Análise do microbioma intestinal e respiratório em crianças com fibrose cística : um estudo longitudinal

Abstract

Resumo: A Fibrose Cística (FC) é uma doença genética crônica caracterizada por distúrbios nos tratos gastrointestinal e respiratório, com complicações que afetam a qualidade de vida e a sobrevida dos pacientes. Recentemente, o papel do microbioma intestinal e respiratório na FC tem sido reconhecido como um componente importante na progressão da doença. No entanto, a compreensão da dinâmica do microbioma nessas duas regiões anatômicas em lactentes com FC ainda é limitada. O estudo propõe a analisar longitudinalmente o microbioma intestinal e respiratório em pacientes com FC (pwFC), com o objetivo de determinar sua estrutura, composição e diversidade ao longo do tempo e comparar esses microbiomas com os do grupo controles saudáveis (gCS) para entender as diferenças microbiológicas associadas à FC. Vinte infantes com diagnóstico de FC (pwFC) e dez gCS, pareados por idade e sexo, foram recrutados e acompanhados longitudinalmente até os 2 anos de idade. Amostras de fezes e de orofaringe foram coletados a cada três meses para análise do microbioma usando sequenciamento do amplicon 16S rRNA. Calprotecina fecal e elastase-1 foram determinadas. Um total de 480 amostras, 239 de fezes e 240 de orofaringe, foram coletadas de pwFC e de gCS durante os primeiros 24 meses de vida. Ao nível do filo da microbiota intestinal, houve uma diferença significativa com menos Bacteroidetes e mais Proteobacteria no grupo pwFC em relação ao gCS. Vinte e cinco gêneros foram diferencialmente abundantes entre as coortes. Dentre esses, Bacteroides spp, Prevotella spp foram significativamente reduzido Streptococcus spp e Veillonella spp aumentados O microbioma respiratório foi dominado pelo filo Firmicutes, com maior abundância de Streptococcus spp e Prevotella spp, até o primeiro ano de vida. A partir do qual, nos pwFC, mudam para um perfil com aumento de operational taxonomic unit (OTUs) do filo proteobacteria, Haemophilus spp, Neisseria spp e Moraxella spp. A diversidade alfa foi significativamente diferente nas amostras de três meses, mas nenhuma diferença clara na diversidade beta foi observada entre as coortes, para microbioma intestinal e respiratório. Na casuística estudada, o microbioma intestinal e respiratório apresentam diferenças na composição e diversidade, desde o começo da vida, apontando para os efeitos da fisiopatologia da FC. A análise desde cedo e longitudinalmente dessa disbiose fornece bases para intervenções que modulem a microbiota e tragam melhores resultados clínicos

Abstract: Cystic fibrosis (CF) is a chronic genetic disease characterised by disorders of the gastrointestinal and respiratory tracts, leading to significant complications that affect patients' quality of life and survival. Recently, the role of the gut and respiratory microbiome in CF has been recognised as an important component in disease progression. However, understanding of the dynamics of the microbiome in these two anatomical regions in neonates with CF remains limited. The aim of this study was to longitudinally analyse the gut and respiratory microbiomes of patients with CF (pwFC) to determine their structure, composition and diversity over time and to compare these microbiomes with those of healthy controls (gCS) to understand the microbiome differences associated with CF. Twenty infants diagnosed with CF (pwFC) and ten gCS, matched for age and sex, were recruited and followed longitudinally until the age of 2. Faecal and oropharyngeal samples were collected every 3 months for microbiome analysis using 16S rRNA amplicon sequencing. Faecal calprotecin and elastase-1 were measured. A total of 480 samples, 239 from faeces and 240 from oropharynx, were collected from pwFC and gCS during the first 24 months of life. At the phylum level of the gut microbiota, there was a significant difference with fewer Bacteroidetes and more Proteobacteria in the pwFC group compared to the gCS. Twenty-five genera were differentially abundant between the cohorts. Among these, Bacteroides spp, Prevotella spp were significantly reduced, Streptococcus spp and Veillonella spp increased The respiratory microbiome was dominated by the Firmicutes phylum, with greater abundance of Streptococcus spp and Prevotella spp, until the first year of life. From then on, in the pwFC, they change to a profile with an increase in operational taxonomic units (OTUs) of the phylum Proteobacteria, Haemophilus spp, Neisseria spp and Moraxella spp. Alpha diversity was significantly different in the three-month samples, but no clear difference in beta diversity was observed between the cohorts for the gut and respiratory microbiomes. In the series studied, the gut and respiratory microbiome show differences in composition and diversity from the beginning of life, suggesting the impact of CF pathophysiology. Early and longitudinal analysis of this dysbiosis provides a basis for interventions that modulate the microbiota and lead to better clinical outcomes