diagnóstico precoz de infección nosocomial No es buena como marcador pronóstico Útil en seguimiento de la evolución: ➡Baja 25% en 24 h o ≥5 mg/dL en 72 h predicen buena respuesta ➡Aumento en 24 h de ≥5 mg/dL o 25% puede indicar Infección nosocomial BARATA, FIABLE Y RÁPIDA ➡Valorar su utilización seriada

INTERLEUKINA 6 (IL-6) Biocinética rápida Inducción < 1-2 horas t1/2 corta Metodología Laboratorio: Difícil y Cara Inmunoensayo por quimioluminiscencia (CELIA) Prueba ELISA pendiente de salir

INTERLEUKINA 6 (IL-6) VALOR DIAGNÓSTICO

INTERLEUKINA 6 (IL-6) VALOR PRONÓSTICO

INTERLEUKINA 6 (IL-6) RESUMEN Marcador diagn贸stico de infecci贸n: inespec铆fico Buen predictor de mortalidad

PROCALCITONINA (PCT) ESTRUCTURA DE LA PROCALCITONINA

PROCALCITONINA (PCT)

PROCALCITONINA (PCT) Inducción y Liberación de PCT ante una infección bacteriana Expresión de CALC I en adipocitos y células C tiroideas

📌 En infecciones graves: Origen extratiroideo (macrófagos y monocitos de hígado, leucocitos y células endocrinas de intestino y pulmón)

PROCALCITONINA (PCT) Inducción y Liberación de PCT ante una infección bacteriana IFN-Ɣ, liberado en la infección vírica, bloquea la activación de IL-1 y, por tanto, la producción de PCT

En la infección vírica los valores de PCT están habitualmente bajos

PROCALCITONINA (PCT) En infecciones bacterianas relevantes se sintetiza en mĂşltiples tejidos

PROCALCITONINA (PCT) No se metaboliza a Calcitonina en pacientes sĂŠpticos

PROCALCITONINA (PCT) Rápida elevación de PCT ante un estímulo bacteriano

Cinética y Vida Media de PCT tras un estímulo por Gram (-)

PROCALCITONINA (PCT) ESTABILIDAD IN VITRO PCT es muy estable in vitro - sin especiales requerimientos analíticos Mínima influencia de la conservación a 4℃ o 25℃

PROCALCITONINA (PCT) VALORES DE PCT (PUNTOS DE CORTE) NIVELES < 0,5 ng/mL 0,5 - 2 ng/mL > 2 ng/mL > 10 ng/mL

PROCESOS Infecciones víricas

Procesos inflamatorios no infecciosos Politraumatizados, Quemados, Postquirúrgicos

Posible falso positivo (repetir) SEPSIS (Alto riesgo) SEPSIS GRAVE

SHOCK SÉPTICO

PROCALCITONINA (PCT) RESUMEN Multitud de estudios apoyan su valor diagnóstico de sepsis Superior que IL-6 y PCR Diferencia entre SDRA infeccioso y no infeccioso Detección de infección en trauma Detección de infección postquirúrgica Utilidad en Pediatría

TRIGGERING RECEPTOR EXPRESSED ON MYELOID CELLS (TREM-1) Receptor de la familia de las Inmunoglobulinas Se expresa en Fagocitos que infiltran tejidos infectados PARTICULARIDAD EN SEPSIS: Se produce como respuesta específica a infecciones Induce la formación de citoquinas ⬆︎ RESPUESTA INMUNE La forma SOLUBLE (sTREM-1) es cuantificable

TRIGGERING RECEPTOR EXPRESSED ON MYELOID CELLS (TREM-1) VALOR DIAGNÓSTICO

TRIGGERING RECEPTOR EXPRESSED ON MYELOID CELLS (TREM-1) VALOR PRONÓSTICO

PRO-ADRENOMEDULINA (MR-proADM) Prote铆na de la familia de la PCT Marcador pron贸stico de sepsis al ingreso

PRO-ADRENOMEDULINA (MR-proADM)

OTROS MARCADORES

MBL (Lectina Fijadora de Manano) Proteína con función importante en: Respuesta inmunitaria innata Activación de la 3ª vía del complemento Algunos estudios sugieren que la deficiencia de MBL se relaciona con: ➡Alto riesgo de infecciones ➡Lupus eritematoso generalizado ➡Artritis reumatoide y otras enf. autoinmunitarias Proteína sérica dependiente de Calcio Secretada por el Hígado ➡Como proteína de fase aguda de la inflamación

MBL (Lectina Fijadora de Manano) Molécula multimérica (hasta 6 subunidades funcionales) ➡Cada una formada por 3 cadenas polipeptídicas Estructura análoga a proteína C1q ➡1ª vía del complemento Se une a Manosa de carbohidratos de superficie microbiana ➡Activación similar a vía clásica del complemento ➡NO REQUIERE PRESENCIA DE AC Función en Respuesta Inmunitaria Innata ➡Opsoniza microorganismos ➡Activa macrófagos (C1q) ➡Estimula activación de lectinas ➡Estimula 3ª vía del complemento

LBP (PROTEÍNA DE UNIÓN A LIPOPOLISACÁRIDOS) Proteína de Fase Aguda de origen hepático Importante papel en mecanismos de inmunidad innata Experiencia limitada y controvertida Unión a LPS (pared celular Gram(-)) Activador de respuesta inmune Complejo LPS-LBP-CD14 + Síntesis citoquinas proinflamatorias IL-1, IL-6, TNF Neutraliza Endotoxinas Bacterianas También ↑ en infecciones por Gram(+) POSIBLE BIOMARCADOR DE INFECCIÓN SEVERA

MIF (FACTOR DE INHIBICIÓN DE LA MIGRACIÓN DE MACRÓFAGOS) Proteína recientemente descubierta Localizada en: Glándula pituitaria Células T Macrófagos Sintetizada por linfocitos Th sensibilizados Enfrentados in vitro al mismo Ag En respuesta al stress y a la infección

suPAR (FORMA SOLUBLE DEL RECEPTOR PARA EL ACTIVADOR TISULAR DEL PLASMINÓGENO) uPAR (Receptor del Activador del Plasminógeno) Se expresa en diferentes tipos de células Neutrófilos Linfocitos Monocitos Macrófagos Ciertas células cancerosas Células endoteliales vasculares

Participa en la migración de las células inflamatorias de la sangre hacia los tejidos

Promueve la invasión tisular Convertir el plasminógeno en plasmina, resultando la degradación de la matriz extracelular

Componente esencial de la inflamación y respuesta inmune contra la infección

Participa en numerosas funciones inmunológicas Migración Adhesión Fibrinolisis Proliferación celular

suPAR (FORMA SOLUBLE DEL RECEPTOR PARA EL ACTIVADOR TISULAR DEL PLASMINÓGENO) suPAR (Forma Soluble del Receptor para el Activador Tisular del Plasminógeno) Nuevo marcador biológico de la activación inmunológica

Durante la estimulación inflamatoria, uPAR es introducida dentro de la célula por proteasas para crear la forma soluble del receptor, suPAR

También se han encontrado [suPAR] séricas altas en la predicción de la mortalidad en pacientes con tuberculosis activa y otras enfermedades asociadas a una respuesta inflamatoria

Puede detectarse en la sangre, orina y LCR

BLE DEL RECEPTOR PARA EL ACTIVADOR TISULAR D suPAR (Forma Soluble del Receptor para el Activador Tisular del Plasminógeno) Recientemente, dos estudios que evaluaron la exactitud diagnóstica de suPAR han demostrado una especificidad de 64–77% Algunos estudios han demostrado que los niveles de suPAR fueron elevados en pacientes gravemente enfermos, pero su valor diagnóstico fue inferior a otros biomarcadores como PCR, PCT o sTREM-1

PRESEPSINA Glicoproteína CD14

Presente en la membrana de los macrófagos y monocitos

Complejo LPS-LBP-CD14

Actividad proteasa del plasma

➡Durante Inflamación

Receptor de LPS de pared de Gram (-)

Liberación CK e IL

FRAGMENTO S SOLUBLES CD14 (sCD14)

CASCADA INFLAMATORI A subtipo sCD14 (sCD14-ST) o PRESEPSINA

PRESEPSINA

La evidencia sugiere que este marcador, sería un buen indicador de infecciones sistémicas o sepsis por su aparición temprana y fácil detección Normalmente está presente en concentraciones muy bajas en el suero de individuos sanos y se ha demostrado su aumento en respuesta a infecciones bacterianas

PANELES DE MARCADORES

Los marcadores tienen limitaciones

La respuesta a la infecci贸n es muy compleja

PANELES DE MARCADORES

MUCHAS GRACIAS