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Automatizacion en el laboratorio de microbiologıa clınicaModeradore: Carey-Ann D. Burnham1*

Expertos: W. Michael Dunne, Jr.,1,2 Gilbert Greub,3 Susan M. Novak,4 y Robin Patel5

El laboratorio de microbiologıa clınica se ha consideradohistoricamente como “de baja tecnologıa”, especialmenteal compararlo con el laboratorio de quımica clınica. Sinembargo, estan surgiendo sistemas para el laboratorio demicrobiologıa clınica con el potencial para automatizarpracticamente todas las areas de pruebas, incluida la siem-bra de placas de cultivo primario, deteccion de prolife-racion en los medios de cultivo, identificacion de micro-organismos, pruebas de sensibilidad, y extraccion ydeteccion de acidos nucleicos en muestras clınicas. Comoresultado, la secuencia de trabajo del laboratorio demicrobiologıa esta cambiando a un ritmo rapido y losmicrobiologos tienen el desafıo de seleccionar la automa-tizacion mas adecuada, rentable y util en terminos clınicospara sus laboratorios. Consultamos a 4 expertos en estearea, pertenecientes a laboratorios de microbiologıaclınica de Estados Unidos y Europa, ası como del sector,para que brinden sus comentarios sobre la viabilidad y elimpacto de la automatizacion en el laboratorio demicrobiologıa clınica.

¿Esta usando actualmente o planea usar una plata-forma de automatizacion en su laboratorio demicrobiologıa? De ser ası, ¿que areas de su labora-torio estan automatizadas?

Robin Patel: El labora-torio de microbiologıaclınica de la ClınicaMayo ha estado reali-zando pruebas desde1911. Si bien algunaspruebas actuales se pa-recen a aquellas que serealizaban hace un siglo,contamos con variosejemplos de pruebas au-tomatizadas de van-

guardia. Estas incluyen hemocultivos, plataformasserologicas de enfermedades infecciosas, ası comodiagnosticos proteomicos y acidos nucleicos, pornombrar algunos. Durante mas de 2 decadas, loslaboratorios de microbiologıa han estado usando ins-trumentos automatizados para hemocultivos que“detectan” la proliferacion microbiana en frascospara hemocultivo y “marcan” los frascos positivospara la atencion inmediata por parte de los auxiliaresde laboratorio. En forma previa a la disponibilidadde dichos sistemas (en un pasado no tan lejano), losauxiliares de laboratorio evaluaban manualmentecada frasco para hemocultivo en varias ocasiones.Los auxiliares de laboratorio de hoy no podrıanimaginar regresar al metodo manual usado hace solo3 decadas. Al igual que con varias pruebas quımicas,se estan realizando una infinidad de pruebas se-rologicas de enfermedades infecciosas en platafor-mas automatizadas. Los diagnosticos de acidonucleico, que se han usado en nuestro laboratoriodurante mas de 2 decadas, estan evolucionando aformatos automatizados de tipo “caja negra”. Uti-lizamos una instalacion central de extraccion de aci-dos nucleicos en forma preliminar a las pruebas demicrobiologıa molecular posteriores. Asimismo,varias de nuestras plataformas de amplificacionde acidos nucleicos estan completamente auto-matizadas. Finalmente, la espectrometrıa demasas MALDI-TOF (EM)6 ha revolucionado laidentificacion de bacterias y hongos en nuestrolaboratorio. El exito de esta plataforma auto-matizada radica en los avances en la EM y la bioin-formatica. Con su implementacion, hemos podidoreducir los tiempos de obtencion y tambien loscostos relacionados con la identificacion deorganismos.

1 Department of Pathology & Immunology and Pediatrics, Washington UniversitySchool of Medicine (Departamento de Patologıa e Inmunologıa y Pediatrıa,Facultad de Medicina de la Universidad de Washington), St. Louis, MO; 2 bio-Merieux, Inc., Durham, NC; 3 Institute of Microbiology, University of Lausanneand University Hospital Center (Instituto de Microbiologıa, Universidad deLausana y Centro Hospitalario Universitario), Lausana, Suiza; 4 Grupo MedicoSouthern California Permanente Medical Group, Regional Reference Laborato-ries (Laboratorios Regionales de Referencia), Kaiser Permanente, North Holly-wood, CA; 5 Division of Clinical Microbiology, Mayo Clinic (Division de

Microbiologıa clınica, Clınica Mayo), Rochester, MN.* Dirigir correspondencia para estos autores a: Department of Pathology &

Immunology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110.Correo electronico: [email protected].

Recibido para la publicacion el 11 de abril de 2013; aceptado para la publicacionel 22 de abril de 2013.6 Abreviaturas no estandar: EM, espectrometrıa de masas; TTR, tiempo de

obtencion de resultados; RCP-TR, RCP en tiempo real; SARM, Staphylococcusaureus resistente a la meticilina; PSA, prueba de sensibilidad antimicrobiana.

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Susan M. Novak: Loslaboratorios Kaiser Perma-nente Regional Laborato-ries en el sur de Californiaconstituyen laboratorioscentralizados de gran volu-menquebrindanserviciosa14 hospitales y mas de 100clınicas donde la automa-tizacion es una necesidad.Nuestro sistema de asisten-cia sanitaria integrada

brinda servicios a los miembros de una amplia area geogra-fica, con base en un laboratorio de referencia centralizadopara el procesamiento y analisis de laboratorio de aproxima-damente 4000 muestras bacteriologicas por dıa. Nuestrolaboratorio bacteriologico se encuentra automatizado desde2002coninstrumentosparacultivoenplacasautomatizadosysemiautomatizados.Masdel80%delasmuestrasbacterio-logicas lleganal laboratoriocentralparaelprocesamientoyelcultivo en placas. Sobre la base del gran volumen de mues-tras, se tomo ladecisionhaceunosanosdesacarprovechodelaseconomıasdeescalaypermitirelcultivoenplacascentrali-zado. Esto tambien mejoro la calidad del cultivo en placas ydisminuyo las lesiones ergonomicas por la automatizacionde las funciones manuales repetitivas. El retraso en el proce-samiento de muestras en los centros medicos fue otro mo-tivoporelcualnuestrosistemadeasistenciasanitariaescogiocentralizaryautomatizarelcultivoenplacasmicrobiologico.Esta prevista la ampliacion de nuestro sistema de laboratoriodurante los proximos anos y la posterior automatizacion dela bacteriologıa con mayores procesadores, estufas inteligen-tesymicrobiologıadigitalen2instalaciones.Estaampliaciony el aumento en el volumen de las pruebas nos colocara enposicion de incorporar automatizacion adicional al entornodellaboratorioparacontinuarcumpliendoconelobjetivodecalidad y rentabilidad de las pruebas de laboratorio. Otrosaspectos de nuestro departamento de microbiologıa estanautomatizados con analizadores de acceso directo bidirec-cional de alto rendimiento para las pruebas serologicas y laautomatizacion del analisis molecular de enfermedadesinfecciosas.

Gilbert Greub: Dada laescasez actual de recursosfinancieros y el incre-mento simultaneo en laactividad de nuestrolaboratorio de micro-biologıa de diagnosticoclınico de aproximada-mente el 4% al 12%anual, decidimos orien-tarnos hacia un labo-ratorio bacteriologico

completamente automatizado. Tambien consideramosla automatizacion como una prioridad para nuestroslaboratorios de diagnostico molecular y serologico.Dada la facilidad de la manipulacion automatica de lasmuestras que se reciben en formato lıquido, la automa-tizacion de los laboratorios serologicos es relativa-mente sencilla. Lo mismo ocurre con los laboratoriosde diagnostico molecular, una vez que se han realizadolos primeros pasos de la extraccion de ADN. Por lotanto, en nuestro laboratorio de diagnostico molecularahora usamos la automatizacion para la gran parte de laextraccion de ADN y RCP. La automatizacion de laRCP se relaciono con (a) menor carga de trabajo paralos auxiliares de laboratorio, (b) menor ındice de con-taminacion de la RCP (�1%) y (c) menor tiempo deobtencion de resultados (�24 h).

En nuestro laboratorio bacteriologico, desde elotono de 2011, hemos estado utilizando un sistema desiembra automatizado que se selecciono entre todos lossistemas disponibles en dicho momento teniendo enconsideracion varios criterios, incluida la cantidad ydiversidad de muestras recibidas diariamente en nues-tro laboratorio. Este sistema reduce considerablementela carga de trabajo de los auxiliares de laboratorio me-diante la siembra y proliferacion automatica de cadamuestra, el marcado y la clasificacion de placas de agarsembradas, y la preparacion de frotis para la tincion deGram. Actualmente usamos 2 sistemas automatizadosindependientes para la identificacion microbiana. En2015, evolucionaremos hacia un laboratorio completa-mente automatizado al incorporar las piezas faltantesdel rompecabezas; es decir, estufas inteligentes, digita-lizacion de imagenes de gran calidad, un sistema deseleccion de colonias automatizado y todas las cintastransportadoras intermedias necesarias.

¿Que caracterısticas o criterios considera que son oserıan mas importantes al seleccionar un sistema deautomatizacion de laboratorio?

Susan M. Novak: Teniendo en cuenta nuestras expe-riencias, existen varias caracterısticas igualmente im-portantes que deben considerarse al seleccionar la au-tomatizacion del laboratorio. El volumen de lasmuestras, la mezcla y la sincronizacion del arribo de lasmuestras al laboratorio impulsaran la cantidad de in-strumentos necesarios, los requerimientos de rendi-miento y el tipo de automatizacion. El rendimiento esuna metrica muy importante que debe evaluarse cui-dadosamente. La capacidad de automatizacion dellaboratorio debe equipararse con el volumen generalde muestras de cada laboratorio individual y debe res-paldarlo. Ademas del rendimiento, la confiabilidad(tiempo medio hasta un fallo) de la automatizacion esde suma importancia. Si los ajustes en la dotacion de

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personal se basan en la implementacion de la automa-tizacion, resulta de suma importancia contar con unaimplementacion solida que presente un reducidotiempo de inactividad e impacto negativo en la secuen-cia de trabajo diaria. El tiempo de inactividad excesivoafecta la dotacion de personal (es decir, horas extraor-dinarias) ademas del tiempo de obtencion e incluso laconfianza del personal. La implementacion de la au-tomatizacion en el laboratorio es una decisioncompleja y no puede dejar de enfatizarse el efecto nega-tivo de una decision inadecuada. Resulta importanteque los proveedores tengan en cuenta que deben aso-ciarse con los laboratorios para trabajar por la gestiondel cambio con el personal dado que la automatizacionesta integrada al entorno del laboratorio. La“adquisicion suplementaria” de empleados es esencialpara el exito de una nueva prueba o seccion de la au-tomatizacion. Existen otros criterios importantes y serecomienda que los laboratorios que estan conside-rando la automatizacion incorporen los aportes de loscolegas con experiencia previa de modo que se com-prenda el impacto ergonomico de cualquier nuevaadquisicion para la automatizacion.

Robin Patel: Se deben considerar varias cuestiones. Elcosto es primordial: ¿causara el sistema un aumento ouna reduccion en los costos operativos? El aumento enlos costos se relaciona con la instrumentacion, los reac-tivos o los materiales desechables. Los sistemas au-tomatizados deberıan ser ecologicos; es decir, los reac-tivos y materiales desechables deberıan ser mınimos.Deberıan esperarse reducciones en costos relacionadoscon el personal principalmente. La seguridad en ellaboratorio es una consideracion importante dado quepueden presentarse peligros para el personal de labora-torio en relacion con la automatizacion como resul-tado de la exposicion a microorganismos o equipospeligrosos. Por extrano que pueda parecer lo anterior,hemos presenciado danos sufridos por el personal delaboratorio por causa de los instrumentos. Tambiendebe considerarse el espacio, ¿se cuenta con el espaciopara adaptar la automatizacion (y que grado de remo-delacion sera necesario)?

La automatizacion puede “solucionar” los proble-mas del laboratorio. Nuestros auxiliares de laboratorioy tecnologos sufrieron lesiones ergonomicas (p. ej.,como consecuencia de la repeticion del pipeteo), que seevitan con la automatizacion. Los controles de calidadpueden mejorarse al evitar el error humano. La posibi-lidad de la contaminacion de acidos nucleicos en losanalisis de diagnostico molecular merecen una cuida-dosa consideracion, incluso en la era de la automa-tizacion. Los sistemas deben interconectarse con losregistros medicos electronicos para la clasificacion delas pruebas y la generacion de informes de los resulta-

dos. Debe considerarse el rendimiento del volumen.¿Tiene un sistema o instrumento la capacidad para ha-cerse cargo de los volumenes del laboratorio? ¿Se dis-pone de modulos para que el sistema pueda evolucio-nar con los cambios en los volumenes de prueba? Esposible que deban normalizarse los frascos de obten-cion de muestras para la integracion con los sistemasautomatizados. Esta tarea aparentemente insignifi-cante puede ser monumental en un entorno amplio deasistencia sanitaria. Es posible que la evaluacion de losinstrumentos no siempre sea posible con la automa-tizacion total del laboratorio, un factor que afecta ladecision del proceso de toma de decisiones (p. ej.,¿deberıa adoptar una plataforma especıfica el laborato-rio?). Los laboratorios deberan encargarse de las es-trategias para validar la automatizacion. Finalmente, amedida que los laboratorios dependen cada vez mas dela automatizacion, sera un desafıo ocuparse de los fa-llos del sistema (debido a averıas en los instrumentos ofalta de disponibilidad de materiales desechables). De-ben considerarse cuidadosamente los planes de res-paldo para cada etapa de la secuencia de trabajo, queincluyen la recepcion y el procesamiento de muestras,las pruebas, y el analisis y la generacion de informes delos resultados. Hemos experimentado varias situacio-nes en las que trasladamos la totalidad de un tipo de-terminado de pruebas a una plataforma automatizadasolo para no poder utilizar la plataforma debido a unfallo de los instrumentos o la falta de disponibilidad delos materiales desechables necesarios (que con frecuen-cia los ofrecen proveedores unicos). En dichas situacio-nes, es posible que el laboratorio se encuentre atascadoen relacion con las pruebas. La falta de disponibilidadde materiales desechables para los sistemas usados confrecuencia pueden tener un impacto considerable en laasistencia sanitaria en el paıs y el mundo.

¿De que forma afectara la automatizacion la opera-cion y la secuencia de trabajo de su laboratorio?¿Realizaran un cambio los laboratorios de microbiologıahacia la “microbiologıa de 24 horas”?

Robin Patel: En nuestra experiencia, la automatizacionafecta en gran medida esas areas. Para cada sistemaadoptado, los laboratorios necesitan reevaluar las ope-raciones, la secuencia de trabajo, el espacio y las de-signaciones de dotacion de personal. Nuestro labora-torio funciona las 24 horas del dıa durante los siete dıasde la semana, de modo que la automatizacion no cam-biara nuestro horario de funcionamiento habitual. Sinembargo, en la proxima decada espero que la automa-tizacion se incremente, incluida la incubacion roboticay la lectura automatizada de las placas de cultivo, asıcomo la identificacion automatizada y las pruebas desensibilidad antimicrobiana de las colonias que proli-

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feran en las placas (es decir, mediante “recolectores decolonias”). La automatizacion de tareas tediosas per-mitira la reasignacion del personal a areas de trabajo degran valor que demandan el uso de sus habilidadesintelectuales. Los auxiliares de laboratorio demicrobiologıa del futuro probablemente apliquenparte de su experiencia mediante interfases informati-cas (en lugar de manipular placas de cultivoindividualmente).

W. Michael Dunne, Jr.:Si cae un arbol en elbosque y no hay nadie allıpara oırlo, ¿hace ruido?

De ello se desprendeque cuanto antes sepuedan proporcionar alos medicos los re-sultados de pacientesclınicamente aplicables,mas rapido se podra ad-ministrar el tratamiento

adecuado. Esto, a su vez, podrıa reducir la duraciongeneral del periodo de hospitalizacion, con reduccio-nes simultaneas en los costos de atencion a los pacien-tes y los riesgos de infecciones hospitalarias, ası comomejoras en las respuestas de los pacientes. El tiempo deobtencion de resultados (TTR) puede reducirse devarias maneras, incluido el uso de plataformas de diag-nostico rapido [p. ej, RCP en tiempo real (RCP-TR)] ola realizacion de pruebas de manera mas frecuente. Laautomatizacion en la microbiologıa entrana la promesadel procesamiento de muestras en tiempo real; lo que,junto con las modalidades de diagnostico rapido,podrıa reducir considerablemente el TTR y, por infe-rencia, generar respuestas positivas de los pacientes.Sin embargo, la automatizacion no implica que el sis-tema funciona por sı mismo. Los turnos adicionales deoperacion requieren el apoyo del personal (al menoshasta que los algoritmos de inteligencia artificial per-mitan la interpretacion y el procesamiento precisos delos cultivos en la ausencia de humanos). Si los resulta-dos de pacientes relevantes se generan y publican en elsistema de informacion del laboratorio a horarios pococomunes durante el dıa o la noche pero el personalmedico no los aplica, la oportunidad se pierde y el gastoadicional del funcionamiento de 24 h no se materializaen terminos de la respuesta al paciente. Recuerdo unasituacion en la cual el laboratorio adopto la deteccionpor RCP-TR para el Staphylococcus aureus resistente ala meticilina (SARM). Debido al costo de los controles,la prueba se realizo una vez por dıa durante la tarde. Enuna evaluacion posterior, se detecto que el personal deprevencion de infecciones no habıa revisado los resul-tados hasta la manana siguiente. Si las muestras se hu-

bieran sembrado en medios de deteccion de SARMcuando se recibieron, los resultados hubieran estadodisponibles con anterioridad, en muchos casos con lasmismas caracterısticas de desempeno y una cepa ais-lada para las pruebas posteriores. Esto no se aplica nece-sariamente a las pruebas de laboratorio de referenciapara las cuales los resultados se facturan directamente alos clientes y la carga de trabajo adicional de las pruebasfuera del turno generan un ingreso real. En este caso, ladecision de ofrecer pruebas de 24 h se encuentra en losbalances, donde los ingresos adicionales se contrarres-tan con los gastos de mano de obra y costos operativos.En resumen, la respuesta a esta pregunta deberıabasarse al menos en 2 opciones: mejores respuestas delpaciente y mayores ingresos del laboratorio. Serıabueno si ambas opciones se hicieran realidad.

Gilbert Greub: La disponibilidad las 24 horas del dıadurante los siete dıas de la semana de algunas pruebasinmunocromatograficas; ciertos examenes mi-croscopicos directos, como el frotis de sangre para es-pecies de plasmodio; y ciertas RCP esta garantizadadado el impacto clınico y el valor agregado del TTRreducido. Sin embargo, dada la dificultad para man-tener un turno nocturno, el costo social relacionado yel impacto clınico relativamente bajo del alcance de 24horas del dıa durante los siete dıas de la semana de lamayorıa de los procesos de microbiologıa, lamicrobiologıa de 24 h no es un objetivo de nuestrolaboratorio de bacteriologıa central. Sin embargo, laautomatizacion modificara claramente nuestrasecuencia de trabajo y organizacion. Dado que las pla-cas de agar pueden comprobarse automaticamentemediante digitalizacion de imagenes a intervalos regu-lares y las placas esteriles se desechan automatica-mente, el TTR se mejora considerablemente, especial-mente si se extiende el tiempo de trabajo del auxiliar delaboratorio, por ejemplo de 6 a.m. a 10 p.m. Asimismo,el traslado hacia la telebacteriology (telebacteriologıa)sera una gran oportunidad para mejorar el entorno detrabajo al realizar la lectura de las placas de agar enoficinas tranquilas ubicadas junto al laboratorio cen-tral pero en el exterior con una ganancia prevista encalidad y productividad.

¿Es el sistema de automatizacion total del laboratorioapropiado para todos los tipos de laboratorio? ¿Existeun volumen diario mınimo de muestras necesario parasustentar una plataforma automatizada?

W. Michael Dunne, Jr.: La respuesta simple es “de-pende”. Y, ¿de que depende? Primero, la escalabilidad yla modularidad son importantes. ¿Puede escalarse deforma apropiada un sistema de microbiologıa automa-tizado para adaptar el volumen y los tipos de muestras

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de los laboratorios de microbiologıa individuales a losajustes en los costos relacionados y el potencial paraincrementar el rendimiento posteriormente? Por ejem-plo, recuerdo un instrumento desarrollado a inicios dela decada de 2000 que podıa realizar el cribado de 300muestras de orina por hora y generar datos basicos desensibilidad e identificacion para las muestras en casode resultados positivos. El problema con este modelode operaciones era que muy pocos laboratorios conta-ban con los volumenes para justificar la compra delinstrumento y no estaba disponible una version a escalareducida. El sistema era tambien muy amplio y resul-taba difıcil ingresar al laboratorio de forma adecuadasin actividades de demolicion. Por lo tanto, si los fa-bricantes desarrollan una opcion de tamano unico, esposible que se limite el mercado a los laboratorios convolumenes muy grandes. La modularidad tambienpermitirıa a los laboratorios de varios tamanos imple-mentar unidades especıficas del sistema. Segundo, ladisponibilidad de la mano de obra calificada es unaconsideracion importante. A medida que disminuye lacantidad de individuos que completan la capacitacionen programas de ciencias de laboratorio clınico en to-dos los niveles, la competencia por sus servicios entrelos laboratorios aumentara del mismo modo, al igualque los costos relacionados de beneficios y salarios de lacompetencia (oferta y demanda). La menor disponibi-lidad de personal capacitado incluso en laboratoriosmas pequenos probablemente llevara la ecuacion a fa-vor de los sistemas automatizados, de modo que unamenor cantidad de individuos podrıan manejar lacarga de trabajo mientras dedican mas tiempo a la in-terpretacion y otros procesos complejos. Tercero, laeconomıa medica es importante. Considero que lamano de obra continua siendo el componente mas cos-toso de cualquier partida individual de presupuesto delaboratorio, por tanto serıa conveniente estabilizar yminimizar los efectos del mayor costo y escasez demano de obra. Tambien deberıa considerarse la com-pensacion en la ecuacion y no puedo sino creer que losniveles de compensacion de pagadores terceros y or-ganismos gubernamentales no aumentaran en el cortoplazo. Cuarto, la complejidad de las muestras marca ladiferencia. Claramente, un laboratorio que procesacientos de muestras de orina por dıa podrıa ser masconveniente de automatizar que uno que procesa unacombinacion de tipos de muestras complejas. Vol-viendo a la pregunta, la respuesta obviamente se en-cuentra entre un laboratorio que procesa 5 muestras degarganta y 10 urocultivos por dıa, y un laboratoriogrande de referencia o universitario que evalua cientosa miles de cultivos con diferentes tipos de muestrasdiariamente.

Gilbert Greub: Por debajo de un umbral dado, el

costo del sistema automatizado y su mantenimientosuperaran los beneficios en terminos de tiempo ycalidad invertidos. El volumen diario mınimo demuestras necesario para sustentar una plataformaautomatizada sera diferente para cada plataforma ylos estudios de rentabilidad estan garantizados paradefinir tales valores de corte. Sin embargo, talesanalisis de costos aun carecen por completo de siste-mas de microbiologıa automatizados. Por ejemplo,cuando se consideran los diferentes sistemas desiembra actualmente disponibles en el mercado, esinmediatamente evidente que estos apuntan a labo-ratorios medianos dado que pueden sembrar hasta180 –270 placas de agar por hora. Tal rendimientotambien es optimo para laboratorios de mayortamano que generalmente usan varios sistemas desiembra a la vez para facilitar la organizacion de lasecuencia de trabajo y proporcionar el respaldo nece-sario durante los fallos tecnicos. Los sistemas au-tomatizados son optimos cuando la secuencia de tra-bajo es continua; es decir, la eficiencia se reducecuando las muestras se procesan por lote.

Susan M. Novak: Dado que no todos los laboratoriosse crean de la misma forma, con base en la exhaus-tividad y el alcance del trabajo realizado, no con-sidero que los sistemas de automatizacion del labo-ratorio completo seran apropiados para todos loslaboratorios. La incorporacion de la automatizaciondel laboratorio completo dependera ampliamentedel volumen de las muestras y de la necesidad devolverse mas eficiente en el lugar de trabajo y reducirel personal relacionado con las tareas manuales quepueden automatizarse. Considero que los laborato-rios de tamano mediano a grande podran justificar laautomatizacion del laboratorio completo mas facil-mente ya que la compra de equipos puede asociarse auna “rentabilidad de la inversion” relativa a la can-tidad de personal necesario en el laboratorio pararealizar ciertas tareas. Los laboratorios de menorvolumen quizas adopten un enfoque modular de au-tomatizacion, mediante la seleccion de modulos osecciones de automatizacion que se ajusten al labo-ratorio. De acuerdo con varios proveedores de plata-formas de instrumentacion de cultivo en placas, elvalor de corte para un instrumento de cultivo enplacas parece ser de aproximadamente 200 muestraspor dıa. Sin embargo, algunos proveedores conside-ran que los laboratorios mas reducidos aun podrıanusar esta automatizacion. Dicho esto, dado que laautomatizacion del laboratorio completo es nuevapara la microbiologıa, cada laboratorio debe realizarun analisis para determinar cual automatizacion, sicorresponde, serıa la adecuada.

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¿Anticipa que la adopcion de una plataforma demicrobiologıa automatizada restringira el uso deproductos de un proveedor?

Susan M. Novak: Esta es una pregunta muy interesantey una con la que probablemente se estan enfrentandomuchos laboratorios que estan considerando la au-tomatizacion en microbiologıa. Actualmente, existenvarias secciones de automatizacion que han sido com-ponentes del laboratorio de microbiologıa clınica du-rante anos (es decir, sistemas de identificacion/sensibi-lidad y hemocultivo). En el entorno de algunoslaboratorios, como el nuestro, los instrumentos de cul-tivo en placas de muestras se han incorporado paracumplir con las necesidades previas al analisis. Dadoque estos instrumentos no guardan relacion unos conotros, nunca habıa existido la necesidad de conectivi-dad. La necesidad de integracion cambia con el iniciode la automatizacion del laboratorio completo. Porejemplo, si las placas se trasladan mediante un trans-portador inferior a una estufa inteligente con una ca-mara digital y se selecciona una colonia para la pruebade identificacion o sensibilidad, la placa debe enviarse auna seccion del equipo que pueda escoger la colonia ysembrar los materiales necesarios. En este escenario, laconectividad es un requisito previo para la automa-tizacion del laboratorio completo. ¿Como ocurrira estosi cada seccion de la automatizacion corresponde a unproveedor diferente? Solo porque un laboratorio selec-ciona una estufa digital o los instrumentos de cultivo deplacas preanalıticos no implica que se debera cambiarel instrumento de identificacion/sensibilidad ni que ellaboratorio tendra el dinero para hacerlo. La preguntasigue siendo, ¿sera el software de estos sistemas “abier-to” y podran varios instrumentos de diferentes fabri-cantes comunicarse unos con otros? Si este no es elcaso, esto podrıa suponer una gran carga para el labo-ratorio. El cambio de varios instrumentos en formasimultanea impactarıa en el gasto de capital y en elnumero de validaciones que deben realizarse al integrarnuevos equipos al entorno del laboratorio.

Gilbert Greub: La adopcion de una plataforma demicrobiologıa automatizada puede restringir el uso deproductos propuestos por otro proveedor. Ciertas em-presas intentan proteger su mercado al proponer siste-mas automatizados no compatibles o con muy pocacompatibilidad con los sistemas de otros fabricantes.Afortunadamente, el creciente conocimiento de losmicrobiologos clınicos sobre la importancia de dichacompatibilidad tecnica esta impulsando de forma pro-gresiva a la industria a proponer soluciones flexibles.Asimismo, existen ciertas opciones de programas per-sonalizados disponibles que pueden solucionar algu-nas incompatibilidades entre diferentes sistemas au-

tomatizados y entre un sistema automatizado y elsistema de informacion del laboratorio.

En una era de automatizacion del laboratorio, ¿con-sidera que la microbiologıa “de rutina” continuararealizandose por parte de auxiliares de laboratoriode microbiologıa o cree que en estas pruebas partici-paran los generalistas o auxiliares de laboratorioquımico?

Gilbert Greub: Los laboratorios de microbiologıa aunprecisan auxiliares de laboratorio capacitados enmicrobiologıa en varias etapas, que incluyen lamicroscopıa y la interpretacion de placas de agar, dadoque estas actividades aun representaran una etapa fun-damental que rige las decisiones de las etapas poste-riores. Con la automatizacion, la proporcion de tareasrepetitivas que requieren conocimientos limitados dis-minuiran mientras que las tareas especializadas au-mentaran, al igual que la necesidad de habilidadesespecıficas en tecnologıa de la informacion.

W. Michael Dunne, Jr.: Sı (¡otra proteccion!). Por unlado, pueden realizarse facilmente ciertos procesos me-nos complejos; por ejemplo, ingreso de muestras, cargade muestras en sistemas de cultivo de placas automa-tizados, lectura e interpretacion de medios de detec-cion, extraccion, subcultivo y preparacion de tincionesde Gram de hemocultivos positivos, preparacion demuestras para extraccion de acidos nucleicos, pruebade sensibilidad antimicrobiana (PSA), identificacion(incluida la EM MALDI-TOF), e interpretacion deciertos tipos de cultivos (p. ej., orina) por parte de gene-ralistas y auxiliares de laboratorio altamente capacita-dos. Sin embargo, creo firmemente que la correcta in-terpretacion de cultivos de muestras de mayorcomplejidad (p. ej., respiratorios, genitourinarios, gas-trointestinales, orina de nefrostomıa, lıquidocefalorraquıdeo, sangre, tejido, sustancia de absceso eimplantes) en el contexto de la informacion relevantede pacientes requiere una capacitacion y experienciamas focalizadas. Este es principalmente el caso de lainterpretacion de los resultados de las PSA. He sidomicrobiologo clınico durante mas de 30 anos y aun meencuentro con resultados que no puedo explicar. Estono significa que los generalistas o auxiliares de labora-torio de quımica clınica no puedan adquirir este nivelde experiencia con el tiempo pero requiere de orien-tacion e instruccion. La automatizacion en lamicrobiologıa no niega la necesidad de habilidades in-terpretativas. Por el contrario, los sistemas automatiza-dos deberıan mejorar la eficacia de los especialistas enmicrobiologıa al permitirles dedicar su atencion a laresolucion de problemas e interpretacion de resultadoso procesos complejos de las muestras. Asimismo, la

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automatizacion en la microbiologıa aun no ha suplan-tado la necesidad de explicar los resultados de las prue-bas a los medicos de manera clara e informada o desugerir mayores pruebas complementarias. Por tanto,en mi opinion, corresponderıa al laboratorio demicrobiologıa clınica completamente automatizadoestablecer una combinacion adecuada de especialistasen microbiologıa para la capacitacion, interpretacionjerarquica de los resultados y la comunicacion de losmedicos con los generalistas capaces de mantener lasecuencia de trabajo acelerada.

Susan M. Novak: Los equipos de cientıficos de labora-torio clınico estan disminuyendo debido a la gran can-tidad de auxiliares de laboratorio que se estan jubi-lando sin la cantidad de reemplazos suficientes en ellugar de trabajo debido a la eliminacion de los progra-mas de capacitacion. Considero que el laboratorio demicrobiologıa continuara evolucionando y cambiandoen relacion con su apariencia actual. Sobre la base deldesarrollo de sofisticadas herramientas de software yautomatizacion, habra un espacio en la microbiologıapara los especialistas en laboratorio menos especializa-dos. Con el progreso de la microbiologıa digital y losprogramas de software integrados, quizas un especia-lista de laboratorio menos capacitado puede revisar loscultivos que antes debıa revisar un auxiliar de labora-torio autorizado. Dicho esto, los laboratorios demicrobiologıa aun deberan comunicar la informacionclınicamente relevante al proveedor, dado que no todaslas bacterias que proliferan en un cultivo son pertinen-tes para la afeccion o enfermedad del paciente. Estemicrobiologo especializado aun tendra un espacio en ellaboratorio pero se anticipa que la combinacion gene-ral cambiara. Los progresos en las pruebas molecularesya han generado la introduccion de instrumentosmoderadamente complejos faciles de ejecutar y quepueden ser accionados por un generalista o auxiliar delaboratorio quımico que carece de experiencia enmicrobiologıa.

¿Cuales son los desafıos al incorporar la automa-tizacion del laboratorio completo en la microbiologıapara el mercado?

W. Michael Dunne, Jr.: Desde mi punto de vista (y,una vez mas, un factor en mas de 30 anos como micro-biologo clınico), el principal obstaculo para superarhacia la automatizacion total del laboratorio en lamicrobiologıa es la percepcion. A diferencia de nues-tros colegas del area de la quımica clınica y lahematologıa que han manejado niveles de automa-tizacion mucho mayores durante varios anos, lamicrobiologıa clınica ha sido tradicionalmente unapractica interpretativa, practica y tangible compuesta

por arte y ciencia en partes iguales. La conversion deuna disciplina analogica a una digital requerira uncambio de modelo. El proceso de evaluacion de la pro-liferacion microbiana mediante placas de sujecion, ma-nipulacion de colonias con asas y olores relacionados(adquirido de forma accidental ciertamente) sereemplazarıa por imagenes de alta resolucion exhibidasen un monitor de pantalla plana y la manipulacion delas colonias mediante robotica. Los factores que impul-san la microbiologıa en la direccion digital incluyen laconsolidacion del laboratorio y la carga de trabajo rela-cionada, un personal capacitado de edad avanzada conuna cantidad mayor de auxiliares de laboratorio que sejubilan en comparacion con los que se inician en laprofesion y margenes muy estrechos en la compen-sacion por los servicios. Considero que la conversion ala automatizacion esta teniendo lugar a un ritmo masrapido en Europa, Asia y Sudamerica en comparacioncon los Estados Unidos en este momento pero esopodrıa cambiar en el corto plazo. Para adoptar estatendencia, se han desarrollado o se desarrollaran variosmodulos que reproducen las actividades que se estanrealizando en forma manual actualmente. Estos in-cluyen el procesamiento, la siembra, la evaluacion decultivos, la identificacion, la PSA y la generacion deinformes de los resultados. Los modulos que soportancada uno de estos procesos deben poder funcionar deforma independiente y coordinada para ofrecer los re-sultados deseados ya sea que los laboratorios selec-cionen los componentes individuales o compren lossistemas completos. En relacion con la ultima modali-dad, los laboratorios y fabricantes deberan asociarsepara adquirir el nivel de confianza, respaldo y serviciosque se necesitan para mantener los sistemas en funcio-namiento las 24 horas del dıa. Las operaciones simplesque actualmente damos por entendidas se vuelvenproblemas complejos para los ingenieros en el procesode diseno, tales como la manipulacion de tipos demuestras poco usuales, el traslado de placas y la digita-lizacion de imagenes dentro de una estufa sin contami-nacion, el procesamiento de cultivos para anaerobios oincluso algo tan simple como la preparacion de unaplaca de pureza para PSA. Podrıa continuar pero sisimplemente imaginamos el proceso de preparacion deplacas de difusion por disco, entenderemos elconcepto.

Otro asunto que ciertamente generara un ciertogrado de ansiedad en los proveedores del sistema sera eldiseno de los ensayos clınicos para obtener la autori-zacion reglamentaria de los sistemas automatizados demicrobiologıa. ¿Cuales serıan los cultivos procesadosmanualmente de patron de referencia? ¿Que sucede siel modulo de evaluacion de cultivos de un sistema au-tomatizado proporciona mayor sensibilidad en termi-nos de deteccion de proliferacion positiva de modo tal

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que la especificidad aparece reducida en relacion conlos metodos manuales? ¿Deberıan evaluarse los modu-los en forma individual o como un sistema completo?Estos asuntos deberan establecerse con los organismosreguladores antes del inicio de los ensayos clınicos.

Para concluir, la ampliacion de la automatizacionen la microbiologıa clınica es una certeza que necesitaraun cambio en el conjunto de capacidades y experienciaentre los microbiologos o el personal de laboratorio enel futuro. Los individuos que surgen de los programasde ciencias de laboratorio clınico a cualquier nivelnecesitaran adoptar estos cambios. Otros asuntos prin-cipales que deberan abordarse con la automatizaciondel laboratorio de microbiologıa incluyen la inversiongeneral de capital, la reduccion al mınimo de la con-taminacion dentro del sistema (p. ej., con hongos omicobacterias), el mantenimiento de instrumentos ytiempo de inactividad, y los procesos internos devalidacion.

Robin Patel: Los desafıos incluyen la naturaleza diversade los laboratorios individuales (p. ej., tamanos, esque-mas fısicos, menus de pruebas), el costo y la biologıa enconstante desarrollo (incluida la resistencia antimicro-biana en evolucion y las descripciones de nuevos agen-tes infecciosos). Si bien los laboratorios quımicos hanaprovechado los beneficios de la automatizacion dellaboratorio completo durante varios anos, los labora-torios de microbiologıa se han quedado rezagados de-bido a sus diferentes tipos de muestras con diversasviscosidades y tipos de frascos y tamanos, y debido a laamplia diversidad de los organismos detectados. Estavariabilidad ha obstaculizado la disponibilidad de laautomatizacion del laboratorio completo en los labo-ratorios de microbiologıa clınica. La tecnologıa estacambiando y mejorando rapidamente; por tanto, per-mite el uso cada vez mayor de la automatizacion en loslaboratorios de microbiologıa clınica y la posibilidadde la automatizacion del laboratorio completo. Sin em-bargo, los desafıos continuan. Las plataformas aun nose han desarrollado en su totalidad. Los primeros labo-ratorios en realizar la adopcion pueden enfrentar ladisponibilidad de nuevas y “mejores” opciones en elfuturo cercano, y verse “estancados” con plataformas“anticuadas” (de forma similar a la industria in-formatica o de la telefonıa movil en constante evolu-cion). Puede existir una percepcion por parte de losauxiliares de laboratorio de que seran “reemplazadospor maquinas”. Mi perspectiva personal es que lo quese reemplazara principalmente son los aspectos pocointeresantes del trabajo del auxiliar de laboratorio. Mecuesta imaginar un escenario en el que los laboratoriosno necesitarıan la experiencia de los microbiologos al-tamente capacitados y expertos para supervisar laspruebas de microbiologıa.

¿Cual es el impacto de la automatizacion de lamicrobiologıa clınica en la atencion de los pacientes?

Robin Patel: Esta es un area de gran potencial. La au-tomatizacion puede proporcionar resultados de los pa-cientes de forma acelerada, y ası facilitar la celeridad enel tratamiento y el diagnostico, y evitar las pruebas adi-cionales innecesarias y los costos relacionados. (Si bienpodrıa intuirse que la automatizacion reducirıa eltiempo de obtencion de los resultados de los pacientes,segun el diseno del sistema, el tiempo de obtencionpuede aumentarse, especialmente si la automatizacionrequiere loteos de muestras). La automatizacion puedeincrementar la disponibilidad de los resultados fueradel horario de atencion, lo que exige nuevos sistemaspara tomar las acciones necesarias conforme a dichosresultados (es decir, en los momentos en que el per-sonal de asistencia sanitaria no esta disponible tradicio-nalmente). La automatizacion puede evitar los resulta-dos positivos o negativos falsos relacionados con elerror humano. La lectura automatizada de las placas decultivo puede facilitar el reconocimiento de la prolifera-cion de colonias que no se ven a simple vista, lo quepermite una mayor sensibilidad y la deteccion mastemprana. Finalmente, los avances tecnologicosprobablemente acerquen mas las pruebas al paciente;preveo que algunas pruebas de microbiologıa automa-tizadas se trasladaran fuera del laboratorio en una va-riedad de formatos, incluida la autoevaluacion de lospacientes en forma automatizada (para ciertosorganismos).

Gilbert Greub: Durante los ultimos 10 anos, varias in-novaciones en microbiologıa, como la EM MALDI-TOF y los ensayos moleculares de diagnostico inme-diato, han tenido un gran impacto en la atencion de lospacientes dado que estos nuevos metodos de diagnos-tico estan reduciendo de manera considerable el TTR.La automatizacion en el diagnostico molecular tam-bien ha contribuido a una reduccion considerable en eltiempo de obtencion. La automatizacion en lamicrobiologıa clınica tambien tendra cierto impacto enla atencion de los pacientes al mejorar la rastreabilidad,reproducibilidad y calidad. Este es principalmente elcaso de los sistemas de siembra automatizados queprestan ayuda en terminos de rastreabilidad y en lapropagacion de alta calidad del inoculo en la placa deagar, con un mayor numero de colonias aisladas quepueden usarse para la posterior identificacion y carac-terizacion. Por tanto, si bien no se ha evaluado conprecision el impacto exacto de la automatizacion en laatencion de los pacientes, estoy convencido de queademas del beneficio de automatizar la secuencia detrabajo en el laboratorio y evitar las tareas repetitivas y

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poco interesantes, tambien se obtiene cierto beneficioen la atencion de los pacientes con la automatizacion.

Contribuciones de los autores: Todos los autores confirmaron quehan contribuido al contenido intelectual de este documento y han cum-plido con los siguientes 3 requerimientos: (a) contribuciones significati-vas a la concepcion y el diseno, la adquisicion de datos o el analisis einterpretacion de estos; (b) redaccion o revision del artıculo en relacioncon su contenido intelectual; y (c) aprobacion final del artıculopublicado.

Declaracion de los autores o posibles conflictos de interes: Tras lapresentacion del manuscrito, todos los autores completaron el formu-lario de declaracion del autor. Declaraciones o posibles conflictos deinteres:

Empleo o liderazgo: W.M. Dunne, Jr., bioMerieux, Inc.Papel del consultor o asesor: S.M. Novak, Roche Molecular.Propiedad de acciones: No se declara.

Honorarios: No se declara.Financiamiento de la investigacion: Subsidio educativo sin restric-ciones para Kaiser por parte de Dynacon, fabricante original de In-nova. C.-A.D. Burnham, Cepheid, Accelerate Technology Corpora-tion y bioMerieux.Testimonio de expertos: No se declara.Patentes: No se declara.

Agradecimientos: W.M. Dunne, Jr. agradece a Dr. K. Doing porrevisar estas respuestas y sugerir opciones mas inteligentes. G. Greubagradece ampliamente a A. Croxatto, C. Durussel y G. Prod’hom porel provechoso analisis sobre la automatizacion. R. Patel desea agra-decer las provechosas sugerencias de Dr. P.J. Simner (Miembro deMicrobiologıa Clınica, Clınica Mayo), Dr. B.S. Pritt (Profesor aso-ciado, Division de Microbiologıa Clınica, Clınica Mayo) y los Direc-tores de Operaciones de Microbiologıa de la Clınica Mayo, E.A. Vet-ter y M.F. Jones.

Previously published online at DOI: 10.1373/clinchem.2012.201038

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