Nuevo método de análisis del microbioma pulmonar predice la mortalidad en niños después de trasplante de médula ósea

El trasplante de médula ósea, también conocido como trasplante de células progenitoras hematopoyéticas (TCPH), sirve como tratamiento fundamental para niños con leucemia, insuficiencia de la médula ósea y diversos trastornos genéticos, incluidas inmunodeficiencias congénitas y anemia de células falciformes. Sin embargo, el procedimiento es intenso e implica altas dosis de quimioterapia para erradicar las células enfermas de la médula ósea. Este tratamiento suprime el sistema inmunológico para permitir que crezcan células madre sanas, que luego se trasplantan a los pacientes. Debido a esta supresión inmune, los pacientes se vuelven altamente susceptibles a virus, bacterias y otros patógenos durante la fase crítica cuando su sistema inmunológico se está "reiniciando". Las infecciones pulmonares son especialmente prevalentes entre estos pacientes y afectan hasta al 40 % de los receptores pediátricos de TCPH. Cuando estas infecciones requieren asistencia respiratoria, la tasa de mortalidad puede llegar al 50 %. Identificar los patógenos específicos involucrados es un desafío porque los médicos que utilizan pruebas de diagnóstico convencionales tal vez no puedan identificar los correctos, dada la multitud de posibles patógenos que podrían estar afectando los pulmones.

Un enfoque innovador desarrollado por un equipo internacional, que incluyó investigadores de UC San Francisco (UCSF, San Francisco, CA, EUA.) y Chan Zuckerberg Biohub San Francisco (CZ Biohub SF, San Francisco, CA, EUA), utiliza un método sofisticado que detecta rápida y exhaustivamente todos los organismos potencialmente patógenos en los pulmones. Esta técnica ha revelado asociaciones entre comunidades microbianas específicas y mayores riesgos de mortalidad, allanando el camino para diagnósticos más precisos y, potencialmente, tratamientos más eficaces para aumentar las tasas de supervivencia después del trasplante. Alejándose de los diagnósticos tradicionales como el cultivo, que se dirige a patógenos específicos, el equipo empleó la secuenciación metagenómica de próxima generación (mNGS) para analizar muestras de líquido pulmonar de una amplia gama de pacientes pediátricos. Secuenciaron el ARN total de cada muestra, identificando cada tipo de microorganismo presente, sin limitar el análisis a patógenos conocidos.

Imagen: Una mejor comprensión de los patógenos en el microbioma podría ayudar a determinar qué niños pueden resistir los trasplantes de médula ósea (foto cortesía de Adobe Stock)

Al analizar los datos de secuenciación de Chan Zuckerberg ID, una plataforma metagenómica gratuita basada en la nube, los investigadores se sorprendieron al encontrar no sólo bacterias y virus sino también otros organismos como Toxoplasma gondii, un parásito de las heces de gato; Acanthamoeba, una ameba del suelo; y hongos como Cryptococcus y Pneumocystis . Después de evaluar la composición del microbioma de los pulmones de los pacientes, los investigadores agruparon a los participantes en cuatro grupos y examinaron los resultados clínicos de cada uno. El grupo con mayor mortalidad mostró una importante inflamación pulmonar y daño celular, con un marcado agotamiento de especies microbianas en su microbioma pulmonar, pero estaban presentes poblaciones notables de Staphylococcus y múltiples virus. El estudio encontró que cuanto más alterado estaba el entorno inmunológico en los pulmones, más distorsionados estaban los microbiomas pulmonares y mayor era la tasa de infecciones observadas. Los investigadores también observaron una fuerte correlación entre el tratamiento con antibióticos y la reducción de las poblaciones bacterianas, que se vio contrarrestada por un aumento de las comunidades virales y fúngicas. Señalaron que debido a que los pacientes más gravemente enfermos reciben más antibióticos, distinguir las causas microbianas de la mortalidad sigue siendo una tarea compleja.

"Tomamos muestras de 229 pacientes pediátricos con trasplante de médula ósea en 32 hospitales", dijo el primer autor Matt Zinter, profesor asistente de pediatría en la UCSF. “Nuestros resultados, que validamos en una cohorte completamente separada, indican que los microambientes pulmonares son predictivos o pronósticos del riesgo de mortalidad. Nuestro objetivo final es descubrir cómo modular la biología pulmonar en beneficio de nuestros pacientes”.

"Las infecciones pulmonares en pacientes con TCPH son complejas: puede haber microbios comunes que las causen, pero también microbios muy raros y poco comunes", añadió Zinter. "Hemos encontrado organismos que los médicos que tratan a estos pacientes probablemente ni siquiera conocen porque actualmente no existe una buena prueba clínica disponible para ellos".

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