Investigadores descubren una firma microbiana en los pulmones de pacientes con neumonía grave. ¿Podría esto ayudar a explicar las diferencias en la supervivencia e indicar nuevas vías para un pronóstico más temprano y preciso?
Estudio: Lung and gut microbiota profiling in severe community acquired pneumonia patients: A prospective pilot study. Crédito de la imagen: Kateryna Kon / Shutterstock.com
Un estudio reciente publicado en Frontiers in Microbiology examina la microbiota intestinal y pulmonar de pacientes con neumonía adquirida en la comunidad grave (NACG) para identificar patrones microbianos que puedan ser predictivos de los resultados clínicos.
El papel del eje intestino-pulmón en la NACG
La NACG es una forma de neumonía que amenaza la vida, con alta prevalencia y tasas de mortalidad. Se caracteriza por una respuesta inflamatoria severa a las infecciones, típicamente causadas por Streptococcus pneumoniae y Staphylococcus aureus, que se tratan con antibióticos agresivos y cuidados de apoyo intensivos.
Los microbiomas pulmonar e intestinal, colectivamente conocidos como el eje intestino-pulmón, están surgiendo como reguladores clave de la salud general y la función inmunitaria, especialmente en pacientes con NACG. La alteración de este eje puede afectar profundamente el equilibrio inmunológico y la gravedad de la NACG.
Los cambios en el microbioma pulmonar se asocian con la progresión de la enfermedad, en gran parte debido a una mayor inflamación y respuestas inmunitarias alteradas que perjudican la función de los macrófagos alveolares, esenciales para eliminar los patógenos.
La disbiosis intestinal también puede aumentar la gravedad de las infecciones respiratorias, influyendo en la eficacia del tratamiento. Por ejemplo, ciertos microorganismos intestinales secretan ácidos grasos de cadena corta (AGCC), que activan receptores acoplados a proteínas G que modulan las respuestas inmunitarias pulmonares.
Hasta la fecha, la relación entre la composición de la microbiota pulmonar e intestinal y la vulnerabilidad del huésped en la neumonía grave sigue sin estar clara. Por lo tanto, se necesita más investigación para comprender cómo el eje intestino-pulmón puede predecir los resultados clínicos en pacientes con NACG.
Perfilado de la microbiota pulmonar e intestinal en pacientes con NACG
El estudio prospectivo actual se llevó a cabo en el Hospital Provincial Afiliado a la Universidad de Fuzhou entre enero de 2024 y enero de 2025. Todos los participantes del estudio tenían 18 años o más y fueron diagnosticados con NACG. Un total de 50 participantes cumplieron con los criterios de elegibilidad y fueron asignados al grupo de supervivencia o al grupo de muerte según sus resultados clínicos.
Se recolectaron muestras de lavado broncoalveolar (LBA), fecal y esputo utilizando un protocolo estandarizado. Se realizó la extracción, secuenciación y análisis de ADN en todas las muestras clínicas.
De los 50 participantes elegibles, el 18% de los pacientes murieron, mientras que el 82% restante se incluyó en el grupo de supervivencia. Aproximadamente el 78% y el 77% de los participantes del estudio en los grupos de supervivencia y muerte, respectivamente, eran hombres, con edades medias de 49,5 y 75 años.
Las características basales de ambos grupos fueron similares; sin embargo, los pacientes en el grupo de muerte tenían más probabilidades de requerir ventilación mecánica y desarrollar sepsis. Se recolectaron un total de 26 muestras de LBA y 15 muestras de esputo del grupo de supervivencia, junto con seis muestras de LBA y tres muestras de esputo obtenidas del grupo de muerte.
La diversidad alfa dentro del microbioma pulmonar fue significativamente diferente entre los grupos de muerte y supervivencia de pacientes con NACG, según los índices de diversidad de Shannon o Chao1. En comparación con los pacientes con NACG en el grupo de supervivencia, aquellos en el grupo de muerte exhibieron una reducción significativa en la diversidad alfa. La diversidad alfa del microbioma intestinal no difería entre los dos grupos, según los índices de diversidad de Shannon y Chao1.
Curiosamente, no se observaron diferencias significativas en la diversidad beta entre los dos grupos en los microbiomas pulmonar e intestinal.
Se desarrollaron curvas de clasificación de Unidades Taxonómicas Operativas (OTU) para representar la estructura de la comunidad microbiana. Las curvas de clasificación de OTU identificaron diferencias en la estructura de la comunidad microbiana entre los dos grupos de estudio para ambas muestras pulmonares e intestinales. Aquí, el grupo de supervivencia exhibió una mayor riqueza y uniformidad de especies que el grupo de muerte.
Se encontraron mayores abundancias de especies pertenecientes a los filos Actinomycota, Bacteroidota y Campylobacterota en los microbiomas pulmonares de los pacientes en el grupo de supervivencia en comparación con aquellos que murieron. A nivel de género, se observó una mayor abundancia relativa de Streptococcus en el grupo de supervivencia en comparación con el grupo de muerte.
No se observaron diferencias significativas en los niveles taxonómicos entre los microbiomas intestinales de los dos grupos. Sin embargo, el análisis del gráfico de barras indica una abundancia significativamente menor de microbiota bacteriana pulmonar e intestinal en el grupo de muerte en comparación con el grupo de supervivencia.
Los análisis de Discriminación Lineal por Tamaño del Efecto (LEfSe) revelaron una microbiota respiratoria significativamente diferente en los grupos de prueba. Por ejemplo, la microbiota respiratoria en el grupo de supervivencia contenía especies de Micrococcaceae, Micrococcales, Coriobacteriaceae, Coriobacteriales, Verrucomicrobiales, Verrucomicrobia, Neisseriaceae, Erysipelotrichaceae, Erysipelotrichalesc, Erysipelotrichia, Selenomonadales, Selenimonas, Bacteroidales y Bacteroidaceae en comparación con el grupo de muerte.
En el grupo de muerte, Hahellaceae y Geminicoccaceae fueron miembros notables de la microbiota respiratoria, mientras que Intrasporangiaceae, Chthonomonadaceae, Chthonomonadida y Fimbriimonadia fueron componentes cruciales de la flora intestinal.
El análisis UPGMA reveló una reducción significativa en las comunidades bacterianas en el grupo de muerte, enfatizando así la importancia de los microorganismos beneficiosos para la supervivencia de los pacientes con NACG. Asteroleplasma y Campylobacter en los pulmones se correlacionaron positivamente con el porcentaje de neutrófilos.
Acinetobacter se correlacionó positivamente con la procalcitonina (PCT) y la proteína C reactiva (PCR), que son biomarcadores inflamatorios. Neisseria se correlacionó negativamente con la PCT o la PCR, mientras que Corynebacterium se correlacionó positivamente con la PCR.
La composición microbiana predice el pronóstico y la gravedad de la enfermedad
Los datos analíticos vincularon fuertemente la composición de la microbiota con los parámetros clínicos, lo que podría explotarse aún más para predecir el pronóstico y la gravedad de la enfermedad en pacientes con NACG. Sin embargo, el diseño transversal del estudio actual limita la interpretación de la causalidad y la dinámica temporal. Por lo tanto, se necesitan futuros estudios con protocolos de muestreo más estrictos, monitoreo longitudinal e investigaciones mecanicistas para aclarar el papel de la microbiota en la progresión y los resultados de la NACG.
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