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A pesar de nuestras diferencias, hay algunas cosas que todos tenemos en común: como resultado, todos consumimos alimentos y excretamos desechos (es decir, heces). La frase «eres lo que comes» ciertamente se aplica cuando se habla del tema del análisis de heces. Los laboratorios biomédicos están equipados para analizar muestras de heces con el fin de diagnosticar una serie de enfermedades y otros problemas, aunque los procedimientos convencionales de preparación y análisis de muestras pueden ser bastante tediosos y lentos. Al utilizar la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) como técnica analítica para las pruebas de heces, los laboratorios pueden obtener resultados rápidos y confiables sin preparación de muestras.

Determinación del contenido de grasa, nitrógeno y materia seca sin preparación de muestras

Se ha demostrado que el analizador de sólidos Metrohm NIRS DS2500 es un instrumento valioso para pruebas de heces fáciles y confiables en laboratorios biomédicos. Nitrógeno fecal y grasa, materia seca y muchos más parámetros clave pueden ser cuantificados por NIRS en menos de un minuto sin necesidad de preparación de muestras.

Dra. Laurence Barbot-Trystram
Dra. Laurence Barbot-Trystram.

1.  Dr. Barbot-Trystram, ¿podría describir brevemente su laboratorio?

Él Laboratorio de Coprología Funcional está dirigido por la Prof. Nathalie Kapel en el departamento «BioGeM» en el Hospital Universitario Pitié Salpêtrière - Charles Foix (AP-HP París, Francia). Está reconocido en Francia como el laboratorio de referencia para la exploración bioquímica de las heces y la exploración de la homeostasis intestinal (p. ej., absorción de nutrientes, secreción de electrolitos, biomarcadores fecales y producción de metabolitos bacterianos).

2.  ¿Cuál es tu rol dentro del Laboratorio de Coprología Funcional?

Como biólogo, participo en el desarrollo y validación de nuevos métodos. Además, participo en la validación médica de los resultados. Esto incluye no sólo tomar una la mirada analítica crítica de los resultados, pero también la interpretación médica basada en la confrontación de los datos cualitativos y cuantitativos con los de la historia clínica y los síntomas del paciente.

También soy responsable del proceso de aseguramiento de la calidad y validación de métodos según Norma ISO 15189 acreditación en colaboración con el resto de médicos biólogos y el equipo técnico.

3.  ¿Qué análisis se realizan en el laboratorio de Coprología Funcional?

Analizamos varios parámetros en muestras de heces. Estos incluyen lípidos, nitrógeno, carbohidratos, energía, metabolitos bacterianos, electrolitos, calprotectina y elastasa. Dichos análisis nos ayudan a:

  • identificar los mecanismos detrás de la diarrea crónica
  • explorar alteraciones de las funciones digestivas (p. ej., malabsorción)
  • discriminar entre síntomas orgánicos y no orgánicos (es decir, síntomas manifestados física/bioquímicamente con biomarcadores medibles versus síntomas manifestados conductualmente/funcionalmente y, por lo tanto, más difíciles de diagnosticar)
  • explorar la gravedad de varios problemas y evaluar y adaptar la gestión del tratamiento (médico y/o nutricional)

4. ¿Qué lo convenció de elegir la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) para los análisis en su laboratorio?

Los métodos de referencia para la medición de agua, lípidos (grasas) y nitrógeno en las heces son en su mayoría manuales y requieren mucho tiempo. Estos métodos requieren un largo proceso de extracción que conduce a la realización de ensayos en serie. Por lo tanto, buscamos un método analítico más rápido que pueda permitir que los resultados se presenten ad hoc. También queríamos limitar el uso de disolventes y facilitar la preparación de muestras. La tecnología espectroscópica de infrarrojo cercano (NIRS) cumple con estas especificaciones.

Elegimos utilizar NIRS por múltiples razones: el aspecto de higiene, su completa automatización que facilita el trabajo de los técnicos y la rapidez de dosificación que permite la realización diaria del ensayo. Además, este método de análisis proporciona tres resultados a la vez (es decir, lípidos, nitrógeno e hidratación) para la misma muestra de heces.

Espectros de muestras de heces humanas resultantes de la interacción de la luz NIR con el material de muestra.
Figure 1. Espectros de muestras de heces humanas resultantes de la interacción de la luz NIR con el material de muestra.

5.  Una breve introducción a la espectroscopia NIR

La interacción entre la luz y la materia es un proceso bien conocido. La luz utilizada en los métodos espectroscópicos normalmente no se describe por la energía aplicada, sino por la longitud de onda o el número de onda.

Un espectrómetro NIR como el analizador de sólidos Metrohm DS2500 mide esta interacción para generar espectros como se muestra en Figura 1. NIRS es especialmente sensible a la presencia de ciertos grupos funcionales como -CH, -NH, -OH y -SH.

6.  ¿Cuáles fueron los desafíos que tuviste que superar al implementar el método NIRS?

Probamos muchos analizadores NIRS de generaciones anteriores de otros fabricantes, pero los resultados no fueron satisfactorios, especialmente para muestras patológicas, ya sea heces acuosas o grasosas. Por lo tanto, estábamos muy interesados en evaluar el analizador NIRS DS2500 de Metrohm con el nuevo software para procesamiento matemático, pero teníamos que estar convencidos de su desempeño para todo tipo de muestras fecales (tanto normales como patológicas). 

Figure 2. Analizador de sólidos Metrohm NIRS DS2500.

7.  ¿Por qué eligió a Metrohm como proveedor de un analizador NIR?

Elegimos Metrohm porque es tanto el proveedor y el fabricante. Esto nos permite contar con el apoyo directo de la empresa para nuestros procesos de desarrollo y validación. Tal enlace es crucial para la implementación de nuevos procesos automatizados, modificando por completo nuestras prácticas anteriores. Entre todos los analizadores NIRS que probamos, el NIRS DS2500 Solid Analyzer es el más adecuado para analizar muestras fecales.

La colaboración entre los ingenieros de Metrohm y el equipo de laboratorio fue fundamental para validar el método en muestras patológicas (p. ej., acuosas, grasas, etc.).

 

Las precalibraciones ofrecen un analizador NIR listo para usar para el análisis de heces desde el principio:

Figure 3. Correlaciones entre NIRS y los resultados del método primario de laboratorio para las precalibraciones de Metrohm del contenido de grasa (izquierda) y humedad (derecha) en heces humanas.

Según los datos recopilados de varios clientes que utilizan el analizador de sólidos NIRS DS2500 para el análisis de heces, Metrohm puede ofrecer instrumentos precalibrados para uso directo. 

 

8.  ¿Dónde se utiliza el analizador de sólidos Metrohm NIRS DS2500?

The NIRS DS2500 Solid Analyzer at work in the Functional Coprology Laboratory at the University Hospital Pitié Salpêtrière - Charles Foix (Paris, France)
Figure 4. El analizador de sólidos NIRS DS2500 en funcionamiento en el Laboratorio de Coprología Funcional del Hospital Universitario Pitié Salpêtrière - Charles Foix (París, Francia).

Los análisis fecales realizados en el analizador de sólidos NIRS DS2500 (lípidos, nitrógeno, peso seco) ocurren en dos áreas:

  • Un sector de rutina que agrupa los principales análisis biológicos realizados para la exploración de diarrea (mediciones de nutrientes, electrolitos y metabolitos).
  • Un sector especializado dedicado a las evaluaciones nutricionales y al seguimiento de pacientes que han sido sometidos a cirugía digestiva, como resecciones intestinales extensas que conducen a malabsorción, y condiciones de desgaste que conducen a falla intestinal, bypass o incluso trasplante intestinal.

9.  Preparación de muestras con espectroscopia NIR

Illustration of the diffuse reflection measuring mode alongside a stool sample placed on the NIRS DS2500 Solid Analyzer
Figure 5. Ilustración del modo de medición de reflexión difusa junto con una muestra de heces colocada en el analizador de sólidos NIRS DS2500.

La medición con NIRS es sencilla. La muestra se almacena en un recipiente de muestra apropiado (p. ej., una placa de Petri) que se coloca tal como está en el analizador. Las muestras de heces se miden idealmente en modo de reflexión difusa. El analizador recoge la luz reflejada de la muestra y la utiliza para el análisis.


Obtenga más información sobre los diferentes modos de medición para todo tipo de muestras en nuestra publicación de blog relacionada.

Beneficios de la espectroscopia NIR: Parte 1

10.  ¿Cuál es su opinión profesional sobre el uso del analizador de sólidos NIRS DS2500 para el análisis de heces?

El cambio de otras tecnologías al analizador de sólidos NIRS DS2500 fue un verdadero desafío para nuestro equipo, pasando de métodos analíticos clásicos a una técnica física asociada con un tratamiento matemático. Ha resultado en intercambios interesantes dentro de todo el equipo, desde técnicos hasta biólogos.

Sin embargo, el analizador de sólidos NIRS DS2500 ahorra tiempo a nivel técnico (p. ej., preparación de muestras, medición, mantenimiento del analizador), lo que permite una validación médica más rápida y, en general, reduce el tiempo de entrega de los resultados a los médicos.

El software es fácil de usar y la preparación de muestras es fácil de entender. Hemos capacitado a varias personas sin dificultad, incluidas personas sin experiencia en laboratorio.

Como el análisis no es destructivo, la muestra puede recuperarse si es necesario para otros ensayos, lo que puede ser interesante en algunos casos.

La facilidad de uso no debe hacernos olvidar la necesidad de mirar críticamente los resultados. Este método espectroscópico no es clásico en biología: primero se deben revisar las interferencias antes de realizar la implementación de rutina.

 

Gracias, Dra. Laurence Barbot-Trystram por compartir algunas ideas sobre su trabajo. Agradecemos conocer sus experiencias en la gestión de la implementación de la espectroscopia de infrarrojo cercano en su laboratorio para el análisis de muestras fecales humanas. 

Author
Guns

Wim Guns

International Sales Support Spectroscopy
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

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Author
Rühl

Dr. Nicolas Rühl

Product Manager Spectroscopy
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

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Author
Barbot-Trystram

Dr. Laurence Barbot-Trystram

Medical biologist, Ph.D. pharmacist
University Hospital Pitié Salpêtrière - Charles Foix, Paris, France

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