El proyecto busca implementar métodos de secuenciamiento masivo de ADN y bioinformática para analizar los patrones de resistencia a antibióticos en patógenos hospitalarios en la ciudad de Lima. A partir de estos resultados se diseñará una herramienta informática que permita la fácil interpretación de los datos genómicos por personal de laboratorio de los hospitales de Lima. Este estudio permitirá i) implementar nuevos métodos de diagnóstico para infecciones bacterianas resistentes a antibióticos, ii) determinar la prevalencia de mecanismos de resistencia en patógenos de relevancia en salud pública local, iii) mejorar el tratamiento de pacientes con infecciones multidrogorresistentes y iv) hacer más accesible el análisis genómico de genes de resistencia en cepas bacterianas.

La resistencia antimicrobiana se ha convertido en uno de los principales problemas de salud pública a nivel global. Las bacterias gram-negativas son de especial preocupación, ya que en las últimas décadas han mostrado un rápido incremento de resistencia no solo a antimicrobianos comúnmente utilizados, sino también a antibióticos de última línea, tales como los compuestos carbapenémicos y la colistina, lo cual promueve la evolución de cepas extremadamente resistentes o pan-drogo resistentes, para los cuales existen limitadas o ninguna opción terapéutica. La aparición de este tipo de resistencia ha sido reconocida por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y otras entidades internacionales como una amenaza para la humanidad. Asimismo, ha sido reconocido que, a pesar de ser un problema global, la resistencia antimicrobiana afecta desproporcionadamente a países de bajos y medianos ingresos, en donde generalmente se invierten menos recursos en contener la diseminación de las infecciones resistentes. Por este motivo, en mayo de 2015, la OMS publicó el Plan de Acción Mundial sobre la Resistencia a los Antimicrobianos, donde se resalta que la contención de esta amenaza va a requerir un esfuerzo coordinado global, en el que países de bajos y medianos ingresos van a tener que escalar sus esfuerzos para cumplir con los objetivos globales planteados.

Uno de los cinco objetivos estratégicos es reforzar los conocimientos a través de la vigilancia y la investigación. En este sentido, el uso del secuenciamiento de genomas bacterianos, a través de técnicas de secuenciamiento de última generación (NGS, por sus siglas en inglés), ha asumido un rol principal en el área de investigación en resistencia antimicrobiana. Ello porque permite i) identificar una cantidad mucho mayor de genes de resistencia, a comparación de otros métodos moleculares como el PCR, multiplex PCR o microarrays; ii) identificar nuevos mecanismos de resistencia; iii) predecir la respuesta a antimicrobianos con mayor precisión que los métodos fenotípicos rutinariamente utilizados en los laboratorios de microbiología clínica; iv) identificar factores de virulencia; y v) realizar una vigilancia epidemiológica molecular de alta definición. Por todo lo anterior, se ha postulado que NGS tendría el potencial de mejorar el diagnóstico y la vigilancia de la resistencia antimicrobiana, lo cual ha promovido una tendencia global a incorporar esta metodología en laboratorios de referencia regionales y nacionales. Más aún, esta tendencia ha sido reforzada por la rápida disminución de costos que ha generado un mayor acceso a esta tecnología en los últimos años.

De todas las regiones del mundo, Latinoamérica es la que presenta mayores tasas de resistencia a cefalosporinas de tercera generación entre las enterobacterias y, de esta región, el Perú es el que ha reportado las tasas más altas. Sin embargo, la información con la que se cuenta sobre la diversidad genética de estos patógenos resistentes y de sus mecanismos de resistencia dentro de Perú es extremadamente limitada. Por este motivo, es indispensable que se inicien acciones dirigidas a mejorar los sistemas de vigilancia e investigación en resistencia antimicrobiana dentro del país, con miras a incluir NGS como herramienta clave para estos propósitos.

Estudios en EEUU y Europa han demostrado que el uso de NGS en laboratorios de diagnóstico y vigilancia otorgan una mayor precisión en los diagnósticos de resistencia y brindan una plataforma estandarizada para la vigilancia de patógenos con respecto a los métodos tradicionales. Un caso ilustrativo es el de Public Health England (autoridad coordinadora de laboratorios de salud pública en Inglaterra), que en 2016 actualizó su infraestructura para incorporar NGS de forma rutinaria en el procesamiento de todos los aislados de enterobacterias que llegan a sus centros de referencia. Esto ha permitido el secuenciamiento de 100,000 genomas bacterianos por año para facilitar la vigilancia y prevención de brotes epidémicos en el Reino Unido. Se espera que otros países de altos recursos implementen estrategias similares en los siguientes años.

Estas tecnologías recién han sido introducidas en el Perú en los últimos 3 años. Para la prevención y control de brotes epidémicos locales requerimos conocer las variantes circulantes de los patógenos y genes de resistencia, y establecer una plataforma estandarizada que colecte y analice los millones de secuencias generadas por estos instrumentos. Por este motivo, como primer paso, proponemos caracterizar aislados resistentes de tres de los principales patógenos causantes de infecciones hospitalarias y cuyo tratamiento se ve amenazado por la evolución de resistencia (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae y Acinetobacter baumanii). Queremos caracterizar los genomas de estos patógenos obtenidos en distintas regiones del Perú para obtener una medición basal de las variantes circulantes y sus mecanismos de resistencia. Con esta información (y junto a genomas de otras regiones depositados en repositorios públicos) construiremos una base de datos actualizable que se utilizará para reportar la incidencia y prevalencia de estas infecciones en el Perú, y servirá para “entrenar” al software de diagnóstico que desarrollaremos con sets de datos locales.

A pesar de todas las ventajas que ofrece el uso de NGS y el secuenciamiento de genomas completos, una de las principales limitaciones para su implementación, fuera de laboratorios académicos, radica en que se necesitan conocimientos especializados en programación y bioinformática para analizar los grandes volúmenes de dato  generados. Conforme las tecnologías maduren, los costos de los instrumentos de secuenciamiento se reducirán, permitiendo su adquisición en centros de salud y laboratorios de diagnóstico. Para facilitar esta transición a nuevas tecnologías, queremos desarrollar una plataforma bioinformática que colecte las herramientas más usadas para análisis de genomas y genes de resistencia, y los integre dentro de una plataforma en línea de interfaz gráfica dirigida a personal técnico de laboratorios y hospitales sin experiencia en genómica y bioinformática. Esta plataforma será actualizada de forma continua para incorporar nuevos genomas secuenciados y nuevos genes de resistencia reportados en otras regiones del mundo. El software, que será comercializado bajo un modelo de suscripción, permitirá que distintos laboratorios del Perú reporten de forma automatizada y contribuyan a los sistemas actuales de vigilancia epidemiológica.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación avanzado

Los proyectos deben ser presentados de manera asociativa (con una o más entidades asociadas).

La conformación mínima es la siguiente:

• Un investigador principal
• Un coinvestigador
• Un tesista de posgrado
• Un gestor tecnológico
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Salud

Sector: General

Lugar de ejecución del proyecto: Lima

Fecha de inicio:  01/12/2018

Fecha de cierre:  31/12/2020

Plazo de ejecución (meses): 24

Objetivo principal

Implementar el uso de métodos de genómica y bioinformática para mejorar el diagnóstico y la vigilancia de enfermedades multidrogorresistentes en centros de salud

Objetivo específico 1

Caracterizar 200 aislados resistentes de E.coli, Klebsiella y Acinetobacter del banco de cepas de UPCH y nuevos aislados colectados en el INSNSB mediante métodos fenotípicos y secuenciamiento de genomas completos

Objetivo específico 2

Determinar la diversidad genética y los perfiles de resistencia de patógenos hospitalarios circulantes en Perú, 2008-2020

Objetivo específico 3

Desarrollar un software de interfase gráfica para el análisis de datos genómicos por el personal de laboratorio de los hospitales, sin necesidad de experiencia previa en programación y bioinformática. Evaluar el uso de esta plataforma en un hospital de Lima

Institución responsable del proyecto

Universidad Peruana Cayetano Heredia

RUC: 20110768151

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: San Martin de Porres

Dependencias: Facultad de Ciencias y Filosofía, Instituto de Medicina Tropical «Alexander Von Humboldt»

Institución asociada

Instituto Nacional de Salud del Niño – San Borja

RUC: 20552196725

Tipo de entidad: Institutos o Centros de Investigación de régimen público

Régimen: Público

País: Perú

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: San Borja

Investigador principal

Nombres: Pablo

Apellido paterno: Tsukayama

Apellido materno: Cisneros

Grado académico: Doctorado

Nombre del grado académico: Biología

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Facultad de Ciencias y Filosofía

Coinvestigador

Nombres: Maritza Mercedes

Apellido paterno: Calderón

Apellido materno: Sánchez

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Facultad de Ciencias y Filosofía

Coinvestigador

Nombres: Fiorella del Carmen

Apellido paterno: Krapp

Apellido materno: López

Grado académico: Magister

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Instituto de Medicina Tropical «Alexander von Humboldt»

Coinvestigador

Nombres: Carlos Francisco

Apellido paterno: Santillán

Apellido materno: Salas

Grado académico: Magister

Entidad: Instituto Nacional de Salud del Niño – San Borja

Dependencia: Servicio de Epidemiología

Coinvestigador

Nombres: Mirko Juan

Apellido paterno: Zimic

Apellido materno: Peralta

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Facultad de Ciencias y Filosofía

Tesista

Nombres: Pool

Apellido paterno: Marcos

Apellido materno: Carbajal

Tipo de tesis: Doctorado

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 1

Apellido paterno: –

Apellido materno: –

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Gestor tecnológico

Nombres: Ciro

Apellido paterno: Huerta:

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Coordinador administrativo

Nombres: Myrian

Apellido paterno Malca

Apellido materno Palacios

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Técnico

Nombres: Diego

Apellidos: Cuicapuza

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Técnico

Nombres: Técnico no identificado 2

Apellidos: –

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Rubros financiables

• Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

• Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

• Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

• Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

• Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

• Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

1. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.

• Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

1. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.

• Gastos relacionados a la solicitud de patentes.

1. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

• Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.