Recensione di pubblicazione da progetto FFC
Changes in Cystic Fibrosis Airway Microbial Community Associated with a Severe Decline in Lung Function
Patrizia Paganin, Ersilia Vita Fiscarelli, Vanessa Tuccio, Manuela Chiancianesi, Giovanni Bacci, Patrizia Morelli, Daniela Dolce, Claudia Dalmastri, Alessandra De Alessandri, Vincenzina Lucidi, Giovanni Taccetti, Alessio Mengoni, Annamaria Bevivino. PLOS ONE Published: April 21, 2015 DOI:10.1371/journal.pone.0124348
Con il progetto FFC#10/2014, continuazione del progetto FFC#8/2012, si vuole caratterizzare il microbioma (l’insieme dei microbi) che colonizza le vie aeree dei pazienti FC, individuando nuovi microbi e indagando quali di essi si associno a peggiore o migliore andamento del quadro respiratorio. In questo recente articolo, frutto dei progetti citati, si è confrontato il microbioma dell’espettorato di pazienti che hanno mostrato notevole diminuzione nel valore di FEV1% negli anni precedenti, con il microbioma di pazienti FC stabili; si è visto che al declino della funzionalità respiratoria è associato un cambiamento del microbioma, e si sono potute identificare alcune nuove specie microbiche apparentemente associate al peggioramento. L’applicazione di queste ricerche potrebbe fornire nuovi biomarcatori dell’andamento della funzione polmonare e della risposta alla terapia antibiotica in FC.
Per microbioma delle vie aeree s’intende l’insieme dei microrganismi, dotati di specifico patrimonio genetico, presenti nelle vie aeree dei pazienti FC. Tra questi pazienti vi sono quelli che, nonostante il trattamento terapeutico, presentano una rapida e severa diminuzione della funzionalità respiratoria. L’ipotesi da cui partono i ricercatori finanziati con i progetti FFC#8/2012 e FFC#10/2014, coordinati dalla Dr. Annamaria Bevivino, è che per combattere più efficacemente il declino della funzionalità respiratoria FC sia necessario conoscere meglio l’insieme dei microbi presenti nelle vie aeree, appunto il microbioma. Si vuole, in particolare, individuare nuovi microbi ad oggi sconosciuti e definire, quali di essi si associno a peggiore o migliore andamento del quadro respiratorio, per predisporre possibilmente uno strumento diagnostico di uso pratico basato sulle nuove conoscenze microbiologiche.
Sono stati inclusi nella ricerca pazienti con precedente severa diminuzione nel valore di FEV1% (a partire da una velocità di declino di FEV1% superiore a 5% all’anno) e mancata risposta alla convenzionale terapia antimicrobica, e pazienti in precedenza stabili. In tutto è stato analizzato il microbioma di 78 pazienti. La sua composizione è stata studiata utilizzando metodi coltura-dipendenti, tra cui l’analisi dei batteri anaerobi, e tecniche molecolari coltura-indipendenti mediante la tecnica chiamata fingerprinting Terminal Restriction Fragment Lenght Polymorphism (T-RFLP).
I risultati ottenuti, riportati in questo lavoro, suggeriscono che nei pazienti con grave peggioramento funzionale, che non rispondono ai comuni antibiotici, sono in causa, oltre a Pseudomonas aeruginosa, altri batteri come Rothia mucilaginosa e Streptococcus Pneumoniae, che in genere sfuggono alle comuni indagini. Per identificare con maggior precisione i componenti della comunità occorrono analisi fini delle caratteristiche genetiche dei batteri. Queste analisi sono utili per una maggiore definizione diagnostica e portano nuove conoscenze in campo microbiologico FC. In particolare, possono aprire la strada alla costruzione di nuovi pannelli diagnostici, più rappresentativi del microbioma polmonare e in definitiva più utili alla scelta di una terapia antibiotica efficace.
Finanziato con il supporto di Delegazione FFC di Latina, Delegazione FFC di Imola, Delegazione FFC di Cecina, Associazione Trentina FC onlus in ricordo di Vanessa Weber, and Associazione Davide e Guido – Insieme – Fibrosi Cistica Trust Online e Delegazione FFC di Villa D’Almè – Bergamo, Gruppo di Sostegno FFC di Reggello Firenze, Gruppo di Sostegno FFC di Lainate, and Delegazione FFC di Verbania e V.C.O.
Cystic fibrosis (CF) provokes chronic polymicrobial infections of the airways and progressive decline in lung function. To gain insight into the underlying causes of severe lung diseases, the authors of this work – led by Dr. Annamaria Bevivino and supported by FFC grants No 8/2012 and 10/2014- compared the airway microbiota detected in sputum of CF patients with stable lung function versus those with a substantial decline in lung function. Microbiota composition was investigated by using culture-based and culture-independent methods, and by performing multivariate and statistical analyses.
Culture-based methods identified some microbial species associated with a worse lung function, but only the presence of S. pneumoniae and R. mucilaginosa was found to be associated with increased severe decline in forced expiratory volume in 1 second (FEV1). Overall, changes in CF airway microbial community associated with a severe lung function decline were detected, allowing to define some discriminatory species that represent good candidates for the development of predictive biomarkers of substantial decline in lung function.
This research was supported by grants FFC#8/2012 (with the contribution of “Delegazione FFC di Latina”, “Delegazione FFC di Imola”, “Delegazione FFC di Cecina”, Associazione Trentina FC onlus in ricordo di Vanessa Weber, and “Associazione Davide e Guido – Insieme – Fibrosi Cistica Trust Online) and Project FFC #10/2014 (with the contribution of “Delegazione FFC di Villa D’Almè – Bergamo”, “Gruppo di Sostegno FFC di Reggello Firenze”, Gruppo di Sostegno FFC di Lainate”, and “Delegazione FFC di Verbania e V.C.O”).
