Emocolture e BD BACTEC 9000/F

Principio

L’emocoltura (Fig.1) è un’analisi ematica richiesta dal medico in situazioni di urgenza quando, per esempio, si sospetta che vi sia un’infezione del sangue causata da batteri o funghi.
Quest’ultimo, infatti, è un fluido sterile che può essere però contaminato da microrganismi che traslocano dal sito primario di infezione all’interno del circolo ematico sistemico, provocando un’infezione invasiva nota come “setticemia” (Fig.2).

La condizione di setticemia può derivare da precedenti infezioni cardiache (endocarditi e pericarditi), dall’utilizzo di cateteri vascolari, da infezioni endoaddominali, nonché da infezioni dei tessuti molli. Può degenerare in “sepsi“, ovvero, una setticemia correlata allo sviluppo di uno stato infiammatorio generalizzato dell’organismo con rischio di compromissione degli organi vitali e shock settico.

Un tempestivo isolamento e un’accurata identificazione degli agenti eziologici responsabili di batteriemie e fungemie possono, perciò, essere di cruciale importanza per la vita del paziente. Per fare questo, è necessario prelevare il campione asetticamente: sarà necessario disinfettare la cute del paziente con cotone imbevuto di alcol, per poi posizionare una garza impregnata di tintura di iodio al 2% per almeno un minuto sul sito di prelievo (Vid.1).

Inoltre, il volume del prelievo ematico risulta essere di essenziale importanza per il corretto rilevamento dei microrganismi: per i pazienti adulti servirebbero almeno 20 ml di sangue che dovrebbero essere raccolti prima del picco febbrile, mentre per i pazienti pediatrici bastano da 1 a 5 ml di sangue.
I campioni ematici saranno diluiti in terreni di coltura liquidi ottimali per la crescita dei microrganismi, e dotati di sistemi tamponanti per l’immunità umorale, per poi essere incubati nella maniera opportuna.

L'emocoltura è un esame di laboratorio che prevede di seminare un campione ematico su terreni di coltura di diversa natura, per verificare la crescita microbica
Figura 1 – L’emocoltura è un esame di laboratorio che prevede di seminare un campione ematico su terreni di coltura di diversa natura, per verificare la crescita microbica. [Fonte: inderma.it]
Situazione di setticemia con microrganismi che diffondono all'interno del torrente ematico
Figura 2 – Situazione di setticemia con microrganismi che diffondono all’interno del torrente ematico. [Fonte: Fluid dynamics research could pave the way for intravenous injections to be replaced with pills]

Caratteristiche dello strumento

Tra gli strumenti di laboratorio più utili per incubare i flaconi delle emocolture e per il successo rilevamento dello sviluppo microbico, vi è certamente il BD BACTECTM 9000/F con tecnologia a fluorescenza (Fig.3).
Si tratta di uno strumento completamente automatico e dotato di:

  • Incubatore
  • Agitatore
  • Lettore
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Figura 3 – Serie di BD BACTER con tecnologia a fluorescenza. [Fonte: bd.com]

Il BD BACTECTM 9000/F permette di incubare i flaconi di emocoltura in stazioni termostatate a 35 °C +/- 1.5, disposti in file orizzontali da 20 all’interno di blocchi indipendenti da 40 stazioni ciascuno (versioni 9240 e 9120).
I campioni sono mantenuti in agitazione da un sistema meccanico di inclinazione che effettua fino a 30 movimenti per blocco al minuto.
La lettura dei campioni è effettuata ogni 10 minuti da un sofisticato sistema su base ottica che rileva la produzione di biossido di carbonio derivante dal metabolismo batterico.
Le informazioni relative ai flaconi (inseriti in alloggiamenti numerati) possono essere monitorate grazie all’apposito display (Fig.4), inoltre, le stesse possono essere gestite tramite il software abbinato e al sistema di gestione dei dati (BD EpiCenterTM).
Se lo strumento rileva la presenza di un campione positivo, lo comunica tempestivamente tramite segnali ottici ed acustici.
Per ragioni di sicurezza, il BD BACTECTM 9000/F è dotato di un’unità UPS o gruppo di continuità, per garantire il corretto funzionamento anche in presenza di interruzioni della corrente elettrica.

I BD BACTEC (anche in altre versioni) sono dotati di alloggiamento per i flaconi e di display per il monitoraggio della crescita
Figura 4 – I BD BACTEC (anche in altre versioni) sono dotati di alloggiamento per i flaconi e di display per il monitoraggio della crescita. [Fonte: bd.com]

Tecnologia di lettura

La rilevazione della crescita microbica da parte dello strumento si basa sul metodo fluorimetrico.
Il sensore, posto alla base del flacone per emocoltura ed incorporato in una matrice solida di protezione, contiene composti capaci di emettere fluorescenza in presenza di biossido di carbonio.
Quando il CO2 del metabolismo microbico diffonde verso i fluorofori, grazie a diodi di emissione luminosa, a rilevatori di fotodiodi e di filtri adeguati, il sistema BD BACTECTM 9000/F misura la fluorescenza proveniente dal sensore fluorimetrico.
La tecnologia a fluorescenza dello strumento utilizza un segnale ad emissione di fondo molto basso, consentendo al software di elaborare curve di crescita molto precise e associate a parametri di positività sofisticati.
Inoltre, la luce che colpisce il rilevatore è solo quella proveniente dalla fluorescenza del sensore e non quella riflessa da altre superfici.

Metodo

Il sistema BD BACTECTM 9000/F consente la lettura, in completa automazione, dei campioni ematici per la ricerca batteriologica.
I flaconi BD BACTEC (Fig. 5) in cui inserire il campione ematico sono pronti all’uso e non richiedono diluzioni o altri trattamenti particolari.
Vanno conservati a temperatura compresa tra i 2 e i 25°C, sono dotati di etichette e codici a barre identificativi, riportano il volume di sangue da inoculare e le specifiche del brodo di crescita in questione (Es. flaconi e terreni per microrganismi aerobi, anaerobi, miceti etc.).
Il volume di inoculo da rispettare è:

  • Per flaconi NON pediatrici (3-10 ml);
  • Per flaconi pediatrici (0,1-3 ml).

Dopo il prelievo (entro le 48 h), i flaconi possono essere inseriti nello strumento per il loro monitoraggio continuato che può andare da 0 fino a 30 giorni. Il flacone viene identificato dallo strumento tramite un codice e barre, segnalandone automaticamente la posizione di alloggiamento corretta. I campioni possono essere aggiunti agli alloggiamenti in ogni momento della giornata, dal momento che lo strumento continuerà sempre a segnalare lo stato dei campioni ancora in lettura, dei negativi definitivi e dei positivi.
Quando lo strumento segnala la presenza di un campione positivo, il flacone viene tolto dallo stesso per essere effettuare ulteriori esami batteriologi di conferma. Eventualmente, può essere reinserito nello strumento (sistema Re-Entry) per ulteriori verifiche (entro 3 h), senza che vi sia un pregiudizio per la curva di crescita determinata dallo strumento in precedenza.

Flaconi BD BACTER di diversa tipologia
Figura 5 – Flaconi BD BACTER di diversa tipologia. [Fonte: microbeonline.com]

Controllo qualità

Il software associato allo strumento monitora continuamente (ogni 10 minuti) le performance elettriche ed ottiche delle stazioni di alloggiamento. Il controllo si basa sull’accertamento che l’emissione del segnale di ogni stazione si mantenga costante entro limiti predefiniti (sia per le stazioni vuote che per quelle piene). Il software verifica anche che tutti i blocchi dello strumento siano sempre in comunicazione con il computer associato.

Descrizione resine e reagenti

Il sistema BD BACTECTM 9000/F prevede l’utilizzo di flaconi che possono essere:

  • per batteri
    • aerobi
    • anaerobi
  • per miceti
  • per micobatteri
  • pediatrici

I flaconi per microrganismi aerobi, anaerobi e i pediatrici, contengono resine cationiche e non ioniche utili per l’assorbimento degli antibiotici eventualmente presenti nel campione a seguito di una terapia empirica. I risultati di numerosi studi clinici confermano che il loro utilizzo aumenta significativamente la possibilità di isolare i microrganismi, diminuendo il numero di falsi negativi.
Le resine in questione, inoltre, non interferiscono con la qualità dei vetrini da allestire per i flaconi positivi.
Queste resine, quindi, sono:

  • sostanze che neutralizzano gli antibiotici del campione;
  • ampiamente supportate da documentazione scientifica;
  • dotate di una ben definita lista delle molecole e dei farmaci sensibili alla loro azione.

I flaconi con resine KDVE (Kinetic Delayed Vial Entry) sono utili in situazioni in cui l’invio degli stessi in laboratorio fosse ritardato fino a 48 h dal prelievo.

Fonti

Crediti immagini
Crediti video
Foto dell'autore

Giulia Baldi

Biologa A iscritta all'albo professionale. Laureata in Scienze Biologiche e in Biologia Agro-Ambientale con tirocini in ambito clinico (laboratorio di microbiologia e virologia) e ambientale (laboratorio di ricerca in interazioni pianti-ambiente). Master di II livello in Sicurezza Alimentare e Sistemi di Gestione.

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