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ISSN 2007-6452 2017 Vol. 6, Núm. 3 Septiembre / Diciembre C O N T E N I D O / C O N T E N T S LGII Merge pEGFR + Total EGFR Without EGF Stimulus EGF Stimulus Fluorophore Secondary antibody Primary antibody Excitation Molecular weight marker Interest protein Blocking protein Light emission pEGFR Total EGFR A B C D E Artículos originales / Original articles Índice de asistencia en el tratamiento de rehabilitación en adolescentes con parálisis cerebral en un centro del noroeste mexicano Attendance Index of rehabilitation treatment in adolescents with cerebral palsy at a northwest mexican center Comparación de los sistemas MicroScan WalkAway y VITEK 2 Compact para la identificación y susceptibilidad de bacterias Gram-positivas y Gram-negativas de aislados clínicos Comparison of the MicroScan WalkAway and VITEK 2 Compact systems for the identification and susceptibility of clinical Gram-positive and Gram-negative bacteria Producción de biopelículas y resistencia antimicrobiana en uropatógenos aislados de catéteres urinarios en un hospital de rehabilitación física Production of biofilms and antimicrobial resistance of uropathogens isolated from urinary catheters in a physical rehabilitation hospital Interés General / General interest La teoría de las inteligencias múltiples en personas con síndrome de Down. Cuando el talento se transforma en inteligencia The theory of multiple intelligences in people with Down’s syndrome. When talent is transformed into intelligence Western blot: una herramienta en el área biomédica Western blot: a tool in the biomedical field

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ISSN 2007-6452

2017 Vol. 6, Núm. 3 Septiembre / Diciembre

C O N T E N I D O / C O N T E N T S

LGII

MergepEGFR + Total EGFR

Without EGF Stimulus EGF Stimulus

Fluorophore

Secondary antibodyPrimary antibody

Excitation

Molecular weight marker Interest protein Blocking protein

Light emission

pEGFR Total EGFR

A

B

C D

E

Artículos originales / Original articles

Índice de asistencia en el tratamiento de rehabilitación en adolescentes con parálisis cerebral en un centro del noroeste mexicanoAttendance Index of rehabilitation treatment in adolescents with cerebral palsy at a northwest mexican center

Comparación de los sistemas MicroScan WalkAway y VITEK 2 Compact para la identificación y susceptibilidad de bacterias Gram-positivas y Gram-negativas de aislados clínicosComparison of the MicroScan WalkAway and VITEK 2 Compact systems for the identification and susceptibility of clinical Gram-positive and Gram-negative bacteria

Producción de biopelículas y resistencia antimicrobiana en uropatógenos aislados de catéteres urinarios en un hospital de rehabilitación físicaProduction of biofilms and antimicrobial resistance of uropathogens isolated from urinary catheters in a physical rehabilitation hospital Interés General / General interest

La teoría de las inteligencias múltiples en personas con síndrome de Down. Cuando el talento se transforma en inteligenciaThe theory of multiple intelligences in people with Down’s syndrome. When talent is transformed into intelligence

Western blot: una herramienta en el área biomédicaWestern blot: a tool in the biomedical field

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Editada por Graphimedic, S.A. de C.V.

Investigación en Discapacidad. Año 6, No 3, Septiembre-Diciembre 2017. Es una publicación editada y distribuida por el Instituto Nacional de Rehabilitación «Luis Guillermo Ibarra Ibarra», Calzada México-Xochimilco 289. Col. Arenal de Guadalupe. CP. 14389. Del. Tlalpan. México, DF. Editor responsable: Dr. Jonathan Javier Magaña Aguirre. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No 04-2012-121314173500-102. ISSN 2007-6452. Ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Licitud de Título y Contenido en

Coquimbo 936, Col. Lindavista, CP. 07300. Del. Gustavo A. Madero, México, DF. Tels. 85898527 al 32. Este número se terminó de imprimir el 12 de octubre de 2017 con un tiraje de 1,000 ejemplares. El contenido de los artículos, así como las fotografías son responsabilidad exclusiva de los autores. La reproducción parcial o total sólo podrá hacerse previa autorización del editor de la revista. Toda correspondencia debe ser dirigida al Editor responsable a los correos electrónicos: [email protected]; [email protected]

Imagen de la portada: A; B. Dicho principio permite la

detección de una proteína en su estado basal C, D. Con lo que es posible realizar un análisis de co-localización E. En la actualidad es una técnica básica para el análisis de proteínas en el área biomédica.

Editor en Jefe: Jonathan Javier Magaña Aguirre Ph.D. (INR-LGII)Co-Editores: Guadalupe Sánchez Bringas Ph.D. (UNAM) y Alberto López Reyes Ph.D. (INR-LGII)

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Contenido/ ContentsVol. 6 Núm. 3 Septiembre-Diciembre 2017

Original articles

99 Attendance Index of rehabilitation treatment in adolescents with cerebral palsy at a northwest mexican centerElsa Pérez-Flores, Israel Macías-Hernández, Juan Peña-Bañuelos

105 Comparison of the MicroScan WalkAway and VITEK 2 Compact systems for the identification and susceptibility of clinical Gram-positive and Gram-negative bacteria Melissa Hernández-Durán, Luis E López-Jácome, Claudia A Colín-Castro, Guillermo Cerón-González, Silvestre Ortega-Peña, E Samuel Vanegas-Rodríguez, Jaime A Mondragón-Eguiluz, Rafael Franco-Cendejas

115 Production of biofilms and antimicrobial resistance of uropathogens isolated from urinary catheters in a physical rehabilitation hospitalSilvestre Ortega Peña, Guillermo Cerón González

General interest

122 The theory of multiple intelligences in people with Down’s syndrome. When talent is transformed into intelligenceIgnacio Gutiérrez Delgado

128 Western blot: a tool in the biomedical fieldKarina Martínez-Flores, Ángel Tonatiuh Salazar-Anzures, Javier Fernández-Torres, Carlos Pineda, Carlos Alberto Aguilar-González, Alberto López-Reyes

Artículos originales

99 Índice de asistencia en el tratamiento de rehabilitación en adolescentes con parálisis cerebral en un centro del noroeste mexicanoElsa Pérez-Flores, Israel Macías-Hernández, Juan Peña-Bañuelos

105 Comparación de los sistemas MicroScan WalkAway y VITEK 2 Compact para la identificación y susceptibilidad de bacterias Gram-positivas y Gram-negativas de aislados clínicosMelissa Hernández-Durán, Luis E López-Jácome, Claudia A Colín-Castro, Guillermo Cerón-González, Silvestre Ortega-Peña, E Samuel Vanegas-Rodríguez, Jaime A Mondragón-Eguiluz, Rafael Franco-Cendejas

115 Producción de biopelículas y resistencia antimicrobiana en uropatógenos aislados de catéteres urinarios en un hospital de rehabilitación físicaSilvestre Ortega Peña, Guillermo Cerón González

Interés General

122 La teoría de las inteligencias múltiples en personas con síndrome de Down. Cuando el talento se transforma en inteligenciaIgnacio Gutiérrez Delgado

128 Western blot: una herramienta en el área biomédicaKarina Martínez-Flores, Ángel Tonatiuh Salazar-Anzures, Javier Fernández-Torres, Carlos Pineda, Carlos Alberto Aguilar-González, Alberto López-Reyes

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Volumen 6 Número 3 Septiembre-Diciembre 2017 99

www.medigraphic.org.mxPalabras clave:

Pacientes ambulatorios, a dolescentes, parálisis cerebral, rehabilitación, medicina física y

rehabilitación.

Key words: Outpatient, adolescent, cerebral

palsy, rehabilitation, physical medicine and rehabilitation.

Índice de asistencia en el tratamiento de rehabilitación en adolescentes con parálisis cerebral en un centro del noroeste mexicanoAttendance Index of rehabilitation treatment in adolescents with cerebral palsy at a northwest mexican center

Elsa Pérez-Flores,* Israel Macías-Hernández,‡ Juan Peña-Bañuelos§

Artículo original

Vol. 6, Núm. 3 Septiembre-Diciembre 2017

pp 99-104

Resumen

El tratamiento de rehabilitación es parte integral del manejo de los pacientes con parálisis cerebral (PC). Aproximadamente 90% de los pacientes con PC sobreviven hasta la adultez y la etapa de la adolescencia es clave en este proceso, aunque rara vez es estudiada. El cálculo del índice de asistencia (IA) proporciona un indicador preciso del grado en el que los pacientes se adhieren al tratamiento. En el presente estudio se determinan las características asociadas al IA en el tratamiento de rehabilitación en pacientes adolescentes con PC. Se realizó un estudio observacional, transversal y descriptivo en el que se incluyeron pacientes adolescentes que acudieron a un centro de rehabilitación en el periodo de un año. La información se obtuvo del expediente clínico. Se incluyeron 62 pacientes con un promedio de edad de 13.58 ± 2.55 años; 69.4% del sexo masculino. El tipo de PC predominante fue el espástico bilateral (80.6%) y el nivel V de la SCFMG (43.5%). El IA promedio fue de 0.71 ± 0.14. Se dividió la población en grupos de pacientes con asistencia regular y asistencia irregular, como factor asociado al IA sólo se reportó el lugar de residencia de los pacientes (p = 0.007) y se encontró una correlación entre la percepción de falta de recursos económicos y el IA (r = 0.56). Se concluyó que el vivir fuera de la ciudad donde se ubica el centro de rehabilitación y los recursos económicos fueron factores que intervienen en el índice de asistencia en este grupo de pacientes.

Abstract

Therapeutic adherence is a complex and multifactorial phenomenon. Rehabilitation treatment is an important part in the management of patients with cerebral palsy (CP) and is necessary to reduce complications and functional impairment. Calculating the assistance ratio gives an accurate indicator of the degree to which patients adhere to treatment. The objective was to determine the characteristics associated with the rate of assistance to rehabilitation treatment in adolescent patients with CP. This is an observational, transversal and descriptive study. CP patients included adolescents from 10 to 18 years old who that assist to the Rehabilitation Center in the period from January to December 2014. The information was obtained from medical records. 62 patients were obtained with an average age of 13.58 ± 2.55 years; 69.4% male. The predominant type of CP was spastic bilateral (80.6%) and level V of the GMFCS (43.5%). The average attendance ratio was 0.71 ± 0.14. The population was divided into groups of patients with poor and good attendance, only to be reported statistically significant level attendance ratio with the place of residence of patients (p = 0.007) and a moderate correlation in the perception of lack of economical resources and attendance ratio (r = 0.56). Only the living outside the city where the rehabilitation center is found to be a factor in the adherence in this group of patients. The other clinical or demographic characteristics showed no association.

* Médico Especialista en Medi-cina de Rehabilitación. Sub-director Médico de Clínica. Centro de Rehabilitación Infan-til Teletón, Baja California Sur, México.

‡ Médico Especialista en Medici-na de Rehabilitación. Instituto Nacional de Rehabilitación.

§ Médico especialista en Pedia-tría. Jefe de Enseñanza. Centro de Rehabilitación y Educación Especial, La Paz, México.

Dirección para correspondencia:Dra. Elsa María Ivon Pérez FloresAv. Golfo de California Núm. 1310Col. Benito Juárez, La Paz, Baja California Sur, 23090, México.Tel: +52 (612) 175 0929E-mail: [email protected]

Recibido: 19 de octubre de 2016.Aceptado: 25 de julio de 2017.

Conflicto de intereses: Se declara que no existe ningún tipo de conflicto de intereses con ninguno de los autores.

Este artículo puede ser consultado en versión completa en: http://www.medigraphic.com/rid

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Investigación en Discapacidad100

Índice de asistencia en adolescentes con PC

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Introducción

La adherencia terapéutica se defi ne como el grado en el que los pacientes se apegan a los componentes de su tratamiento.1 La falta de adherencia terapéutica es un fenómeno mundial que se observa en casi todos los estadios de las enfermedades crónicas y tiende a incrementarse a medida que el paciente lleva más tiempo con el tratamiento.2 Sucede hasta en 65% de los pacientes que llevan a cabo programas de casa y en 10% de quienes llevan programas en instituciones.3

En rehabilitación es frecuente la falta de adherencia debido a factores propios de los pacientes como la presencia de discapacidad o los problemas relaciona-dos con la movilidad y los traslados que les difi cultan acudir a los centros de atención.3 Los porcentajes de asistencia a las sesiones programadas de terapia se utilizan como indicadores de adherencia. El cálculo del índice de asistencia (IA) proporciona un indicador de la frecuencia con la que los pacientes acuden a sus citas programadas, este indicador facilita la posibili-dad de investigar la adherencia a los tratamientos de rehabilitación y es la razón del número de sesiones asistidas entre el número de sesiones programadas.1

La investigación sobre la adherencia a regímenes pediátricos ha captado la atención en los últimos años debido al apego subóptimo que se observa en tratamientos médicos y terapéuticos por las implicaciones personales, sociales y clínicas que sub-yacen tanto en el niño o el adolescente como en su familia o cuidadores.4 La Organización Mundial de la Salud (OMS) defi ne la adolescencia como el periodo de crecimiento y desarrollo humano que se produce después de la niñez y antes de la edad adulta, entre los 10 y 19 años5 y esta etapa de la vida es clave para el diseño de programas de rehabilitación en casa de los pacientes con discapacidad, ya que es indispensable la participación del sujeto con un papel activo en el proceso para mantener o evitar la pérdida funcional, así como promover la participación social y económica del individuo.1,3

Se ha demostrado que hasta 14% de los pacientes adultos que acuden a un servicio de terapia física no regresan a las citas de seguimiento y que la asistencia-adherencia a los tratamientos puede ser de hasta 19.2%.3,6

Los padres de los menores con discapacidad es-tán en riesgo de tener niveles bajos de asistencia, la cual se ha registrado entre 50 y 94%;7 sin embargo, no existen datos en adolescentes con discapacidad.

La parálisis cerebral (PC) se defi ne como un tras-torno del movimiento y la postura que se manifi esta

durante la lactancia o primeros años de la infancia, la cual es causada por una lesión no progresiva del cerebro antes, durante o poco después del nacimien-to, en general la lesión queda establecida durante los primeros dos años de vida postnatal. El daño al cerebro es permanente y no puede curarse, pero las consecuencias pueden minimizarse.8

La PC representa la causa más común de altera-ción motora severa en población pediátrica, con una incidencia mundial de dos a tres casos por cada 1,000 nacidos vivos.9 En México existen publicaciones que describen una tasa de tres casos nuevos por cada 10,000 nacidos vivos. En el año 2006 se estimaba que en México, por lo menos 500,000 personas y sus familias vivían afectadas por algún grado de PC.10

Aproximadamente 90% de los pacientes que se diagnostican con PC sobreviven hasta la adultez como resultado de una mejor intervención, además de ser susceptibles, con un riesgo similar al resto de la población, de adquirir otras condiciones médicas.11

Es importante identifi car los factores que infl uyen en la inasistencia a las sesiones de rehabilitación en este grupo poblacional, ya que se ha demostrado que es posible realizar intervenciones para mejorar la adherencia a los tratamientos y esto sólo se logra al identifi car las características y motivos de inasis-tencia a las citas de un programa de rehabilitación integral institucional, para establecer a futuro planes de intervención que permitan optimizar la utilización de recursos humanos, físicos y tecnológicos. Nuestra hipótesis de trabajo fue que existen factores clínicos y sociodemográfi cos que afectan el índice de asistencia en pacientes adolescentes con parálisis cerebral que acuden a un centro de rehabilitación.

El objetivo de este estudio fue obtener el índice de asistencia al tratamiento de rehabilitación de pacientes de 10 a 18 años de edad con diagnóstico de PC en un centro de rehabilitación, así como describir y analizar las características clínicas y sociodemográfi cas de esta población, junto con la identifi cación de los moti-vos de inasistencia reportados por los padres.

Material y métodos

Se realizó un estudio observacional, descriptivo y transversal en el Centro de Rehabilitación Infantil Te-letón en Baja California Sur en La Paz, México.

Sujetos de estudio. Se incluyeron pacientes con diagnóstico clínico de PC, entre 10 y 18 años de edad, de cualquier sexo, que acudieron al centro en el periodo de enero a diciembre de 2014, cuyos padres aceptaron participar en el estudio bajo fi rma de con-

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Volumen 6 Número 3 Septiembre-Diciembre 2017 101

Elsa Pérez-Flores y cols.

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sentimiento informado institucional. Se excluyeron a aquéllos dados de baja o que dejaron de acudir durante el periodo de evaluación. Se eliminaron pacientes que no contaban con registro de citas programadas en el expediente clínico.

Procedimiento. Se realizó la búsqueda y revisión de la información en la base de datos del expediente electrónico seleccionando a aquéllos que cumplieron los criterios de selección. De los 338 pacientes activos en el centro se revisó a los que contaban con diagnóstico de parálisis cerebral, incluyendo a todos los pacientes que cumplieron con los criterios de inclusión, abarcando la población total, no se eliminó ningún paciente.

Se recabaron los datos sociodemográfi cos (edad, sexo, lugar de residencia, escolaridad, ingreso eco-nómico familiar mensual y medio de transporte que el paciente utiliza para llegar al centro de rehabilitación), características clínicas (tipo de parálisis cerebral según el trastorno motor predominante y el nivel del sistema de la clasifi cación de la función motora gruesa SCFMG), así como los datos relacionados con la asistencia a consultas (número de citas programadas tomadas, no tomadas, el motivo de inasistencia y si éste fue repor-tado o no), los cuales provenían de la historia clínica, las notas de la evolución y el registro de las agendas electrónicas del 01 de enero al 31 de diciembre de 2014. Se obtuvo la cantidad total de citas tomadas y no tomadas, dividiendo las no tomadas en inasistencias justifi cadas cuando tenían motivo reportado por los padres y no justifi cadas cuando no se informó el moti-vo. Se incluyeron consultas médicas de rehabilitación, ortopedia, pediatría, neurología, comunicación humana, enfermería, psicología, trabajo social así como los ser-vicios de terapia física, ocupacional, lenguaje y talleres.

Se realizó la revisión y cuantifi cación de los motivos de inasistencias justifi cadas, los cuales pertenecen a categorías predefi nidas en el sistema de agendas y son: actividad escolar, citas en otra institución, contra-tiempos, falta de recursos económicos, enfermedad del paciente y problemas familiares; y como inasisten-cias no justifi cadas aquéllas en las que los padres no notifi caron motivo alguno.

El protocolo fue registrado y aprobado ante el Comi-té de Ética e Investigación del Centro de Rehabilitación Infantil Teletón Baja California Sur.

Análisis estadístico. Se llevó a cabo análisis mediante estadística descriptiva y posteriormente un análisis bivariado mediante Chi cuadrada (χ2) y T de Student para calcular la diferencia de medias o proporciones de acuerdo con el tipo y distribución de variables. Para establecer el análisis de correlación se utilizó la prueba de r de Pearson o rho de Spearman de

acuerdo con el tipo de variable. Se consideró nivel de signifi cancia alfa aquél menor de 0.05. El análisis se realizó en el software estadístico IBM SPSS versión 20.

Resultados

Se recabó una muestra total de 62 pacientes. La edad promedio fue de 13.58 ± 2.55 años. Las característi-cas clínicas y sociodemográfi cas de los pacientes se resumen en el cuadro I.

Cuadro I. Características clínicas y sociodemográficas.

Características n (n = 62) %

Sexo Femenino Masculino

1943

30.669.4

Tipo de PC Espástica bilateral Espástica unilateral Discinética distónica Discinética coreoatetósica Atáxica

506510

80.69.78.11.60

SCFMG I II III IV V

64

111427

9.76.5

17.722.643.5

Paciente escolarizado Sí No

4814

77.422.6

Medio de transporte Transporte público Vehículo propio

2042

32.367.7

Ingreso familiar mensual* < $1,000 pesos $1,001 a $5,000 pesos $5,001 a $15,000 pesos Más de $15,000 pesos

13424

3

1.654.838.7

4.8

Lugar de residencia Local Foráneo

3131

5050

PC = Parálisis cerebral; SCFMG = Sistema de Clasifica-ción de la Función Motora Gruesa. * El ingreso familiar se clasificó acorde a los rangos del Sistema Infantil Teletón.

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Investigación en Discapacidad102

Índice de asistencia en adolescentes con PC

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Tras la comparación de las características socio-demográfi cas entre los dos grupos no se encontraron diferencias estadísticamente signifi cativas (p > 0.05) respecto a la distribución por edad, sexo, tipo de PC, SCFMG, escolaridad, medio de trasporte e ingreso familiar mensual; excepto por el lugar de residencia, en el grupo 1 se observó que 65.6% de los pacientes eran foráneos (con lugar de residencia distinto de la ubicación del centro de rehabilitación) y en el grupo 2 fue 33.3% (p = 0.007).

Discusión

En este estudio se calculó un IA de 0.72 en pacientes adolescentes con PC que acudieron a su tratamiento de rehabilitación en el periodo de un año. Contrastando nuestros datos con la literatura, Sabit12 reportó 67% de asistencia a un programa de terapia pulmonar, mientras que en su análisis de la adherencia a los tratamientos de terapia física en población adulta con patología ortopédica Adrián6 observó una asistencia de 80.8%. Bassett et al.1 registraron un porcentaje de asistencia de 85% en pacientes con hernia de disco y de 89% en aquéllos con lumbalgia mecánica. En población pediátrica se reportó que hasta 50% de los padres no se adhieren a regímenes terapéuticos; Law y King14 informaron una asistencia de 66% a un programa de rehabilitación en población pediátrica con parálisis cerebral. Basados en esta revisión el IA en tratamientos de rehabilitación en la población estudiada es similar a lo descrito por otros autores.

Contrario a lo que podría suponerse, las variables como la edad, el tipo de PC o la severidad de la enfermedad medida través del nivel de SCFMG no modifi can el índice de asistencia que se obtuvo, los resultados demuestran que ninguna de las caracte-rísticas clínicas se asoció de forma estadísticamente signifi cativa al IA.

Jin et al.15 describen en una revisión que existe asociación entre la edad y la adherencia al tratamien-to, afi rmando que en poblaciones más jóvenes ésta tiende a ser más baja que en poblaciones adultas y adultas mayores, refi eren que la baja adherencia a los tratamientos ocurre también en adolescentes y niños con enfermedades crónicas. En lo referente al sexo los resultados de los estudios revisados fueron contradictorios y en el nivel educativo o escolaridad se constató que en general no es un buen predictor de asistencia, sin encontrar nosotros tampoco signifi -cancia en ninguna de estas variables.15

A pesar de que los pacientes con niveles III, IV y V del SCFMG por mayor afectación de su movilidad

Durante el periodo evaluado se programó un total de 7,257 citas a los pacientes incluidos en el estudio para los diversos servicios de rehabilitación en el centro de rehabilitación, de las cuales 1,971 (27.2%) se registraron como inasistencias, por lo que el IA global fue de 0.728. El promedio de citas programa-das por paciente fue de 117.05 ± 38.8. Los motivos de inasistencia reportados por los padres o tutores por los que los pacientes no acudieron a sus citas programadas fueron: sin motivo específi co o falta no justifi cada 69.92%, problemas familiares 13.24%, falta de recursos económicos 6.9%, enfermedad del paciente 6.24%, cita en otra institución 2.44%, con-tratiempos automovilísticos 0.66% y por actividad escolar 0.61%.

En el análisis bivariado no se encontraron correla-ciones signifi cativas entre el IA y las características clínicas y sociodemográfi cas y entre las correlaciones entre IA y motivos de inasistencia sólo se detectó una correlación signifi cativa en el reporte de falta de recur-sos económicos (r = -0.558, p = 0.031).

La muestra de pacientes incluidos en el estudio se dividió de manera arbitraria dentro de los rangos de porcentaje de asistencia descritos en la literatura,12,13 creando dos grupos para el análisis estadístico de los datos; el grupo 1 con «asistencia irregular» (IA menor de 0.75) y el grupo 2 con «asistencia regular» (IA mayor o igual de 0.75); 32 pacientes correspon-dieron al grupo 1 y 30 al grupo 2. El IA promedio para el grupo 1 fue de 0.6 ± 0.1 y para el grupo 2 de 0.82 ± 0.05 (Figura 1).

Pobre asistencia < 75% Buena asistencia ≥ 75%Grupo índice de asistencia

Índi

ce d

e as

isten

cia

1.00

.80

.60

.40

.20

.00

Figura 1. Distribución del índice de asistencia en pa-cientes adolescentes con parálisis cerebral agrupados por asistencia regular y asistencia irregular.

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Volumen 6 Número 3 Septiembre-Diciembre 2017 103

Elsa Pérez-Flores y cols.

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necesitan para su desplazamiento algún dispositivo de movilidad (silla de ruedas manual o eléctrica, andade-ra, carriola) no se confi rmó que la severidad fuera un factor que interviniera con la asistencia. Estos resul-tados coinciden con lo publicado por otros autores,12,14 pero contrastan con lo descrito por Batysheva,16 quien en un estudio efectuado en padres de pacientes con daño neurológico mostró que factores como el sexo, la edad del niño, el nivel de educación y las caracte-rísticas de la enfermedad afectaban la adherencia al tratamiento.

Este estudio revela una diferencia estadísticamente signifi cativa entre el lugar de residencia y el IA, demos-trando que los pacientes locales acuden más a sus citas. Asefzadeh et al.13 observaron en una muestra de pacientes de todos los grupos de edad (de 14 a 78 años) de una unidad de medicina interna y cardiología que entre los factores reportados con más frecuencia relacionados con la falta de adherencia estaban el tener que recorrer grandes distancias al sitio de la clínica. Esto puede explicarse17 debido a que las fa-milias que perciben que hay más obstáculos son más propensas a no completar todo el programa de terapia o a no seguir las recomendaciones.

Coincidiendo con lo descrito por Law y King14 que refi ere que el estatus socioeconómico no es un factor predictivo de la adherencia de los padres al tratamien-to, nosotros tampoco establecimos ninguna asociación con el ingreso económico. Galil A, Carmel S, Lubetzky H y Vered S7 afi rman que la relación entre estatus so-cioeconómico y la adherencia es inconclusa: algunos estudios no mencionan relación alguna, mientras que en otros se encontró una fuerte relación entre estatus socioeconómico bajo y la falta de adherencia.

Otro estudio realizado en población pediátrica4 con diagnóstico de pie equino varo reveló que las difi cul-tades económicas, distancias muy largas de su casa al hospital, mala comunicación con el médico, falta de apoyo familiar y mucho tiempo de espera en las clínicas son factores que los padres consideraban que afectaban la adherencia al tratamiento, aunque éste fue un estudio de percepción. Se ha descrito3 en otros estudios que los problemas de transporte, necesida-des de cuidado de los niños, horario de trabajo, falta de tiempo, el número de dependientes familiares, las difi cultades fi nancieras, la conveniencia y el olvido son factores que afectan la adherencia. De estos factores los tres que se analizaron en nuestro estudio fueron el medio de transporte utilizado, el cual no resultó signifi cativo; sin embargo, sí se obtuvo una correla-ción signifi cativa entre las inasistencias y el lugar de residencia, así como el reporte de falta de recursos

económicos como motivo de las inasistencias por parte de los padres y el IA, siendo que la percepción de falta de recursos no equivale a la correlación con el ingreso económico, pudiendo arrojar que es necesario explorar más profundamente esta variable incluyendo otros factores contextuales.

Aliabadi et al.17 en su estudio para detectar barreras para acudir a las sesiones de rehabilitación de pacien-tes pediátricos iraníes con discapacidad realizaron la medición del nivel de asistencia a las sesiones, éste se obtuvo acorde al número de sesiones prescritas contra quienes asistieron en el último mes de tratamiento y el cálculo se efectuó multiplicándose por 100. Posterior a esto se clasifi caron en dos categorías: como «apega-dos» y «no apegados», defi niendo como límite 90% y colocando con «buena adherencia» a los padres que se ubicaban por arriba de este nivel y con «adheren-cia defi ciente» a quienes estaban por debajo de esta cifra. En su población detectaron que sólo 47.8% de los menores cumplieron con una asistencia regular a sus sesiones de terapia. Se constató que al dividir los grupos en asistencia regular y asistencia irregular tomando como corte 75%, el porcentaje de pacientes con asistencia regular fue de 48% coincidiendo con el reporte anterior.

Esto último apoya lo que afi rman Law y King14 con respecto a que la asistencia no depende del todo del control de los padres o pacientes pediátricos: existen muchas situaciones en la vida diaria que pueden inter-ferir con la asistencia y no refl eja la motivación de los padres para cumplir con los regímenes terapéuticos. Los clínicos no deben asumir que los pacientes que no se presentan a la terapia de manera frecuente no están cumpliendo con la terapia en casa, deben ser sensibles a las diferentes razones por las cuales no pueden acudir a las sesiones de terapia y entender que la inasistencia puede deberse más a razones prácticas que a la falta de motivación o involucramiento.

Conclusiones

El IA que presenta este grupo de pacientes es similar al publicado en otras poblaciones similares. Tan solo el vivir fuera de la ciudad es un factor que interviene en la adherencia terapéutica en este grupo de pacientes. El resto de las características clínicas o sociodemográ-fi cas no mostró ninguna asociación, aunque hay una correlación entre las inasistencias y el reporte de falta de recursos económicos como motivo de inasistencia por parte de los padres.

Debido a los altos índices de falta de adherencia terapéutica en los tratamientos de rehabilitación, los

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Investigación en Discapacidad104

Índice de asistencia en adolescentes con PC

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equipos multidisciplinarios deberían incorporar a la evaluación de rutina de los pacientes el reporte y seguimiento de la adherencia terapéutica como parte de su quehacer cotidiano.

Es necesario en estudios posteriores analizar de manera más amplia y multidimensional los factores que intervienen en la adherencia al tratamiento, bus-cando no sólo los índices de asistencia, sino otras alternativas de abordaje del problema como factores cualitativos internos y externos que pudieran afectar la adherencia y de esta manera diseñar estrategias de intervención. Es posible que se necesite ampliar el periodo de seguimiento para obtener mayores datos.

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Volume 6 Number 3 September-December 2017 105

Key words: Bacteria, susceptibility

antimicrobial test, accuracy, biochemistry/methods.

Palabras clave:

Bacterias, susceptibilidad antimicrobiana, exactitud,

bioquímica/métodos.

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Comparison of the MicroScan WalkAway and VITEK 2 Compact systems for the identification and susceptibility of clinical Gram-positive and Gram-negative bacteria Comparación de los sistemas MicroScan WalkAway y VITEK 2 Compact para la identifi cación y susceptibilidad de bacterias Gram-positivas y Gram-negativas de aislados clínicos

Melissa Hernández-Durán,* Luis E López-Jácome,* Claudia A Colín-Castro,* Guillermo Cerón-González,* Silvestre Ortega-Peña,* E Samuel Vanegas-Rodríguez,* Jaime A Mondragón-Eguiluz,* Rafael Franco-Cendejas*

Original article

Vol. 6, No. 3 September-December 2017

pp 105-114

Abstract

Introduction: The accuracy and fastness in bacterial identification and antimicrobial susceptibility are essentials in the management of the hospitalized patients with infectious diseases. Methodology: This study compares the usefulness of the semi-automated VITEK 2®

Compact system vs. against the MicroScan WalkAway® SI system for bacterial identification and antimicrobial susceptibility. We included 54 bacterial strains isolated from hospitalized patients, 20 were Gram-positive cocci, 34 Gram-negative rods and 13 reference strains. Results: Of these strains, 89.5% were successfully identified at the species level by both systems. Concordance in susceptibility was 90.2% for Gram-negative and 96.3% for Gram-positive bacteria. Median delay time in obtaining the results of susceptibility testing was 6.5 h for VITEK 2 and 12.5 h for MicroScan. The MicroScan system presented a longer delay in obtaining results and greater difficulty in the correct identification of Gram-negative bacteria, Conclusions: Identification systems are a necessary tool in microbiological laboratories. Prompt and correct identification of clinical isolates aids in appropriate antimicrobial treatment.

Resumen

Introducción: La precisión y rapidez en la identificación bacteriana y la susceptibilidad an-timicrobiana son esenciales en el manejo de los pacientes hospitalizados con enfermedades infecciosas. Metodología: Este estudio compara la utilidad del sistema semi-automatizado VITEK 2® Compact contra el sistema MicroScan WalkAway® SI para la identificación bacteriana y la susceptibilidad antimicrobiana. Se incluyeron 54 cepas bacterianas aisladas de pacientes hospitalizados, 20 fueron cocos Gram-positivos, 34 bacilos Gram-negativos y 13 cepas de refe-rencia. Resultados: De estas cepas, el 89.5% fueron identificadas con éxito a nivel de especie por ambos sistemas. La concordancia en la susceptibilidad fue de 90.2% para Gram-negativos y 96.3% para bacterias Gram-positivas. El tiempo medio de demora en la obtención de los resultados de la prueba de susceptibilidad fue de 6.5 h para VITEK 2 y 12.5 h para MicroScan. Conclusiones: Los sistemas de identificación son una herramienta necesaria en los laboratorios de microbiología. La identificación rápida y correcta de los aislamientos clínicos ayuda en el tratamiento antimicrobiano apropiado.

* Laboratorio de Infectología, Centro Nacional de Investiga-ción y Atención a Quemados (CENIAQ), Instituto Nacional de Rehabilitación (INR), Mexico City, Mexico.

Mailing address:Rafael Franco Cendejas M.D., MSc.División de Infectología, CENIAQ,Instituto Nacional de Rehabilitación«Luis Guillermo Ibarra Ibarra».Av. México-Xochimilco Núm. 289,Col. Arenal de Guadalupe, 14389, Del. Tlalpan, Ciudad de México, México.Phone: (+52) (55) 5999 1000, ext. 14801Fax: (+52) (55) 5603 9127E-mail: [email protected]

Received: March 10, 2017.Accepted: July 11, 2017.

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Investigación en Discapacidad106

Bacterial identification and susceptibility systems

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Introduction

Clinical laboratories manage semi automated systems for the identifi cation and bacterial susceptibility that is associated with the increased volume at hospitals, in addition to offering a cost reduction and linking with the laboratory interfaces or hospitalary informatics systems.1 Each system possesses its strengths and weaknesses; however, correct bacterial identifi cation of patients with an infectious process and its corresponding result of susceptibility in vitro constitute a basic tool for accurate treatment of the patient; without correct bacterial identifi cation, morbimortality and health-system costs increase.2 Rapidity in the diagnosis and treatment of the infections is not solely refl ected in the patient’s health, but also in the emergence of strains resistant to multiple antibiotics. The well-aimed, rapid, and timely identifi cation of Multi Drug-Resistant (MDR) clinical isolates in the nosocomial ambit permits the prompt application of precautionary measures to delimit and avoids the propagation of bacteria with these patterns of resistance.3 The grounds for semi automated systems is based on different analytical methods, such as colorimetry, turbidimetry, or fl uorometry, in which bacterial development is detected in micro panels containing different substrates to achieve the identifi cation and serial dilutions of different antibiotics, which in turn allows for establishing minimum inhibitory concentrations (MIC).4 The VITEK 2® Compact system utilizes colorimetric technology accompanied by the employment of three wave longitudes in order to provide the general profi les of clinically important organisms. Antimicrobial susceptibility is performed by means of test cards containing standardized dilutions of distinct antibiotics corresponding to susceptibility cut-off points established by the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI).5,6 Species identifi cation by this system is completed in a median of 3 hours, but can last from 5–7 hours in slow-growth or problematic microorganisms. Susceptibility results can take up to 15 hours, with a mean of around 9 hours.3,6 On the other hand, the MicroScan WalkAway® SI (MicroScan) system utilizes fl uorescent technology. MicroScan panels are conventional, 96-well microdilution plates. Bacteria can be determined within an average of 4 hours, but can be 6-42 hours in slow-growth bacteria. The results of susceptibilities can be obtained in 20 hours, within a range of 16.8-27.8 hours, depending on the bacteria.3,6 Comparative studies have been conducted between both equipments;7-9 however, there are few studies that compare multiple clinical isolates.9,10 The objective of this study was to compare the results

of the identifi cation and bacterial susceptibility of clinical samples and strains of the American Type Culture Collection (ATCC); comparison of the susceptibility tests by the MIC method were conducted according to CLSI recommendations,11 as well as times for obtaining the results procured by the VITEK 2 and the MicroScan systems.

Material and methods

Clinical isolates and reference strains: fi fty four clinical isolates were analyzed during the months of July and August 2011, in a simultaneous and comparative manner, of Gram-negative bacilli and Gram-positive cocci associated with infectious processes deriving from hospitalized patients; the reason for employing clinical isolates was to manifest a current and real situation of the systems in the clinical laboratory. We also utilized 13 reference strains, which included 9 genuses and 11 species, such as the following: Pseudomonas (1 isolate); Stenotrophomonas (1 isolate); Escherichia (2 isolates); Enterobacter (1 isolate); Proteus (1 isolate); Staphylococcus (2 isolates); Enterococcus (3 isolates); Streptococcus (1 isolate), and Listeria (1 isolate) (Table I).

Identifi cation methods: In all of the strains, Gram staining was carried out in order to classify these according to the staining characteristics conferred by the walls of the bacteria; fast biochemical tests were carried out, which consisted of the fast indole and oxidase reaction for Gram-negative bacilli, while in the case of Gram-positive cocci, catalase and coagulase tests were conducted. For identifi cation and susceptibility by the VITEK 2 system (bioMérieux, Marcy d’Etoile, France), Gram-negative (GN) bacterial and identifi cation test cards were used, which contains 47 substrates and AST-N087, which contains 12 antibiotics. For Gram-positive microorganisms, we utilized Gram-positive (GP) test cards, which contain 43 substrates, and AST-GP67, which has 14 antibiotics. A bacterial concentration at 0.5 in McFarland standards was employed for bacterial identifi cation. A bacterial lo ad of 6.9 × 106 Colony-Forming Units (CFU)/mL was used in Gram-positives and one of 1.2 × 107 CFU/mL Gram-negatives for the susceptibility analysis, and MPI Library ver. 04.02 software was utilized.

For evaluation of the MicroScan WalkAway SI system (Siemens Healthcare Diagnostics, West Sacramento, CA, USA), we utilized Neg 44 Combo panels that contain 33 substrates and 26 antibiotics for Gram-negatives in the same panel, and the Pos 33 Combo panel, which contains 27 substrates and 14 antibiotics for Gram-positives in the same panel.

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Volume 6 Number 3 September-December 2017 107

Melissa Hernández-Durán et al.

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LabPro ver. 2.0 software was utilized. Identifi cations were accepted with a level of ≥ 90%. For susceptibility, we evaluated the MIC reported for each system.

Confi rmatory methods: for correct identifi cation of discordant strains, we utilized the conventional biochemical identification schemas according to Murray and colleagues,3 according to each case. For susceptibility, results were proven by MIC, according to CLSI criteria for the corresponding microorganism.5

The antibiotics that were compared by both methods were the following for Gram-negatives: ampicillin; amikacin; gentamicin; ciprofloxacin; cefepime; ceftazidime; ertapenem (except for Pseudomonas aeruginosa); imipenem; meropenem; piperacillin/tazobactam; trimethoprim-sulfamethoxazole, and tigecycline. For Gram-positives, the antibiotics were as follows: ampicillin; ciprofloxacin; erythromycin; linezolid; oxacillin (only for Staphylococcus spp.); rifampicin (except for Enterococcus spp.); quinupristin/dalfoprist in; tr imethoprim-sulfamethoxazole; teicoplanin; vancomycin; high-concentration gentamicin, and high-concentration streptomycin (the latter two only for Enterococcus spp.), according to the case. Discordant results were confi rmed by MIC, which were classifi ed as errors depending on the results in the following manner: serious error, when result was resistant due to the confi rmation method but susceptible due to the system utilized; major error, when the result was susceptible to the confi rmation method but resistant to the system utilized, and minor error, when the result was sensitive or resistant to the conformation method but intermediate to the system utilized. Times were compared in the emission of the defi nitive results of identifi cation and susceptibility obtained for both methods, considering delay time as well as time necessary in hours for emitting the results of identifi cation and antimicrobial susceptibility.

Statistical analysis: to determine whether there were differences in the identifi cation rates between both systems, we utilized χ2 statistical test. The result of each identifi cation result with VITEK 2 system and the MicroScan system was marked as «correct» or «incorrect» in each aspect of genus and species.

Comparison of median time was carried out with the Mann-Whitney U test, considering p < 0.05 as a signifi cant value. The STATA ver.12.0 statistical software program was employed.

Results

The 54 clinical isolates corresponded to 34 Gram-negative bacilli and to 20 Gram-positive cocci (Table I).

Table I. Clinical and reference strains used in the study.

Microorganism n

Clinical isolates

Acinetobacter baumannii 9

Pseudomonas aeruginosa 9

Aeromonas hydrophila 3

Burkholderia cepacia 1

Escherichia coli 6

Citrobacter koseri 1

Citrobacter freundii 1

Serratia marcescens 1

Klebsiella oxytoca 1

Enterobacter cloacae 2

Staphylococcus aureus 3

Staphylococcus epidermidis 2

Staphylococcus conhii 1

Staphylococcus haemolyticus 1

Enterococcus faecalis 9

Enterococcus faecium 2

Enterococcus casseliflavus 1

Streptococcus pneumoniae 1

ATCC strains

Staphylococcus aureus ATCC 29213 1

Staphylococcus sciuri ATCC29061 1

Enterococcus casseliflavus ATCC700327

1

Enterococcus faecalis ATCC 29212 1

Enterococcus faecalis ATCC 51299 1

Listeria monocytogenes ATCC BAA-751

1

Escherichia coli ATCC 25922 1

Escherichia coli ATCC 35218 1

Proteus vulgaris ATCC 6380 1

Enterobacter cloacae ATCC 7003323 1

Stenotrophomonas maltophilia ATCC1766

1

Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853

1

Streptococcus pyogenes ATCC 19615

1

Total 67

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Investigación en Discapacidad108

Bacterial identification and susceptibility systems

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One hundred percent (100%) identification was achieved for Gram-negative bacilli and for Gram-positive cocci by the VITEK 2 system; however, 31 (91%) Gram-negative bacilli and 18 (90%) Gram-positive cocci were identifi ed by the MicroScan system. Of the 67 isolates, concordance was obtained in bacterial identifi cation at the genus level in 61 (91%) and at

the species level in 60 (89.5%) isolates (Table II). The discordant strains included 4 Gram-positive cocci and 3 Gram-negative bacilli, with the MicroScan system, which only presented discordant strains in 6 clinical isolates (Table III). For ATCC strains (n = 13), 100% reproducibility was obtained in the results for the two systems for Gram-negative bacilli and Gram-positive

Table II. Identification results comparison between VITEK 2 and MicroScan systems.

Microorganisms

VITEK 2 MicroScanConcordance

(%)Genus Species Genus Species

No Enterobacteriaceae (n)

A. baumannii 9 9 8 8 89

P. aeruginosa 9 9 9 9 100

A. hydrophila 3 3 3 3 100

B. cepacia 1 1 0 0 0

P. aeruginosa ATCC 27853 1 1 1 1 100

S. maltophilia ATCC 1766 1 1 1 1 100

Subtotal n (%) 24 (100) 24 (100) 22 (90.9) 22 (90.9)

Enterobacteriaceae (n)

E. coli 6 6 5 5 83.30

C. freundii 1 1 1 1 100

C. koseri 1 1 1 1 100

S. marcescens 1 1 1 1 100

K. oxytoca 1 1 1 1 100

E. cloacae 2 2 2 2 100

E. coli ATCC 25922 1 1 1 1 100

E. coli ATCC 35218 1 1 1 1 100

E. cloacae ATCC 700323 1 1 1 1 100

P. vulgaris ATCC 6380 1 1 1 1 100

Subtotal n (%) 16 (100) 16 (100) 15 (91.6) 15 (91.6)

Staphylococcus sp.

S. aureus 3 3 3 3 100

S. epidermidis 2 2 2 2 100

S. conhii 1 1 1 1 100

S. haemolyticus 1 1 0 0 0

S. aureus ATCC 29213 1 1 1 1 100

S. sciuri ATCC 29061 1 1 1 1 100

Subtotal n (%) 9 (100) 9 (100) 8 (88.8) 8 (88.8)

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Volume 6 Number 3 September-December 2017 109

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www.medigraphic.org.mxcocci, and only Listeria monocytogenes ATCC BAA-751 was unable to be identifi ed by the MicroScan system. There was a signifi cant difference between the capacity of identifi cation between the two systems (p = 0.013).

In susceptibility studies for the clinical samples, 49 discordant results were found between both methods,

with 40 discordant results of Gram-negative bacilli in the following antibiotics: amikacin; aztreonam; ceftazidime; ciprofloxacin; cefepime; gentamicin; imipenem; meropenem; piperacillin/tazobactam, and 9 discordant results of Gram-positive cocci in the following: ciprofl oxacin; erythromycin; linezolid;

Table III. Seven discordant identified isolates between VITEK 2 and MicroScan systems.

Identification by conventional

biochemical tests*

Identification by biochemical tests between systems

VITEK 2 MicroScan

No Enterobacteriaceae B. cepacia A. baumannii

B. cepaciaA. baumannii

A. xylosoxidansE. brevis

Enterobacteriaceae E. coli E. coli C. freundii

Enterococcus sp. E. casseliflavusS. pneumoniae

E. casseliflavusS. pneumoniae

E. gallinarumE. faecalis

Staphylococcus sp. S. haemolyticus S. haemolyticus R. mucilaginosa

ATCC strains L. monocytogenesATCC BAA-751

L. monocytogenes N/I

Continuous Table II. Identification results comparison between VITEK 2 and MicroScan systems.

Microorganisms

VITEK 2 MicroScanConcordance

(%)Genus Species Genus Species

Enterococcus sp.

E. faecalis 9 9 9 9 100

E. faecium 2 2 2 2 100

E. casseliflavus 1 1 1 0 50

E. faecalis ATCC 29212 1 1 1 1 100

E. faecalis ATCC 51299 1 1 1 1 100

E. casseliflavus ATCC 700327 1 1 1 1 100

Subtotal n (%) 15 (100) 15 (100) 15 (100) 14 (92.3)

Streptococcus

S. pneumoniae 1 1 0 0 0

S. pyogenes ATCC 19615 1 1 1 1 100

Subtotal (%) 2 (100) 2 (100) 1 (50) 1 (50)

Others

L. monocytogenes ATCC BAA-751 1 1 0 0 0

Total n (%) 67 (100) 67 (100) 61 (91) 60 (89.5)

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Investigación en Discapacidad110

Bacterial identification and susceptibility systems

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penicillin, and tetracycline. With ATTC strains, we obtained 10 discordances in susceptibility as follows: 8 in Gram-negative bacilli and 2 in Gram-positive cocci (Tables IV and V). The concordance obtained between these two systems was 89.9% for Gram-negative bacilli and 96.2% for Gram-positives. The 59 discordant results were classifi ed by error: the VITEK 2 system did not demonstrate serious errors, 8 errors (13.5%) were major and 4 (6.8%), minor, obtaining a greater amount of errors in Gram-negative bacilli; for the MicroScan system, 2 (3.4%) serious errors were obtained, in addition to 14 (23.8%) major errors and 31 (52.5%) minor errors, obtaining serious errors in Tetracycline for Gram-positive cocci.

Median time for fi nal identifi cation of Gram-negative Enterobacteriaceae was 5.1/12.33 hours and for non-Enterobacteriaceae of 6.8/26.7 hours, and in Gram-positive cocci, Staphylococcus spp., of 5.6/19.92 hours and Enterococcus spp., of 9.6/16.8 hours for the VITEK 2/MicroScan systems, respectively. The difference between global times between both equipments had a p of < 0.0005.

Discussion

Due to that clinical microbiology laboratories have become increasingly dependent on automated systems, the accuracy of these can be evaluated with clinical as well as with reference samples. In the present study, fi nal concordance of genus and species, as well as the susceptibility tests of different strains between two of the most utilized systems in

the hospital environment, were tested. Distinct studies have evaluated the performance of these systems for the bacterial identification and antimicrobial susceptibility of specifi c isolates;7-9 however, there are few studies with diverse clinical samples. With the advent of MultiDrug-Resistant (MDR) microorganisms, clinical laboratories must provide a result with respect to the causal microorganism and to the susceptibility that these microorganisms possess as soon as possible, these results being reliable for adequate infectious treatment and for maintaining adequate epidemiological vigilance. In this study, the VITEK 2 system demonstrated better performance in terms of strain identifi cation in comparison with the MicroScan system in genus (100 vs. 91%) and species levels (100 vs. 89.5%). Gram-negative bacilli presented more errors of identifi cation, as has been observed in previous reports, in which non-fermenter microorganisms had a higher proportion of identification.12 It has also been suggested that for slow-metabolism bacteria, such as collection strains stored under ultrafreezing, for non-fermenter bacteria, a suffi ciently long, 24-h incubation period is recommended in commercial kits or conventional means with the purpose of better identifi cation.12

With respect to identifi cation of Gram-positive cocci, it was observed that there were better results regarding Gram-negative bacilli, but the MicroScan system failed in three identifi cations, one of these of the genus Enterococcus. It was reported by Moore et al.13 that the VITEK 2 and MicroScan systems correctly identify 72 and 80% of the genus Enterococcus at the species

Table IV. Percentage of susceptibility concordance between VITEK 2 and MicroScan systems.

Gram negative bacilli n = 34

AK AZT CAZ CIP FEP GM ERT IMP MRP TZP SXT TIG

76.5 76.5 91.2 97 91.2 91.2 100 94.2 97 67.7 100 100

ATCC strains n = 6

100 50 66.7 75 100 100 100 100 100 66.7 100 100

Gram positive coccin = 19

AM CIP E LZD OXA P RIFA SYN SXT TE VA GN S ST S

100 89.5 94.8 89.5 100 89.5 100 100 100 89.5 100 100 100

ATCC strainsn = 5

100 80 100 100 100 100 100 100 100 80 100 100 100

AK = amikacin; AM = ampicillin; AZT = aztreonam; CAZ = ceftazidime; CIP = ciprofloxacin; FEP = cefepime; GM = genta-micin; ERT = ertapenem; IMP = imipenem; MRP = meropenem; TZP = piperacillin/tazobactam; SXT = trimethoprim-sulfa-methoxazole; TIG = tigecycline; LZD = linezolid; OXA = oxacillin; P = penicillin; RIFA = rifampicin, SYN = quinupristin-dalfo-printin; TE = tetracycline; VA = vancomycin; GN S = high concentration gentamicin; ST S = high concentration streptomycin.

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level, respectively; however, in the study of Won-Young et al.,9 something different was reported, in that the VITEK 2 and MicroScan systems identifi ed 92.3 and 76.9%, respectively, of the genus Enterococcus at the species level these differences in both studies can be attributed to the discrepancy between the organisms evaluated. In the case of identifi cation of the Staphylococcus genus, this has, to our knowledge, only been reported in an article with a comparison between both systems utilizing 120 clinical samples of Staphylococcus coagulase-negatives, finding correct identifi cation in 87.5 vs. 82.5%, in the VITEK 2 system vs. the MicroScan system.14 In our study of 11 clinical isolates, one Staphylococcus haemolyticus was not identifi ed by the MicroScan system, without observing errors in ATCC strains. Staphylococcus coagulase-negatives are increasingly identifi ed in medical complications, such as their association with medical devices. Thus, clinical laboratories should correctly identify these microorganisms at the species level by means of reliable and reproducible methods. The MicroScan system could not identify a Gram-positive bacillus corresponding to a ATCC strain (Listeria monocytogenes), the latter probably due to that the VITEK 2 system possesses a greater spectrum of microorganisms in its database with respect to the MicroScan system, and to that there can be differences in the software utilized in the equipment of both systems, as has been reported in other studies;15 however, the genus Listeria has been previously compared utilizing the MicroScan vs. the conventional VITEK system,16 employing food-transmitted pathogens, and sensitivity and specifi city for 100% identifi cation was observed of the former in comparison with 97.5% of the latter, which is not in agreement with the results that we obtained.

The accuracy and reproducibility of antimicrobial susceptibility are dependent on the skill and experience of the clinical laboratory staff; thus, the report should be corroborated and validated by the staff members themselves.17 The development of expert automated-equipment systems has allowed for an increase in reproducibility and in the veracity of susceptibility results; unfortunately, numerous studies have reported various errors in these systems when diverse combinations of antimicrobials are evaluated.18-20 Enterobacteriaceae family isolates of nosocomial samples present different mechanisms of resistance to multiple antibiotics, and this has become a general public health problem;21-23 thus, adequate reporting of susceptibility is obligatory. In this study, both systems exhibited adequate correlation in the majority of the

Table V. Percentage in susceptibility concordant results comparison between

VITEK 2 and MicroScan systems and broth microdilution test.

Microorganism n

Percentage of concordance

with BMD

VITEK 2 MicroScan

Gram negative bacilli

40 73.65% 19.6%

Clinical strainsAmikacin 8 100 0

Aztreonam 8 75 25

Ciprofloxacin 1 100 0

Cefepime 3 66.7 0

Ceftazidime 3 100 0

Gentamicin 3 66.7 33.3

Imipenem 2 100 0

Meropenem 1 0 100

Piperacillin/tazobactam

11 54.5 18.1

ATCC strains 8 100% 0%

Aztreonam 3 100 0

Ceftazidime 2 100 0

Ciprofloxacin 1 100 0

Piperacillin/tazobactam

2 100 0

Gram positive cocci

9 80% 20%

Clinical strainsTetracycline 2 100 0

Ciprofloxacin 2 100 0

Erythromycin 1 100 0

Linezolid 2 100 0

Penicillin 2 0 100

ATCC strains 2 100% 0%

Tetracycline 1 100 0

Ciprofloxacin 1 100 0

BMD = broth microdilution.

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Investigación en Discapacidad112

Bacterial identification and susceptibility systems

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antibiotics; however, this was < 90% for Gram-negative bacilli of clinical isolates and ATCC strains in amikacin, aztreonam, ceftazidime, and piperacillin/tazobactam when these were compared with MIC with a greater percentage of major (MicroScan) and minor (VITEK 2) errors in this latter antibiotic between both systems, which can imply a lack in identifi cation of resistant strains. The correlation of susceptibility is considered adequate when this is < 10%, with < 1.5% serious errors and < 3% major errors and when total agreement with respect to MIC is > 90% 2. Commercial systems can identify producer strains of Extended-Spectrum Beta Lactamases (ESBL) and/or AmpC strains; however, there is poor capacity for differentiating these with carbapenemase producers, which should be a global priority due to that an increase in the number of these has been registered.21,24,25 For total Gram-positive cocci strains, there was a discordance in ciprofl oxacin and teicoplanin; additionally, the clinical isolates were discordant in penicillin and linezolid, which was reported previously in other studies.26 With the emergence of methicillin-resistant strains, adequate identification of this susceptibility for the genus Staphylococcus is required. These systems have been individually and comparatively evaluated in various studies,15,27-30 exhibiting adequate results with respect to the susceptibility of oxacillin, which is in agreement with our clinical results. We consider that the results found in bacterial identifi cation equipment should be corroborated according to a microbiological verdict with some other test, above all when its therapeutic importance could be relevant. Both systems presented errors in terms of susceptibility, with the MicroScan system presenting two serious errors, 24 major errors, and 31 minor errors, and the VITEK 2 system, 8 major and 4 minor errors. These differences can be due to the lack of standardization of the inoculum, in that the MicroScan system does not possess a constant inoculum. It is of utmost importance that commercial cases maintain updated software programs for adequate interpretation of susceptibility tests in that there can be errors in their fi nal interpretation. In the present study, we corroborated MIC and not interpretation to avoid this bias. Rapidity in obtaining identifi cation as well as susceptibility is one of the most important characteristics for users; in this study, global time was less than that in the VITEK 2 system, with a global median of 6 h (range, 2.75–18 h), presenting a delay in identifi cation of Enterococcus spp. The MicroScan system demonstrated a greater delay in all of the genuses with a median of 18 hr (range, 8–72 h), this greater in the non-Enterobacteriaceae, because

the system’s equipment requires more time for correct growth of the microorganism.

With the advent of novel identifi cation methods, such as systems with technology utilizing mass spectrometry, greater rapidity is promoted in identifi cation,31-33 which has advantages in providing timely treatment; however, the procedures are costly and are not accessible at all hospital units and, at the same time, do not solve the problem inherent in the identifi cation of bacteria highly related in species with similar molecular weights and in susceptibility tests still under development.33 In the present study, accuracy in MicroScan- and VITEK 2-system identification could be infl uenced by the differences in the number and distribution of the species of organisms tested, the software version, and the aptitude of the users. The performance of the two systems can also be related with the number of bacterial species tested by the systems’ manufacturers and enumerated in the systems’ databases. There are some differences in the number of bacterial species between the two systems’ identifi cation kit databases tested in this study, because the number of bacterial species of Gram-negative and -positive bacteria in the databases were 143 and 115 for VITEK 2 and 34 and 58 for MicroScan, respectively. There is no system that can achieve 100% identifi cation of the microorganisms. In addition, the combination of both systems has been recommended, in that this considerably increases the effi ciency of microbiological diagnoses; however, it also increases costs.9 The result of the present study is useful for demonstrating the behavior of two common system equipments during daily performance at a hospital unit. One limitations of this study comprises the amount of clinical isolates employed; however, these represent the microorganisms of the population of this institution, which refl ect the present fi ndings in habitual clinical situations. In conclusion, bacterial identification systems are useful for increasing efficiency in clinical laboratories. The VITEK 2 system appears to possess better performance in antimicrobial identifi cation and susceptibility, including study fi nalization time.

Acknowledgments

The authors thank the staff of the Clinical Pathology Laboratory and that of the Infectious Diseases Laboratory for their support, and the local authorities of the National Institute of Rehabilitation based in Mexico City. This work did not receive any external fi nancing for its realization.

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Volumen 6 Número 3 Septiembre-Diciembre 2017 115

Palabras clave: Catéteres urinarios,

uropatógenos, susceptibilidad

antimicrobiana, biopelículas.

Key words: Urinary catheters,

uropathogens, antimicrobial susceptibility, biofilms.

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Producción de biopelículas y resistencia antimicrobiana en uropatógenos aislados de catéteres urinarios en un hospital de rehabilitación físicaProduction of biofi lms and antimicrobial resistance of uropathogens isolated from urinary catheters in a physical rehabilitation hospital

Silvestre Ortega Peña,* Guillermo Cerón González*

Artículo original

Vol. 6, Núm. 3 Septiembre-Diciembre 2017

pp 115-121

Resumen

El tratamiento antimicrobiano para infecciones urinarias asociadas a catéter puede fallar en algunos casos debido a que los uropatógenos pueden desarrollar mecanismos que los protegen de los antibióticos, tales como resistencia antimicrobiana y producción de biopelículas. En el presente estudio determinamos la producción de biopelículas y perfil de susceptibilidad antimicrobiana en 98 uropatógenos aislados de cultivos de orina obtenidos de pacientes con infección del tracto urinario asociado a catéter. Los uropatógenos cultivados más frecuentemente fueron Escherichia coli (60%), Enterococcus faecalis (12%), Pseudomonas aeruginosa (11%) y Klebsiella pneumoniae (7%). De los uropatógenos, 77% produjeron biopelículas; de éstos, 14% lo hicieron de forma débil y 63%, fuerte. Encontramos que la mayoría de los uropatógenos poseían altos porcentajes de resistencia a distintas familias de antibióticos, y muchos de ellos produjeron biopelículas en distintos niveles; por ello, es importante implementar estrategias de prevención para evitar la contaminación de los catéteres urinarios con este tipo de uropa-tógenos, al igual que evitar el uso de los catéteres durante largos periodos.

Abstract

Antimicrobial treatment of catheter-associated urinary tract infections may fail in some cases because uropathogens may develop mechanisms that protect them from antibiotics, such as antimicrobial resistance and biofilm production. In this study, we determined the biofilm production and antimicro bial susceptibility profile in 98 uropathogens isolated from urine cultures obtained from patients with catheter-associated urinary tract infections. The most frequently cultured uropathogens were Escherichia coli (60%), Enterococcus faecalis (12%), Pseudomonas aeruginosa (11%), and Klebsiella pneumoniae (7%). Of the uropathogens, 77% produced biofilms, of which 14% did so weakly, and 63% strongly. We found that most uropathogens had high percentages of resistance to different families of antibiotics, and many of them produced biofilms at different levels; therefore, it is important to implement prevention strategies to avoid contamination of urinary catheters with this type of uropathogens, as well as avoiding the use of catheters for long periods.

* Laboratorio de Infectología, Instituto Nacional de Rehabi-litación «Luis Guillermo Ibarra Ibarra». Ciudad de México, México.

Dirección para correspondencia:Silvestre Ortega PeñaCalz. México-Xochimilco Núm. 289,Col. Arenal de Guadalupe, Deleg. Tlalpan, 14389,Ciudad de México, México.Teléfono: 59991000, ext. 14806E-mail: [email protected]

Recibido: 13 de octubre de 2016.Aceptado: 06 de julio de 2017.

Este artículo puede ser consultado en versión completa en: http://www.medigraphic.com/rid

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Investigación en Discapacidad116

Producción de biopelículas y resistencia antimicrobiana en uropatógenos aislados

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Introducción

Los catéteres urinarios (CU) son dispositivos médicos que ayudan a drenar la orina desde la vejiga y se usan ampliamente en pacientes que sufren de alguna discapacidad física (fractura de cadera, lesión en los nervios de la vejiga o lesión de médula espinal) que les impide orinar por sí mismos.1,2 Sin embargo, el uso prologando de CU incrementa el riesgo de que los pacientes sufran en algún momento infecciones del tracto urinario asociadas a ellos (ITU-CU) y, en el peor de los casos, bacteriemias secundarias.3

El origen de las ITU-CU se asocia con la contamina-ción del catéter con microorganismos que proceden de la región periuretral.3 Una característica de las ITU-CU es que, en algunos casos, pueden llegar a convertirse en infecciones crónicas y persistentes si no se tratan a tiempo, debido a que los CU podrían contaminarse con uropatógenos que poseen la habilidad de producir biopelículas.2 Estas últimas se defi nen microbiológi-camente como comunidades de células microbianas que crecen rodeadas por una matriz extracelular (ME) que ellas mismas producen y les sirve para adherirse de forma covalente sobre superfi cies vivas o inertes; además, la ME protege a los microorganismos de la respuesta inmune del huésped e impide la penetración de las moléculas con actividad antimicrobiana (anti-bióticos y antisépticos) a su sitio blanco.4 Estudios de susceptibilidad antimicrobiana in vitro han demostrado que los microorganismos que crecen en forma de biopelículas son hasta mil veces más tolerantes a la acción de los antibióticos que los que crecen en forma libre (planctónica).4 Otra característica de las ITU-CU es que su tratamiento puede llegar a ser complicado, no sólo por el crecimiento de los microorganismos en forma de biopelículas, sino porque, en algunos casos, las biopelículas se forman con microorganismos que previamente han desarrollado resistencia a distintos tipos de antibióticos.5 Por ejemplo, en un estudio realizado por Neupane y sus colaboradores, donde correlacionaron entre la formación de biopelículas y la resistencia para los antibióticos más comunes usados para tratar ITU causadas por cepas de Escherichia coli uropatógenas aisladas en un hospital de Nepal, además de que eran multidrogorresistentes por tener betalactamasas de espectro extendido (ESBL), los autores encontraron que las E. coli con ESBL que produjeron biopelículas presentaron alta resistencia a cefalexicina y amoxicilina.6

Las características microbiológicas (perfi l de sus-ceptibilidad antimicrobiana y producción de biopelí-culas) de microorganismos aislados de infecciones

asociadas al uso de dispositivos médicos distintos a CU (catéteres intravasculares, prótesis articulares, et-cétera) ya han sido documentadas en varios estudios; sin embargo, en uropatógenos aislados de ITU-CU, la información de las características antes mencionadas es casi nula.7 Por lo tanto, nosotros decidimos realizar un estudio que nos permitiera describir y documentar las características microbiológicas de los uropatóge-nos aislados de ITU-CU. Este trabajo se realizó en el Instituto Nacional de Rehabilitación «Luis Guillermo Ibarra Ibarra» (INR-LGII), que es un hospital de tercer nivel que recibe y trata a pacientes que padecen de patologías que les causan discapacidad física.

Material y métodos

Realizamos un estudio transversal entre noviembre de 2013 y mayo de 2014 con muestras de orina obte-nidas de pacientes que llevaban usando CU por más de dos semanas y en quienes se sospechó ITU-CU porque presentaban datos clínicos: dolor abdominal, lumbar o fi ebre.

Obtención de la muestra y cultivo

Las muestras de orina fueron colectadas en condi-ciones asépticas con jeringas estériles de la parte fi nal del catéter uretral, y enviadas inmediatamente al Laboratorio de Infectología del INR-LGII para su cultivo. El sembrado de las muestras se hizo en dos medios de cultivo (agar sangre de carnero 5% y agar MacConkey) con asa calibrada (1 μL); luego, los medios se incubaron por 24 horas a 37 oC. El cultivo se consideró positivo cuando se observó desarrollo y cuenta bacteriana ≥ 1 x 103 UFC/mL.

Identificación y pruebas de sensibilidad antimicrobiana

La identifi cación y pruebas de sensibilidad antimi-crobiana de los uropatógenos se hizo en el sistema semiautomatizado Vitek 2® (bioMérieux, Marcy l´Étoile, Francia). Los antibióticos probados en bacterias Gram-negativas fueron amoxicilina/ácido clavulánico (AMC), piperazilina/tazobactam (PTZ), ceftazidima (CAZ), cefepime (FEP), aztreonam (AZT), fosfomicina (FOS), nitrofurantoína (NIT), trimetoprim/sulfametoxa-zole (SXT), ciprofl oxacino (CIP), levofl oxacino (LVX), amikacina (AK), gentamicina (GM), ertapenem (ETP), meropenem (MRP), imipenem (IPM) y colistina (CL); y en Gram-positivas, ampicilina (AMP), penicilina (P), NIT, CIP, LVX, linezolid (LZD) y vancomicina (VAN).

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Silvestre Ortega Peña y col.

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Resultados

A partir de 230 muestras de orina, se aislaron 98 uropatógenos que se distribuyeron en las siguien-tes especies: E. coli (60%), Enterococcus faecalis (12%), Pseudomonas aeruginosa (11%), Klebsiella pneumoniae (7%), Morganella morganii (4%), Proteus mirabilis (4%), Citrobacter freundii (1%) y Citrobacter braakii (1%).

El porcentaje de resistencia antimicrobiana por especie se muestra en el cuadro I. En general, E. coli fue el uropatógeno que presentó los más altos porcentajes de resistencia, principalmente a los si-guientes antibióticos: fl uoroquinolonas (ciprofl oxacino y levofl oxacino), cefalosporinas de tercera y cuarta generación (ceftazidima y cepefime), aztreonam, trimetoprim/sulfametoxazole y gentamicina. El único microorganismo Gram positivo que se aisló fue E. faecalis, que sólo mostró resistencia a ciprofl oxacino (33%) y levofl oxacino (33%).

Los resultados de los ensayos in vitro para detectar uropatógenos productores de biopelículas mostraron que 77% fueron positivos para la prueba; de éstos, 63% lo hicieron de forma fuerte (Cuadro II). Los uropatóge-nos que produjeron mayores cantidades de biopelículas fueron E. coli, K. pneumoniae, Ps. aeruginosa.

Por último, de los uropatógenos que aislamos con mayor frecuencia y produjeron mayor cantidad de biopelículas (E. coli, K. pneumoniae y Ps. aeruginosa), seleccionamos tres aislados de cada especie (la selec-ción se hizo porque las especies antes mencionadas producían la misma cantidad de biopelículas, resulta-dos no mostrados) y comparamos si había diferencia en la cantidad de biopelículas que producían (Figura 1). Este análisis nos mostró que Ps. aeruginosa y K. pneumoniae fueron los uropatógenos que mayor cantidad de biopelículas producían.

Discusión

El motivo principal que incentivó la realización del si-guiente estudio fue describir las características micro-biológicas (susceptibilidad antimicrobiana y producción de biopelículas) de los uropatógenos aislados de CU en uno de los hospitales de rehabilitación física más importantes en México.

Una característica de las ITU-CU es que si no se tratan a tiempo y de forma adecuada, pueden llegar a convertirse en infecciones crónicas y persistentes debido a que los CU podrían estar contaminados con uropatógenos que posean diferentes mecanismos de defensa que les sirvan para resistir o tolerar los

La interpretación del perfi l de sensibilidad antimi-crobiana se hizo de acuerdo con los criterios de la CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute).8 Los uropatógenos estuvieron almacenados a -70 oC en caldo Müeller Hinton suplementado con 30% de glicerol hasta su análisis.

Producción in vitro de biopelículas

Para la producción de biopelículas se usó el ensa-yo semicuantitativo descrito por Christensen y su grupo,9 con algunas modifi caciones. Cada cepa se creció estáticamente en caldo cerebro corazón su-plementado con 2% de glucosa (CCC-G) a 37 oC por 24 horas. Enseguida, los crecimientos se ajustaron a una concentración 0.5 escala de MacFarland [1.5 x 108 UFC/mL]; después, se diluyeron 1:20 en solu-ción de cloruro de sodio (0.85%, P/V); [5 x 106 UFC/mL]. De la dilución se tomaron 10 μL y depositaron en pocillos individuales de una microplaca estéril de 96 pozos fondo U que contenían 100 μL de CCC-G fresco; la concentración fi nal de los microorganismos en los pocillos fue 5 x 104 UFC/mL. La microplaca se incubó estáticamente a 37 oC por 12 horas. Ense-guida, se decantó el medio de cultivo y los pocillos se lavaron de forma gentil (tres veces) con solución salina estéril. La microplaca fue secada a tempera-tura ambiente por dos horas. Las biopelículas y sus residuos se tiñeron por 20 minutos con 200 μL de una solución de cristal violeta 0.1% (P/V). El colorante se decantó y el exceso se eliminó con solución salina (tres veces). Se extrajo el colorante con 180 μL de etanol 95% por 30 minutos, y enseguida se midió por densidad óptica (DO, 492 no) en un espectrofotóme-tro (xMarkTM, Bio-Rad Laboratories, Inc., California). Las cepas se inocularon por triplicado y se repitió el ensayo dos veces en experimentos independientes. Se promediaron las DO obtenidas de los dos experi-mentos para cada cepa. El punto de corte (DOc) que se usó para defi nir que las cepas eran productoras de biopelículas fue dos veces más la DO que el control negativo. De acuerdo con los valores de DO, las ce-pas se categorizaron en tres grupos: no productoras de biopelículas (OD ≤ DOc), productoras débiles (DOc ≤ DO2 x DOc) y productoras fuertes (2 x DOc < DO). La categorización anterior fue con base en los criterios de Stepanović y sus colegas.10

Análisis estadístico

Se usó estadística descriptiva para determinar fre-cuencias, porcentajes y proporciones.

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Investigación en Discapacidad118

Producción de biopelículas y resistencia antimicrobiana en uropatógenos aislados

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tratamientos antimicrobianos.9 Estos mecanismos son adquisición de genes que les confi eren resis-tencia específi ca a los antibióticos y producción de biopelículas; éstas sirven para proteger a las células microbianas de la respuesta inmune del huésped y de moléculas con actividad antimicrobiana: antibióticos o antisépticos.5

En este trabajo determinamos el perfi l de sus-ceptibilidad a distintas familias de antibióticos en todos los uropatógenos que aislamos. En general, encontramos elevados porcentajes de resistencia antimicrobiana, principalmente en el uropatógeno más frecuente: E. coli; la mayoría de las cepas que pertenecían a esta especie microbiana eran mul-tidrogorresistentes. Los resultados de resistencia antimicrobiana que encontramos son similares con los publicados en otras series realizadas en nuestro país,10,11 donde también determinaron la resistencia antimicrobiana en infecciones del tracto urinario, lo que coincide con resultados reportados para otros países de América Latina. El incremento de resisten-cia antimicrobiana entre microorganismos aislados de infecciones del tracto urinario, así como de otro tipo de infecciones, se ha convertido en los últimos años en un importante problema de salud pública debido a que el uso irracional e inadecuado de los antibióti-cos ha propiciado la generación de microorganismos multidrogorresistentes.12

Una difi cultad a la cual se pueden enfrentar los clínicos cuando diagnostican y tratan ITU-CU es que los pacientes no respondan al tratamiento antimicro-

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Cuadro II. Evaluación de la biopelícula en uropatógenos aislados de infecciones

asociadas con catéter.

Detección de biopelículas n (%)

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E. coli 58 18 (31) 5 (9) 35 (60)

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Volumen 6 Número 3 Septiembre-Diciembre 2017 119

Silvestre Ortega Peña y col.

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biano a pesar de conocer el perfi l de susceptibilidad antimicrobiana de los uropatógenos que las están causando; esto puede deberse a que el CU esté contaminado con microorganismos productores de biopelículas que protegen a las células microbianas de las moléculas con actividad antimicrobiana.5 Noso-tros determinamos la frecuencia con la que se aíslan uropatógenos que poseen la habilidad de producir biopelículas; en general, encontramos que el 76% poseían esta habilidad, y de ellos, 63% lo hacían de forma fuerte. La frecuencia que obtuvimos en este estudio fue más alta con respecto a lo publicado por Niveditha, Subramanian y sus respectivos grupos; ambos investigadores realizaron trabajos similares al nuestro y describieron las siguientes frecuencias: 60 y 63%, respectivamente, para los siguientes uropatóge-nos: E. coli, K. pneumoniae y Ps. aeruginosa.13,14 Las diferencias encontradas se deben a que Niveditha, Subramanian y sus colaboradores usaron ensayos in vitro que detectan de forma fenotípica a los microor-ganismos productores de biopelículas (crecimiento en agar rojo Congo o adhesión en tubo), y ésos son ensayos que poseen baja sensibilidad y especifi cidad para ello.6,15 En nuestro caso, usamos un método mucho más sensible y específi co (ensayo semicuan-titativo de Christensen), además de que aplicamos los criterios de Stepanović para clasifi car a los microor-ganismos como no productores, productores débiles o fuertes.8,15 Es importante mencionar que aunque los criterios de Stepanović están bien estandarizados y referenciados para clasifi car a los microorganismos productores de biopelículas como débiles o fuertes,

pequeños incrementos en la densidad óptica (DO) pueden impactar negativamente en la categorización de los microorganismos productores de biopelículas, sobre todo en los productores fuertes. Nosotros ob-servamos lo anterior cuando comparamos el promedio de la DO que se obtuvo entre los uropatógenos que habían sido categorizados como productores fuertes: Ps. aeruginosa, K. pneumoniae y E. coli; en general, los resultados nos enseñaron que aunque las especies microbianas antes mencionadas fueron categorizadas como productoras fuertes, aun así había diferencias entre ellas (Figura 1), que se deben al tipo de molécu-las que producen los microorganismos para formar la ME que va a rodear las biopelículas; en el caso de Ps. aeruginosa y K. pneumoniae, la ME está compuesta en su mayor parte por carbohidratos, a diferencia de E. coli, en la cual se forma con proteínas, de manera predominante.16,17

Una debilidad de nuestro estudio es que no hace-mos una correlación entre producción de biopelículas y resistencia antimicrobiana; sin embargo, algunos otros sí lo han hecho; por ejemplo, Subramanian y su equipo: encontraron que de 60 uropatógenos que ellos analizaron y que producían biopelículas, el 83% eran resistentes a ampicilina, 80% a norfl oxacino, 93% a ácido nalidíxico.16 Mishra y sus colegas analizaron la resistencia en microorganismos aislados de disposi-tivos médicos y la relacionaron con la producción de biopelículas; en general, este grupo de investigadores encontró que los microorganismos que producían biopelículas eran más resistentes que los que no.7 Como ya lo habíamos mencionado anteriormente,

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Figura 1.

Comparación de la producción de biopelículas de tres especies de uropatógenos: Escherichia coli (E, n = 3), Klebsiella pneumoniae (K, n = 3), Pseudomonas aeruginosa (P, n = 3), y fotografías representativas de los resultados del ensayo semicuantitativo: A) E. coli, B) K. pneumoniae y C) Ps. aeruginosa.

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Investigación en Discapacidad120

Producción de biopelículas y resistencia antimicrobiana en uropatógenos aislados

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el incremento de la resistencia antimicrobiana entre microorganismos productores de biopelículas se debe a que la ME impide el paso de los antimicrobianos a su sitio blanco; además, los microorganismos en el in-terior de las biopelículas sufren cambios morfológicos y metabólicos que generan que sean más tolerantes a los antimicrobianos.5

Por último, aunque los resultados obtenidos en este trabajo sólo muestran las características micro-biológicas (perfi l de susceptibilidad antimicrobiana y producción de biopelículas) de uropatógenos aislados de ITU-CU de nuestro hospital, y no pueden ser extra-polados a otros centros hospitalarios del país, sirven para generar nuevas preguntas que es necesario res-ponder; por ejemplo: ¿la composición de la ME de los uropatógenos productores de biopelículas impacta de forma negativa en la acción de los antibióticos con acti-vidad antibiopelícula (fosfomicina)?,18-20 ¿los antibióticos carbapenémicos (ertapenem, imipenem, meropenem) que se usan para tratar ITU-CU causadas por bacilos Gram-negativos multidrogorresistentes tienen la misma efectividad si éstos producen biopelículas? Si podemos contestar estas preguntas en estudios posteriores y obtenemos resultados positivos, éstos servirán para hacer adecuaciones en las terapias antimicrobianas que se usan para tratar ITU-CU cuando sean causadas por uropatógenos multidrogorresistentes y productores de biopelículas; así, se evitará que los pacientes desa-rrollen secuelas negativas: ITU crónicas o bacteriemias secundarias asociadas a contaminación del CU.

Conclusión

En el presente trabajo encontramos que la mayoría de los uropatógenos poseían altos porcentajes de re-sistencia a distintas familias de antibióticos y muchos de ellos produjeron biopelículas en distintos niveles; por ello, es importante implementar estrategias de prevención para evitar la contaminación de los catéteres urinarios con este tipo de uropatógenos, al igual que evitar su uso durante largos periodos.

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Investigación en Discapacidad122

Palabras clave: Sistema educativo,

síndrome de Down, inteligencias múltiples,

fracaso educativo, programa de intervención.

Key words: Educational system, Down’s syndrome,

multiple intelligences, educational failure,

intervention program.

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La teoría de las inteligencias múltiples en personas con síndrome de Down.Cuando el talento se transforma en inteligenciaThe theory of multiple intelligences in people with Down’s syndrome.When talent is transformed into intelligence

Ignacio Gutiérrez Delgado*

Interés general

Vol. 6, Núm. 3 Septiembre-Diciembre 2017

pp 122-127

Resumen

Debemos partir del hecho de que toda persona, con o sin discapacidad, es poseedora de aptitudes o destrezas en ciertas disciplinas. En el sistema educativo, en ocasiones, éstas no se ven reflejadas, ya que se valora principalmente la destreza matemática y lingüística. Las personas con síndrome de Down tienen un importante déficit en ambas. ¿Significa esto que no son inteligentes? Al contrario, Howard Gardner en su teoría de las inteligencias múltiples defiende que todos tenemos una inteligencia o potencialidad, la cual deberemos desarrollar y será el motor para acceder al conocimiento, sobre la que girará todo el aprendizaje de la persona, favoreciendo así su autoestima y liberándola del estigma social del fracaso educativo. Para ello, en el presente trabajo se muestra la necesidad de conocer al colectivo de síndrome de Down y la evolución del concepto de inteligencia para aterrizar en la teoría de las inte-ligencias múltiples y cómo puede llevarse a cabo un programa de intervención, a través de ellas, en personas con síndrome de Down.

Abstract

We must start from the fact that every person, with or without disability, possesses aptitudes or skills in certain disciplines. In the educational system, sometimes, these are not reflected, since the mathematical and linguistic dexterity is mainly valued. People with Down’s syndrome have an important deficit in both. Does that mean they are not intelligent? On the contrary. According to Howard Gardner and his theory of multiple intelligences defend that we all have an intelligence or potentiality, which we must develop and will be the motor to access knowledge, which will revolve the whole learning of the person, thus favoring their self-esteem and freeing it from social stigma of educational failure. To do this, it will be necessary to know the Down’s syndrome group, as well as the evolution of the concept of intelligence, to end up landing in the theory of multiple intelligences and how an intervention program can be carried out, through them, in people with Down’s syndrome.

* Educador y Preparador Laboral en la Asociación Síndrome de Down de Burgos.

Dirección para correspondencia:Ignacio Gutiérrez DelgadoCalle Virgen del Manzano 26, 6oB,09004, Burgos, España.Teléfono: 606345326E-mail: [email protected]

Recibido: 02 de marzo de 2017.Aceptado: 18 de julio de 2017.

Este artículo puede ser consultado en versión completa en: http://www.medigraphic.com/rid

«El gran reto, tanto para el docente como para el alumno, es encontrar ese equilibrio

entre grado de desafío de una actividad y el grado de habilidad de la persona que la realiza».

(Howard Gardner)

Introducción

El sistema educativo español (similar a lo sucedido en sistemas educativos de poblaciones hispanoha-blantes) ha vivido durante mucho tiempo encorsetado en una misma manera de enseñar y de evaluar. Los

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Volumen 6 Número 3 Septiembre-Diciembre 2017 123

Ignacio Gutiérrez Delgado

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docentes nunca se salían del guion preestablecido, realizando de forma ritualista las mismas enseñanzas, utilizando igual metodología y empleando similares frases célebres de profesor.

Por suerte, no todos eran así. Siempre hubo, ha ha-bido y habrá innovadores, a los cuales se les tachaba de locos por querer cambiar «el método». Al mismo tiempo surgió la integración educativa (hoy llamada inclusión). Para muchos docentes esto les supuso una carga adicional, en cambio para otros les proporcionó un aliciente en su formación y una amplitud en su visión del mundo educativo.

Gracias a estos visionarios, hoy en día en las es-cuelas se están empleando metodologías innovadoras, dirigidas a la inclusión y a la atención a la diversidad, por ejemplo, el aprendizaje cooperativo, las inteligen-cias múltiples, trabajar por proyectos y competencias, etc., creando un modelo pedagógico globalizado e integrador en el que todos los alumnos aprenden de distinta forma y alcanzando metas muy satisfactorias.

Será prioritario el conocimiento de nuestros alum-nos, en este caso personas con síndrome de Down, sus características y peculiaridades, así como sus puntos fuertes y débiles para poder implementar con éxito cualquier modelo pedagógico.

Síndrome de Down

El síndrome de Down debe su nombre al médico británico John Langdon Down, quien en el año 1866 fue el primero en identifi carlo clínicamente. Pero no fue hasta el año 1959 y gracias al Dr. Lejeune cuando se conoció la naturaleza cromosómica del síndrome.

En 2006, Flórez (citado por Ruiz, 2009) lo defi nió como el síndrome de Down o trisomía 21, una anoma-lía genética ocasionada por la presencia de un tercer cromosoma 21 (Figura 1) de las células del organismo humano, la cual constituye la causa genética más fre-cuente de discapacidad intelectual y malformaciones congénitas.1

Según Arraiz (1994), no es posible hablar o decir con certeza y exactitud los factores que causan el síndrome de Down, pero sí ciertas variables asociadas a éste.

Así podemos destacar: factores intrínsecos y factores extrínsecos

• Factores intrínsecos son aquéllos que vienen determinados por la herencia, es decir, hijos con síndrome de Down nacidos de madres con síndro-me de Down, varios niños con este síndrome en la familia próxima, etc., o pueden venir determinados

también por la edad de la madre, debido a que se presenta un alto número de casos cuando la madre rebasa la edad de 35 años.

• Factores extrínsecos o ambientales, los cuales vienen determinados por el ambiente: procesos infecciosos, rubéola, hepatitis, exposición a radia-ciones, agentes químicos, alto contenido de fl úor en el agua, problemas en la madre, tales como falta de vitaminas, desórdenes tiroideos, elevados índices de inmunoglobulina y tiroglobulina en la sangre.2

De acuerdo con Pueschel (1991), el síndrome de Down en función de su clasifi cación puede presentarse de tres formas:

1. Trisomía simple: en 95% de los casos aproxima-damente la totalidad de las células del organismo presentan tres copias completas del cromosoma 21.

2. Trisomía parcial: 3.5% de los casos. Llamada tam-bién translocación, por la que una porción del tercer cromosoma queda adherida a otro cromosoma, normalmente el 14.

3. Mosaicismo: se presenta en 1-2% de los casos con la peculiaridad de que aparecen dos líneas celula-res, una con trisomía 21 completa y otra normal.3

Para poder elaborar un perfi l demográfi co de las personas con síndrome de Down en España se recu-

pppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppphic.orgggggggggg.mxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Fuente: Modificado de https://www.sindrome-de.org/down/

Figura 1. Cariotipo de una persona con síndrome de Down.

9 10 11 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22 XX XY

1 2 3 4 5 6 7 8

or

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Investigación en Discapacidad124

La teoría de las inteligencias múltiples en personas con síndrome de Down

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rrió a fuentes primarias como el II Plan de Acción para Personas con Síndrome de Down en España (2009-2013),4 creado por Down España y la Obra Social Caja Madrid, de las que se han extraído datos de fuentes secundarias como del Estudio Colaborativo Español de Malformaciones Congénitas (2008) y la Encuesta de Discapacidad, Autonomía personal y situaciones de Dependencia (EDAD, 2008), obteniendo los siguientes datos relevantes:

• Durante el periodo 1980-2007 se diagnosticó sín-drome de Down a aproximadamente 11 de cada 10,000 nacidos.

• En España viven aproximadamente 34,000 perso-nas con síndrome de Down, de las cuales 20,000 son varones y 14,000 mujeres.

En términos médicos, un síndrome es un conjunto de signos y síntomas que presentan alguna enferme-dad y que debido a sus características poseen una similitud, concurriendo en tiempo y forma con una etiología variada.

Las personas con síndrome de Down, según Cunningham (1990), no tendrán todos los signos o características propias de este síndrome y algunas características serán más obvias en unas personas que en otras.5

A pesar de ello, Troncoso y del Cerro (1998), afi r-man que entre las personas con síndrome de Down existe una serie de características comunes entre ellos, así como con otras personas que poseen dife-rentes formas de defi ciencia mental y también, con personas que no tienen defi ciencia alguna.6

Cabe mencionar que el curso evolutivo de cada persona depende no sólo del material genético, sino también, y de manera importantísima, de los factores ambientales.

Es preciso conocer en profundidad las peculiari-dades y características consiguientes a la patología cerebral del síndrome de Down y cómo estas carac-terísticas se expresan en una persona concreta que posee una reaccionabilidad y personalidad propia e intransferible. Sólo así conseguiremos que nuestros programas de educación e intervención sean más ajustados y por tanto, más efi caces.

Las personas con síndrome de Down poseen las siguientes características de forma general:

• Físicas: las más comunes, según Ortega (2005),7 son: cráneo pequeño, fi suras palpebrales oblicuas hacia arriba, labios prominentes, cuello corto, etc.

Estas características van acompañadas de alte-raciones respiratorias, bucales, cardiovasculares, digestivas, etcétera.

• Nivel psicomotor: hipotonía muscular y laxitud de los ligamentos. Cierta difi cultad motora tanto en la motricidad fi na (coordinación ojo-mano) como en la gruesa (brazos y piernas).

• Cognitivas: el síndrome de Down siempre se acompaña de discapacidad intelectual, presenta problemas para mantener la atención en periodos largos de tiempo, difi cultades en la memoria a corto y largo plazo. Sin embargo, tienen la memoria pro-cedimental y operativa bien desarrollada, por lo que podrán realizar tareas secuenciadas con precisión. Buen procesamiento de la información a nivel visual.

• Comunicación y de lenguaje: para ellos es más fácil hacer que explicar lo que hacen o lo que deben hacer. Poseen un buen nivel comprensivo, el cual es mucho mejor que el expresivo. Requieren ayuda de especialista en audición y lenguaje.

• Socio-afectivo: suelen mostrarse colaboradores, afables, afectuosos y sociables. Con un buen grado de adaptación social y ofrecen una imagen social más favorable que personas con otras defi ciencias.

• Otras: la esperanza de vida de las personas con síndro-me de Down es de 60-65 años y se debe a una mejora en su calidad de vida. A pesar de dicho dato, hay que mencionar que según Moran (2013), las personas con síndrome de Down pasan por un «envejecimiento acelerado», pudiendo aparecer en torno a los 40 o 50 años de edad y llevando consigo asociada, en mayor o menor medida, la enfermedad de Alzheimer.8

Evolución del concepto de inteligencia

Según la Real Academia Española (RAE) la palabra inteligencia proviene del latín intelligentia, cuyas cinco primeras acepciones son:

1. f. Capacidad de entender o comprender.2. f. Capacidad de resolver problemas.3. f. Conocimiento, comprensión, acto de entender.4. f. Sentido en que puede tomarse una proposición,

un dicho o una expresión.5. f. Habilidad, destreza y experiencia.

La manera de entender y de concebir el concepto de inteligencia a lo largo de la historia ha ido evolu-cionando hasta nuestros días.

Aunque hubo estudios anteriores como los de Broca y Galton, fue en el siglo XX cuando empezó a desarrollarse la noción de inteligencia en profundidad.

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Entre 1905 y 1911, Alfred Binet y Theodore Simon crearon la primera prueba para medir las capacidades cognitivas en niños con difi cultades de aprendizaje, a partir del nivel de conocimientos que se muestra en un momento dado.

Spearman enunció en 1927 la teoría en la que afi rma que la inteligencia está compuesta por varios factores, un factor general de carácter hereditario que interviene en todas las fases de la conducta humana y un factor especial que representa la habilidad de un sujeto frente a una tarea determinada. Ambos factores tendrían una localización concreta en el cerebro.

Posteriormente, Piaget centró sus estudios en la inteligencia desde el punto de vista del desarrollo cog-nitivo, entendiendo el concepto como una descripción de aquello que es esencial a todos los estadios del desarrollo cognitivo. Describe y analiza el desarrollo del conocimiento y la adquisición de capacidades dependiendo de las etapas evolutivas.

Vigotsky se interesa más en el desarrollo poten-cial de la inteligencia. Para este autor el desarrollo humano se basa en dos procesos: la maduración y el aprendizaje. El aprendizaje humano presupone una naturaleza social específi ca y un proceso mediante el cual los niños acceden a la vida intelectual de aquéllos que les rodean. La inteligencia es, en este sentido, un producto social. La zona de desarrollo potencial será el conjunto de actividades que el niño es capaz de realizar con la ayuda y colaboración de las personas que le rodean.

Y por último, destacar a Gardner y Coleman como principales integrantes del modelo centrado en la comprensión global de la persona para un mejor desarrollo de su vida. Howard Gardner con su teoría de las inteligencias múltiples, la cual se desarrollará a continuación con detalle, y Daniel Goleman que propone que la inteligencia emocional es la capaci-dad de «reconocer nuestros propios sentimientos, los sentimientos de los demás, motivarnos y manejar adecuadamente las relaciones que sostenemos con los demás y con nosotros mismos».9

La teoría de las inteligencias múltiples10

Howard Gardner, psicólogo estadounidense y profesor universitario en la Universidad de Harvard, elaboró en 1983 la llamada teoría de las inteligen-cias múltiples (IM) (Figura 2), misma que le valió el Premio Príncipe de Asturias de Ciencias Sociales en el año 2011.

Para elaborar su teoría Gardner se basó en fuen-tes neurológicas, investigando pacientes con daños

cerebrales y con personas superdotadas y cómo se manifestaba en ellos la inteligencia. Del mismo modo investigó sobre los procesos cognitivos demostrando que las distintas partes del cerebro están implicadas en procesos intelectuales diferentes y que éstos están relacionados con diversas inteligencias. Comprobó que cada inteligencia puede evaluarse con distintas pruebas y por último estudió el desarrollo diferencial en los niños.

Gardner se rebela ante el enfoque tradicional que determina la inteligencia como una capacidad unitaria, la cual es fi ja, general y cuantifi cable mediante pruebas estandarizadas, pudiendo variar en cantidad de unos alumnos a otros.

Cuando nos referimos a inteligencia, en ocasio-nes rápidamente lo relacionamos con el éxito en la escuela, el cual se mide a través de pruebas o test de inteligencia que muestran el cociente intelectual. Cuando hay alumnos con baja puntuación se les presupone que no sirven para estudiar, llevándoles al fracaso escolar, al absentismo en la escuela, etcétera.

Para salir de este error Gardner propone que la inteligencia es un potencial, anteriormente llamado talento, con el que contamos todas las personas y es algo cambiante que se desarrolla a lo largo de la vida del individuo.

Fuente: Acoplado de https://angelmaiquez.files.wordpress.com/2015/07/inteligencias-multiples.jpg

Figura 2. Las ocho inteligencias múltiples de Howard Gardner.

Musical Corporal-cinestésica Interpersonal Lingüístico-verbal Lógico-matemática Naturalista

I

ntra

pers

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Visu

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Teoría de las inteligencias

múltiples

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Investigación en Discapacidad126

La teoría de las inteligencias múltiples en personas con síndrome de Down

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De acuerdo con Prieto y Ferrándiz (2001), los prin-cipios básicos de la teoría de las IM son:11

• Cada persona posee ocho inteligencias.• Las ocho inteligencias trabajan conjuntamente de

manera compleja.• La mayor parte de las personas pueden desarrollar

cada inteligencia hasta un nivel adecuado de com-petencia.

• Hay muchas maneras de ser inteligentes dentro de cada categoría.

Las ocho inteligencias, según Ruiz (2016):12

– Musical: es la habilidad para percibir, apreciar y producir-reproducir ritmos, tonos y música.

– Lógico-matemática: es la propia de quienes do-minan el razonamiento, la lógica, la resolución de problemas, analizar datos, ordenar, etcétera.

– Lingüístico-verbal: es la empleada para leer, escribir, narrar historias. Se manifi esta en la sensibilidad para entender fonemas, estructuras verbales y todo lo relacionado con el lenguaje.

– Corporal-kinestésica: es la encargada de con-trolar los movimientos corporales y la habilidad para manipular objetos.

– Espacial: es una inteligencia visual que se mues-tra como el sentido para percibir y desarrollar relaciones tridimensionales que permiten captar con precisión el mundo que se despliega ante nuestros ojos.

– Interpersonal: se manifi esta en la sensibilidad para captar y comprender a los demás, empati-zando con sus sentimientos y su forma de ser.

– Intrapersonal: garantiza un buen conocimiento y capacidad para comprender los sentimientos propios, refl exionando sobre sus experiencias y aprender de ellas.

– Naturalista: es la capacidad para organizar los elementos del mundo natural en categorías.

Cada una de las inteligencias tiene la misma importan-cia, aunque unas pueden estar más desarrolladas que otras, todos podemos alcanzar cotas máximas en esas inteligencias innatas y también podemos obtener un de-sarrollo adecuado e incluso bueno en otras inteligencias, siempre y cuando encontremos un ambiente que ofrezca las condiciones necesarias para ello.

Y así nació la teoría de las IM, y con ella la primera defi nición de inteligencia que nos ofrece «capacidad de resolver problemas o crear productos que son va-lorados en uno o más contextos culturales».13

Esta teoría ha supuesto una revolución en el campo educativo, rompiendo con viejos paradigmas de la enseñanza. Implicará una transformación de las aulas en espacios en los que los alumnos puedan aprender de todo partiendo de las características propias de cada uno. Los puntos fuertes de cada alumno han de ser puente para el trabajo de otras capacidades en las que pueda tener más difi cultades.

Todos aprendemos, aunque no de la misma forma. En el caso de un contexto de inclusión, todos tenemos tantas capacidades como limitaciones, se intentará eliminar las barreras de aprendizaje para lograr un desarrollo integral y aprovechar esa diversidad para el enriquecimiento de cada uno.

Ya se habla de «Escuelas de Inteligencias Múltiples», en España uno de los pioneros fue el Colegio Montserrat de Barcelona. En el año 1994 se plantearon adecuar la educación para que fuera efi caz en cada uno. http://www.cmontserrat.org/

Inteligencias múltiples en personas con síndrome de Down

Las personas con síndrome de Down debido a sus características cognitivas tienen una determinada manera de aprender, la cual les conducirá a la inte-riorización de los aprendizajes.

Principios metodológicos básicos:

• Partir de los conocimientos previos y de los puntos fuertes que posee cada alumno.

• Secuenciación en pequeños pasos de las tareas con el apoyo de modelos, modelado, encadenamiento hacia atrás y aproximaciones sucesivas.

• La presentación de los aprendizajes estará apoyada por mediaciones físicas, verbales y visuales que ayuden al alumno en su desarrollo global.

• Alternar las estrategias expositivas con las de in-dagación y experimentación directa.

• Actividades cortas y motivadoras para el alumno, priorizando la funcionalidad de los aprendizajes.

• Usar en la medida de nuestras posibilidades el aprendizaje cooperativo.

• Tener en cuenta las peculiaridades y diferentes ritmos de aprendizaje de cada alumno.

• El éxito de la actividad consiste en la repetición de ésta de diferentes formas, así como el que los alumnos vean que esa actividad es funcional para su vida diaria.

• Crear un clima positivo y motivador. Refuerzo positivo.

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Según Ruiz (2016), en el caso de las personas con síndrome de Down, sus puntos fuertes están en el ac-ceso a la información por vía visual, su agrado por el contacto interpersonal o su gusto por la música han de utilizarse para ofrecerles la información y siempre que sea posible apoyada en imágenes, gráfi cos, dibujos, esquemas e incluso pictogramas y para ayudarles en la memorización por medio de canciones, melodías o rimas. La presentación multidimensional de los conte-nidos les ayudará también a consolidarlos, si éstos se les exponen utilizando sonidos, imágenes y siempre que sea posible objetos reales que puedan tocar, oler, manipular y practicar. El contacto interpersonal para adquirir conocimientos es para ellos imprescindible.12

Ejemplo práctico–IM y síndrome de Down

Se va a trabajar la comprensión del libro Don Quijote de la Mancha de Miguel de Cervantes, no en su tota-lidad, sólo algunos capítulos relevantes.

Dada su complejidad, se accederá al libro a través de su edición de lectura fácil, usando frases cortas y un vocabulario sencillo.

http://universocervantes.com/Quijote_LF/index.htmlO a través de videos amenos y divertidos: https://

www.youtube.com/watch?v=DESCGF5Us4M

Inteligencias múltiples

Musical: aprenderse la melodía de la serie de televisión española. https://www.youtube.com/watch?v=w4tFzD13hmcO con pictogramas https://www.youtube.com/watch?v=wtJUevFy5PQLógico-matemática: realización de diferentes opera-ciones matemáticas cuyo resultado, si es correcto, se relacionará con un personaje del libro. Creación de un laberinto que une a Don Quijote y Dulcinea.Lingüístico-verbal: hacer un resumen del capítulo, realizar un concurso de lectura, aprenderse rimas relacionadas y sopa de letras.Corporal-kinestésica: creación de un taller de teatro de un capítulo seleccionado donde prime la expresión corporal, la interpretación, etcétera.Espacial: realización de tarjetas de memoria con los diferentes personajes o escenas de los capítulos, te-niendo que emparejarlos. Recreación de una escena con plastilina. Uso de aplicaciones de móvil para An-droid sobre Don Quijote https://play.google.com/store/apps/details?id=com.lasaventurasdedonquijote&hl=esInterpersonal-intrapersonal: explicación breve de la forma de actuar de cada personaje. Interiorizar,

intercambiar los papeles, ponerle en el lugar del otro. Pensar en cómo te sientes siendo Sancho o Don Qui-jote y anotarlo. Explicación de sentimientos, conocerse a uno mismo y relajación.Naturalista: elaboración de un informe sobre la fl ora y fauna del lugar donde se desarrolla el capítulo.

Todo esto contribuye a un mejor desarrollo del paciente con síndrome de Down y potencializa sus capacidades al máximo. Esta mejora puede ser imple-mentada no sólo en nuestra sociedad española, puede llevarse a cualquier población, sólo considerando la idiosincrasia de cada una, así como la adaptación a sus sistemas educativos.

Bibliografía

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2. Arraiz A. Defi ciencia mental: niños con síndrome de Down. Alcoy: Editorial Marfi l; 1994.

3. Pueschel S. Síndrome de Down. Hacia un futuro mejor. Guía para los padres. Barcelona: Editorial Masson; 1991.

4. Down España. II Plan de acción para personas con síndrome de Down 2009-2013. Madrid: Down España y Obra Social Caja Madrid; 2009, pp. 26-27.

5. Cunningham C. El síndrome de Down. Una introducción para padres. Barcelona: Editorial Paidós y Fundación Catalana Síndrome de Down; 1990.

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10. Gardner H. Inteligencias múltiples: La teoría en la práctica. Barcelona: Ediciones Paidós; 2011.

11. Prieto MD, Ferrándiz C. Inteligencias múltiples y currículum escolar. Málaga: Editorial Aljibe; 2001.

12. Ruiz E. Todo un mundo de emociones. Educación emocional y bienestar en el síndrome de Down. Madrid: Editorial Cepe; 2016.

13. Fundación Mapfre. Las inteligencias múltiples y la escuela inclusiva. [Recuperado el 19 de febrero de 2016] Disponible en: https://www.fundacionmapfre.org/fundacion/es_es/images/inteligencias-multiples_tcm1069-220993.pdf

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Investigación en Discapacidad128

Key words: Western blot,

immunodetection, electrophoresis, protein,

immunoblot, antibody.

Palabras clave: Western blot,

inmunodetección, electroforesis, proteína,

inmunoblot, anticuerpo.

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Western blot: a tool in the biomedical fieldWestern blot: una herramienta en el área biomédica

Karina Martínez-Flores,* Ángel Tonatiuh Salazar-Anzures,* Javier Fernández-Torres,* Carlos Pineda,* Carlos Alberto Aguilar-González,* Alberto López-Reyes*

General interest

Vol. 6, No. 3 September-December 2017

pp 128-137

Abstract

The Western blot technique, also called immunoblotting, is a high-sensitivity and semi-quantitative molecular technique that allows the analysis of a specific protein or protein profile. This is a technique for separating proteins according to their charge and molecular weight in polyacrylamide gels and their subsequent transference to a solid membrane, in which a specific antibody detects the protein. Four decades after its creation, the Western blot technique has gained an essential role in the diagnosis of various medical conditions, as well as an everyday tool in biomedical research.

Resumen

La inmunotransferencia de proteínas, o Western blot, es una técnica molecular semicuantitativa de alta sensibilidad que permite la inmunodetección específica de una proteína o perfil de proteínas. Esta técnica se basa en la separación de proteínas de acuerdo con su carga y peso molecular en geles de poliacrilamida y su posterior transferencia a una membrana sólida, en la que un anticuerpo específico detecta la proteína de interés. Cuatro décadas después de su creación, la técnica de Western blot ha ganado un papel importante en el diagnóstico de varias condiciones médicas, además de constituir una herramienta de cada día en la inves-tigación biomédica.

* Laboratorio de Líquido Si-novial, Instituto Nacional de Rehabilitación.

Mailing address:Karina Martínez-FloresCalzada México-Xochimilco Núm. 289,Col. Arenal de Guadalupe, 14389,Ciudad de México, México.Phone: (55) 5999 1000, 19502E-mail: [email protected]

Received: September 08, 2016.Accepted: March 03, 2017.

This article can be read in its full version in the following page:http://www.medigraphic.com/rid

Introduction

The Western blot (WB) analysis is an analytical technique used to detect proteins. The technique is based on the separation of proteins by molecular weight (MW) and electric charge using a gel electrophoresis. Afterwards, the proteins are transferred to a synthetic membrane and they are exposed to antibodies of interest (primary antibodies). Most of the time, the primary antibody must be coupled to a second antibody

attached to a developer that identifi es the protein of interest (Figure 1A).1-3 The WB emerged in 1970, when Ulrich Laemmli used the principle of molecule separation through an electrical gradient using polyacrylamide gels. At the end of this decade, Towbin (1979) described the transfer of proteins from polyacrylamide-urea gels to nitrocellulose sheets, being Burnette two years later, who employed the term Western blot (WB) for the technique using polyacrylamide gels and sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE).4-7 Nowadays, the WB

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has become a key technique in the biomedical fi eld for diagnosing infectious, autoimmune, rheumatic and oncologic diseases.3,4,8 This review is centralized in describe and analyze the main characteristics of the WB and the importance of this technic in the biomedical fi eld.

Cell lysis to extract protein

The WB is a versatile technique that detects proteins from animal and herbal tissues, cell cultures, bacteria and yeast. In order to obtain trustworthy results, a good protein extraction is required, which can be performed by mechanical and chemical methods. Within the mechanical methods, the most used are sonication, homogenization using abrasives, and disintegration with glass or metallic beads.9 The chemical methods include the use of buffers capable of solubilizing the proteins, since they contain ionic detergents such as sodium dodecyl sulfate (SDS), deoxycholate and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB). It is also possible to use other detergents, such as non-ionic or zwitterionic chemicals, and the choice depends on the speed of the lytic effect, as well as the extraction effi ciency desired. For example, SDS can lyse cells in seconds, but it can denature the proteins. Triton X-100 is a non-ionic detergent that can lyse cells smoothly

and slowly, avoiding protein denaturation and protein complex breakdown; this method is recommended for assays involving protein structure or protein activity. The zwitterionic detergents,-like 3 [(3-cholamidopropyl) dimethylammonium] -1-propanesufonate can be used without affecting the net charge or the charge of the solubilized protein. One of the most widely used buffers for its effi ciency solubilizing proteins is radioimmunoprecipitation assay (RIPA), which contains 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 150 mM NaCl, 1% Triton X-100, 0.5% sodium deoxycholate, 0.1% SDS, 5 mM EDTA, and a commercial inhibitor of proteases.10 In HT-29, the colon cancer cell line, this reagent has showed a high effi ciency solubilizing cytoplasmic proteins.11 Besides RIPA, there are buffers for extracting cytoplasmic proteins, such as Tris-Triton (10 mM Tris pH 7.4, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 mM EGTA, 1% Triton X-100, 10% glycerol, 0.1% SDS, 0.5% deoxycholate) and the 20 mM Tris-HCl pH 7.5 for cytoplasmic proteins. The purpose of using lysis-buffer solutions supplemented with proteases inhibitors is to maintain the protein structures. Finally, after the lysis process, the sub-cellular fractions are separated trough differential centrifugations, at the end; it is possible to obtain membrane proteins in the pellet and soluble proteins in the supernatant.4,12

AA

BB CC

Load the proteins The proteins are separate The proteins are transferred from Then membrane is Then the membrane is incubated through electrophoresis and the gel to a synthetic membrane, incubated with with the secondary antibody coupled it’s verify with Coomassie blue migration is confirmed by red the primary antibody to a peroxidase or phosphatase enzyme ponceau that will reveal the protein of interest

Load samples Running

Molecular weight marker

Tracking dye

Figure 1.

(A) The steps of the western blot. a) Loading the protein into the gel, separation by electrophoresis, transfer and immunomarking . (B) The protein sample is loaded using a micropipette for precision (20-40 μg). (C) The separated proteins are visualized with a tracking dye (bromophenol blue) and molecular weight marker.

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Investigación en Discapacidad130

Western blot: a tool in the biomedical field

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Protein quantification

Before performing the electrophoresis, the protein content needs to be quantifi ed in order to homogenize the amount deposited in the well of the gel and to determine the protein concentration. A large amount of protein can saturate the immunodetection and yield unspecifi c results.13

There are different methods to quantify proteins. The most used are Lowry, Bradford and bicinchoninic acid (BCA). These colorimetric assays are based on the color change when some protein amino acids react to different reagents.13,14

LOWRY PROTEIN ASSAY

This method is characterized by the use of Follin reagent and copper, it is detected in a wavelength of 750 nm, and the color intensity is based on the protein concentration.15

BRADFORD PROTEIN ASSAY

This method uses Coomasie Brilliant Blue dye, which reacts in the presence of proteins, and the color change is detected in the wavelength range of 465-595 nm.15

BICINCHONINIC ACID ASSAY

The protein assay with bicinchoninic acid (BCA) is highly sensitive and combines the reaction of proteins with Cu2+ ions in an alkaline method in the presence of a reagent that detects Cu+ ions with a high sensitivity, known as BCA. Its variation is minimum. It has been reported that the macromolecular structure of the protein and four specifi c peptides (cysteine, cysteine, tryptophan and tyrosine) are responsible for the change in color in the samples into a purple hue that can be detected at a wavelength of 562 nm.14,15

The electrophoresis gels

Several methods have been used to separate proteins, most notably those involving cellulose acetate paper, a starch gel that improved the resolution, but did not provide control over the pore size. More recently, polyacrylamide gels are used to control the pore size thanks to the regulation of acrylamide (referred to as % T) and bisacrylamide (referred as % C) percentage. With a higher percentage of acrylamide (10-20% T), the pore size is reduced and the gel is optimal for separating low molecular weight proteins (less

than 50 kDa), whereas gels with a lower percentage of acrylamide (< 10% T) are recommended for separating higher molecular weight proteins (greater than 100 kDa).16-18 Adding ammonium persulfate and tetramethylethylenediamine (TEMED) generates free radicals that accelerate the acrylamide polymerization. The versatility of the running buffers for polyacrylamide gels provides a fast method to separate proteins in order to identify them.18

Types of gels

Protein separation through polyacrylamide gels can be performed under naive or denaturing conditions. The non-denaturing polyacrylamide gels (ND-PAGE) keep the protein structure in a tridimensional shape and the separation is based on the electric charge, size and shape. In order to maintain the protein structure, a non-reductive, non-denaturant buffer solution is used, such as tri-glycine within a pH range between 8.3 and 9.5, or tris-borate at a pH of 7.0 to 8.5, and tris-acetate with a pH of 7.2 to 8.5.19 In contrast, in the denaturing polyacrylamide gels (SDS-PAGE), the protein structures are dissociated in peptides using a combination of an anionic detergent (SDS), a reducing agent (beta-mercaptoethanol), and heat. SDS binds and provides negative charge to proteins and breaks the hydrophobic interactions, whereas beta-mercaptoethanol and the heat break the disulfi de bridges (Cys-S-S-Cys) and thiol groups (Cys-SH) present in the polypeptide chains, ensuring protein dissociation (Figure 2A).4,16,18,20 Once the gel is polymerized, a suitable concentration of protein (20-40 μg) is deposited in the well created with the comb (10-15 well) (Figure 1B). Protein supernatant volume and concentration can depend on the well capitation and thickness (0.75-1.5 mm).21

Discontinuous and continuous buffer systems

Depending on the type of buffers, there are two electrophoresis systems, the continuous buffer system of Weber and Osborn, in which the same running buffer is used in the single separator gel and the tank, and the discontinuous buffer or Laemmli system, which employs two types of gels: a «stacking gel» (large-pore) made with 4% of acrylamide and a «resolving gel» (small-pore) that polymerizes on the stacking gel. In the discontinuous system, the buffers used in each gel are made is different with different pH and ionic strength, and the running buffer employed is a different one. The most widely used is the discontinuous system,

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where protein mobility in the stacking gel is mediated by the chloride ions (Cl-) in the gel and the glycine ion (Gly-) in the sample buffer, resulting in a zone with low conductivity and voltage difference that favors the protein concentration before the transfer to the resolving gel, where the basic pH promotes glycine ionization for migration along the gel and favors protein separation based on the size.22

Sample preparation

Before carrying out the electrophoresis, the samples are heated in a temperature range between 70-95 oC in a buffer known as «loading buffer», which has the purpose of providing weight, density and color to the sample in order to allow for the sample to load into the well and avoid any leakages. This buffer contains 62.5 mM of Tris-HCl at a pH of 6.8, 2% SDS, 10% glycerol, 100 mM dithiothreitol (DTT) and 0.01% bromophenol blue. Among these components, DTT or beta-mercaptoethanol are the reducing agents that break the disulfi de bonds. On the other hand, SDS allows the denaturation of proteins into a primary structure and covers them with a negative charge, making it possible to separate the proteins based on their molecular weight. Additionally, the reduction and denaturation allows for the antibody to reach its union site.22

In the gel, proteins with a lower molecular weight (MW) migrate to the bottom and those with a higher MW stand in the top of the gel. The protein migration throughout the gel can be observed thanks to the

bromophenol blue dye besides the protein molecular weight marker. The last one helps mainly to identify the protein of interest because this marker contains purifi ed proteins with different MW (Figure 1C).4,16,17,23,24

Transfer of proteins to the membrane

In this technique, proteins must be transferred to a resistant solid support, like a membrane, so they can easily be handled and used in the immunodetection process with specifi c antibodies.25

The transfer principle is similar to the polyacrylamide gel electrophoresis, i.e., negatively charged proteins migrate towards the positive electrode under the infl uence of an electric fi eld.

The membrane is interposed between the gel and the positive electrode (Figure 2B), and the proteins are retained in the membrane with the same distribution they had in the gel. The transfer can be performed through one of two systems: semi-dry or wet. Both systems are characterized by the close contact between the gel and the membrane, but the wet process requires a higher volume of transfer buffer and longer exposure in lower temperature (2-12 h at 4 oC) compared to the semi-dry system (7-30 min at room temperature).22,25

In both types of transference, the use of different buffers is recommended, such as Tris-glycine in a range of several concentrations at a pH of 8.3-9.2 and SDS (0.025-0.1%), with or without 20% methanol, bicarbonate buffer with at a pH of 9.9, SDS (0.025-

Figure 2.

Denaturation and transfer. (A) Protein cleavage requires an anionic detergent, SDS, to provide them with a negative charge, beta-mercaptoethanol, and high temperature to break the disulfide bonds of the polypeptide chains. (B) The transfer takes place from the negatively charged proteins in the gel to the membrane following the same distribution from the gel.

SpongeFilter paperFilter paperFilter paperGelMembraneFilter paperFilter paperFilter paperSpongeBB

AA

TemperatureSDS

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Western blot: a tool in the biomedical field

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0.1%) and 1x TBE (Tris-borate 90 mM, EDTA 1 mM). The Tris-glycine buffer, pH 8.3, containing SDS at 0.1% with methanol at 20% is the most widely used buffer, especially because it is the universal buffer without methanol for the SDS-PAGE gel. The methanol has two main roles: triggering the dissociation of SDS to the protein and drastically improving the adsorption of proteins in the membranes in the presence of SDS. However, these effects may vary among proteins.26

The supports that are frequently used in the transfer are microporous surfaces, such as nitrocellulose membranes or polyvinylidene difluoride (PVDF), which provide different features that affect the result.16,25 These membranes should have important properties, such as a high binding capacity, ease of storage of immobilized molecules in the short and long term, and reproducibility.22,26 The PVDF membrane is stronger and provides better binding to the protein, unlike nitrocellulose. Nevertheless, the nitrocellulose membrane provides less background noise. In comparison to the nitrocellulose membranes, the PVDF membranes need to be moistened in methanol or ethanol before using them due to their highly hydrophobic nature, and they do not have any surfactant. Recently, in order to reduce the background noise, membranes of low autofl uorescence are used.3,17

Immunodetection

Once the proteins are retained in the solid phase (membrane), the non-specifi c and empty sites in the membrane are blocked. The most widely used blocking agents include those that contain proteins because they can bind to the empty sites on the membrane. This reduces the background noise because the antibody added can only bind to the sites of the proteins in question. Some protein-containing blocking agents include horse or fetal calf serum and Tween-20 (a detergent) if there is so much background. However,

non-ionic detergents should be used carefully, since they can solubilize the proteins transferred to the membrane. Nonetheless, non-fat milk and bovine serum albumin (BSA) are the most widely used. Non-fat milk has a sub-optimal behavior in the analysis of phosphorylated proteins because it contains casein, a phosphoprotein that may compete for the antibody target, thus reducing the intensity of a non-specifi c signal.11

The previously blocked membranes are incubated with the primary specifi c antibody of the protein of interest. The antibodies used in WB can be polyclonal antibodies that recognize several regions of the antigen or monoclonal antibodies that recognize a single region of the antigen, as shown in fi gure 3.16

Most of the time, the primary antibody is not coupled to any developing agent. Therefore, incubation is required afterwards with a secondary antibody. The secondary antibodies bind to the primary antibodies that are not bound to antigens, and they are selected depending on the species in which the antibody is made primary.17

Immunodetection of proteins

CHEMILUMINESCENT IMMUNODETECTION

Immunodection by chemiluminescence uses peroxidase or phosphatase enzymes coupled to a secondary antibody that radiates energy in the form of light generated by a reaction of luminescent compounds (luminol). This allows for the detection of the antigen-antibody binding (Figures 4A and 4B). The light reaction is developed in autoradiographic fi lm, and more recently, it is digitally captured using a digital camera to identify the protein of interest.16

The sensit ivity of the chemiluminescence immunodetection technique depends on the linearity of the detection, which generally is present in loads

wwwwwwwwwwwwwwww mmmmmmmmmeeeeeeddddiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiigggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaappppphhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiccccc....oooooooooooooooooooorrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg.....................mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmxxxx

Polyclonal antibodies

AA BB

Figure 3.

Recogn i t i on d i f f e r ence of primary antibody. (A) Monoc lona l an t i bod i e s recognize a region of the an t i gen . (B ) Po l yc lona l antibodies recognize several antigenic regions.

Monoclonal antibodies

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lower than 5 μg.27,28 The signal saturation is directly related to the protein expression, considering this immunodetection method as «semi-quantitative», since the saturation point in the signal is a critical factor for determining the differences in the expression levels of the samples and could lead to inaccurate measurements.28 The captured image allows the pixels quantifi cation of each band that were obtained through a densitometric analysis, using the analysis software included in digital systems (Figures 4C and 4D).7,16,17,29

IMMUNODETECTION WITH FLUORESCENCE

Recently, a fl uorescent immunodetection method has been proposed, in which secondary antibodies couple to a fl uorescent marker or fl uorophore and emit light when they are excited, creating a lineal-detection signal

(Figures 5A and 5B). A digital camera with fi lters of different wavelengths detects the emitted light. Similar to the images revealed by the chemiluminescence technique, the images captured are analyzed with the same principle. However, the result is quantitative because of the signal stability, in contrast to the chemiluminescence immunodetection method (Figures 5C to 5E).1,28,29

WESTERN BLOT APPLICATIONS IN THE BIOMEDICAL FIELD

In the clinical fi eld, the WB technique serves as a diagnostic method for various infectious, autoimmune, and oncological diseases.16,17,30 This technique is one of the most important tools used in medical research. In the infectious diseases area, protein detection through WB supports the diagnosis of various diseases, like

wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww...........................mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmeeeeeeeeeeedddddddiiiiiiiiiiggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaappppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppphhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiccccccccccc.oooooooorrrrrrrrrgggggggg.mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmxxx

Figure 4.

L u m i n e s c e n t Immunodetec t ion . (A) Immunodetection carried out with a luminescent compound (luminol). (B) The reaction between peroxidase or phosphatase and luminol emits light, allowing for the antigen-antibody detection. (C) The dens i tometr ic analysis determines the molecular weight and (D) the number of pixels on the band of interest.

AA

BB

CC DD

Net intensity (pixels) 64586

Molecular weight 60344,8(Daltons)

Secondary antibody

Primary antibodyLuminol

Molecular weight marker Interest protein Blocking protein

Light emission

HRP

HRP

2MW (Da)60344.8

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Investigación en Discapacidad134

Western blot: a tool in the biomedical field

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visceral leishmaniasis, where the strain of the parasite causing the disease can be identifi ed using the WB.31 In the diagnosis of congenital toxoplasmosis, WB has allowed for the identifi cation of proteins involved in the

immune response against the toxoplasma parasite.32,33 The WB has been used as a diagnostic test for Lyme disease (caused by the bacterium Borrelia burgdorferi) transmitted to humans through the bite of an infected

wwwwwwwwww....mmmmmmeeeeeedddddddiiiiiiggggggggggrrrrrrrrrraaaaaaaaaappppppppppp

Figure 5.

F l u o r e s c e n t i m m u n o d e t e c t i o n . ( A ) F l u o r e s c e n t immunodetection performed with secondary antibodies coupled to a fluorophore. (B) When excited, the f luorophore emits l ight for detecting the antigen-antibody interaction. (C) The immunofluorescence images allow for the individual analysis of a protein in its phosphorylated form, as well as (D) the full analysis (E) together (merge).

MergepEGFR + Total EGFR

Without EGF Stimulus EGF Stimulus

Fluorophore

Secondary antibodyPrimary antibody

Excitation

Molecular weight marker Interest protein Blocking protein

Light emission

pEGFR Total EGFR

AA

BB

CC DD

EE

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blacklegged tick, and it is used to identify a protein array characteristic of the bacteria in serum.34-37

Moreover, the WB analysis of serum samples of patients with melioidosis also called Whitmore’s disease (caused Burkholderia pseudomallei) has been able to characterize the bacterium proteins causing the disease.38

The WB has been used to confi rm the diagnosis of pulmonary tuberculosis, identifying the mycobacterial antigens characterist ic of M. tuberculosis .39

Additionally, the WB has been considered a high-sensitivity diagnostic test for detecting congenital syphilis in samples of asymptomatic children.40 The WB has served as a 100% reliable test to diagnose the herpes virus infection, detecting 22 serum samples with the virus out of a total of 27.41 The WB has proven to be a non-invasive and highly sensitive diagnostic test detecting 47.8% of patients with duodenal ulcer caused by Helicobacter pylori.42 In the hydatid disease caused by the cestode Echinococcus granulosus, the WB has been able to detect specifi c antibodies for proteins of 39 and 42 kDa in 96% of patients with hydatid disease.43 Recently, this technique has been established as a pre and postsurgical diagnostic test for detecting hydatid cysts because of its demonstrated high sensitivity of 100%.44

The WB has been used to identify proteins in synovial fl uid and serum, allowing for the diagnosis of clinical symptoms of rheumatoid arthritis and osteoarthritis.45-47

Wang et al. (2011) used the WB to determine the expression levels of the follistatin-like protein 1 (FSTL1) as a possible biomarker of damage in the articular level in patients with knee osteoarthritis, since it is involved in the prevention of mechanisms of articular degradation in vivo and in vitro models. Their fi ndings revealed a relationship between the overexpression of FSTL 1 and the osteoarthritis degree.48

Recently, α1-antitrypsin (A1AT), a protease inhibitor, has been reported to be a great load control for the WB in samples of synovial fl uid of patients with osteoarthritis, since it is abundant and constant.49

This technique has managed to show the relationship between the protein expression levels of the leukocyte antigen system class II (HSP60, HSP70, p53 and collagen II) and the development of rheumatoid arthritis (RA) in patients sera.50

The WB technique has been a key factor in the identifi cation of the citrullinated protein (CCP) as a marker for RA in samples of synovial fl uid, given its high sensitivity (80%) and specifi city (98%) values.51

In 2002, Salma et al. used the WB technique to detect proteins of the parasite Sarcocystis in sera samples of RA patients as positive markers for detecting rheumatic diseases.52

Recen t l y , i n samp les o f pa t i en t s w i t h laryngeal cancer, the WB showed for the first time overexpression of a protein called PFN1, responsible for metastasis of this carcinoma (laryngeal), considering it a biomarker for diagnosis and a therapeutic target.53

The WB help in the early diagnosis of liver cancer, identifying the 14-3-3 proteins expressed during progression to hepatocellular carcinoma in patients who have not been diagnosed with the disease.54

In esophageal cancer, the WB has allowed for detecting overexpression of the protein glutathione S-transferase omega 1 (GSTO1), which induces an immune response, considering this protein as a biomarker for early diagnosis of the disease.55

In a mouse model with Alzheimer’s disease (AD), the WB technique identifi ed the overexpression of a drug transporter called ABCG2, which allows the passage of a protein that causes a vascular damage called cerebral amyloid angiopathy (CAA), considering ABCG2 a biomarker for the CAA pathology in patients with Alzheimer’s.56 It has also played a key role in identifying seven prognostic biomarkers for prostate cancer that determine the aggressiveness degree.57

In muscular dystrophies, the WB has been recognized as a reliable technique for routine diagnosis.58

Besides these applications, the WB technique is consider as a helpful tool in several fi elds in the biomedical area, contributing in the boarding of different diseases in order to have a diagnostic and unders tand some phys iopa tho log ica l characteristics.59

Conclusions

For more than four decades, the WB technique has been used as a suitable tool in the biomedical research fi eld due to its application in a wide range of different samples, using photodocumentation equipment that goes from the most simple approach of luminescence detection to the more sophisticated ones that are able to detect specific emission sources for specifi c fl uorophores, which increases the cost, but yields more effi cient results, making it a crucial tool for diagnosing and detecting several diseases, and for fi nding therapeutic targets, giving this technique a major importance in the clinic area.

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Investigación en Discapacidad136

Western blot: a tool in the biomedical field

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Revista de Investigación en Discapacidad138

Instrucciones para los autores Vol. 6, Núm. 3 Septiembre-Diciembre 2017

pp 138-139

“Investigación en Discapacidad” tiene como objetivo pu-blicar artículos relevantes, innovadores e informativos en el estudio de las bases patológicas, prevención, diagnóstico, tratamiento y rehabilitación de la discapacidad, desde un punto de vista de investigación básica, clínica, tecnológica, epidemiológica y sociomédica. Los tópicos considerados para su publicación corresponden a las áreas biomédica, clínica, químico-biológica, molecular, psicológica, desa-rrollo tecnológico e investigación social. Investigación en Discapacidad acepta artículos conforme a las siguientes secciones: a) Artículo original; b) Artículo de revisión; c) Caso clínico; y d) Interés general.

Idioma: Los artículos podrán ser escritos en español o en inglés. Será responsabilidad de los autores que los resúmenes y manuscritos estén debidamente redactados en el respectivo idioma.

El Manuscrito: Deberá ir acompañado de una carta de presentación dirigida al editor en jefe, en la cual se describirá

menos 2 revisores y anexar sus datos de contacto (nombre, adscripción, correo electrónico y teléfono), en caso de soli-

Asimismo, se anexará el formato de cesión de derechos de

web de la revista).Todos los escritos deberán llevar una carátula con: título

del artículo, título corto de no más de 45 caracteres, nombre

autor corresponsal, el cual deberá proporcionar un correo electrónico, teléfono y dirección postal completa.

Estructura del manuscrito

Resumen: Los artículos deberán anexar un resumen no mayor de 250 palabras, acompañados por 5 palabras clave basadas en los criterios del Medical Subject Headings-Annotated Alphabetic list (National Institutes of health, national library of Medicine, Library operations, Medical Subject Headings, Bethesda, MD 20894, USA, http://www.nlm.nih.gov/mesh/). Los artículos escritos en español deberán presentar tanto el resumen, como las palabras clave en español e inglés. No deberá citar referencias en el resumen.

Cuerpo del Manuscrito: Dependerá del tipo de artículo a consideración:

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-critos no deberán exceder 4500 palabras sin considerar las referencias y deberá contener máximo 5 cuadros y

en archivos independientes.b) Artículo de Revisión. Los artículos de revisión serán

aceptados por invitación o podrán ser considerados de

estar actualizados, basados extensamente en reportes

un tema de investigación que sea explicado claramen-te con el objetivo de difundir información actualizada

ser considerado como líder de opinión. Los manuscritos pueden o no incluir subtítulos; deberán contener no más de 6000 palabras sin considerar las referencias. Se re-comienda que el número de referencias no sea menor

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excepcional observación que supongan una aportación

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-tación del escrito.

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lenguaje coloquial con un máximo de 3000 palabras.

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Referencias: Las referencias deberán ser numeradas en el texto con un superíndice, en números arábigos y se-

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Instrucciones para los autores

guirán el orden en que sean mencionadas por primera vez. Cuando se cite algún trabajo que ha sido aceptado, pero aún no publicado, deberá referirse como “en prensa”. Para información complementaria se sugiere consultar:

www.icmj.gob; www.nlm.nih.gov/bsd/uniform_requirements.html

Artículo:

correlate with BMP4 expression and apoptosis during limb development. Dev Dyn 2005; 231:148-160

Cuando los autores son más de seis, se deberán mencionar y a continuación añadir la abreviatura et al.

Clin Invest. 2007; 117(1):246-257.

Libro: -

-land, Massachusetts. Sinauer Associates; 2003

Capítulo de libro: Autor/es del capítulo. Título del capí-

-

Cuadros: Deberán ser numerados en forma consecu-tiva de acuerdo con el orden citado en el texto, con los

-turas, así como las notas explicativas al pie. Se deberán

referencias.

Deberán enviarse en archivos separados y en el mismo orden en que se citan en el tra-

resolución mínima de 300 dpi e indicando el número de aparición en el texto en el nombre del archivo. Los pies de

de referencias y cuadros.

Envío del manuscrito

Los escritos serán enviados en formato electrónico vía correo electrónico o en un disco que contenga el texto completo en

texto deberá estar escrito con letra Arial 12, a doble espacio

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[email protected]; con copia a [email protected]

o pueden ser enviados en un CD al laboratorio de Me-

-dos a la revista e informará sobre su aceptación, rechazo o condicionamiento con base en la evaluación y revisión de los revisores.

Protección de las personas y de los animales que participen en la investigación: Cuando el estudio se reali-ce con seres humanos, los autores deberán indicar que los procedimientos cumplen los principios éticos de la comisión responsable de la experimentación humana (institucional y

los autores deberán explicar las razones y demostrar que el Comité de Ética de su institución aprobó los aspectos dudosos del estudio. Cuando se realicen experimentos con animales, se deberá indicar el cumplimiento de las normativas nacionales e internacionales para el cuidado

deberán aparecer en la sección de Material y Métodos.

Propiedad Literaria:éste es un trabajo que no ha sido publicado (excepto en for-ma de resumen) y que no será enviado a ninguna otra revista.

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