I ricercatori hanno studiato mediante approfondita analisi genetica (sequenziamento massivo) il microbioma presente nei campioni di espettorato di 22 soggetti con FC, con funzionalità respiratoria moderata-severa, seguiti nel corso di 15 mesi. Per quanto riguarda i modelli animali, topi FC e topo wild type (ossia con CFTR funzionante) sono stati sottoposti a infezione da Pseudomonas aeruginosa e seguiti durante la cronicizzazione dell’infezione, per indagare il loro microbioma polmonare e intestinale. Nei pazienti FC i geni associati al microbioma si sono rivelati altamente specifici per ogni singolo individuo; inoltre gli eventi di esacerbazione e il tempo hanno influenzato la dinamica del microbioma polmonare a livello funzionale e tassonomico (classificazione dei ceppi). Nei modelli animali, nei topi FC e topi wild type (ossia con CFTR funzionante) in corso di infezione cronica l’andamento del microbioma polmonare è risultato simile, mentre maggiori differenze sono state rilevate nei topi FC a livello di microbioma intestinale, suggerendo che in questo modello il genotipo FC abbia un’influenza maggiore sul microbioma intestinale rispetto a quello polmonare. La prospettiva è di utilizzare le conoscenze ottenute per studiare come manipolare beneficamente il microbioma polmonare nel malato FC.
Twenty-two subjects with CF, with a severe/moderate pulmonary disease, were followed over a 15-month period. Functional and taxonomic features of bacterial airway microbiome of CF patients were inferred from shotgun metagenomic data obtained from sputum samples. Also, male CFTR tm1UNCTgN (FABPCFTR) and their WT congenic mice were studied at seven days post-infection to track changes of the gut and lung microbiome during chronic infection.
The lung microbiome of CF patients showed an extraordinary resilience of the main CF pathogens with patient-specific colonization even at strain-level. Genes associated to metabolic pathways (including antibiotic-resistance genes) were less variable but highly patient-specific suggesting the need for future development of personalized therapeutic approaches based on patient-specific airways microbiome. CFTR-deficient and WT congenic mice do not cluster separately for lung following Pseudomonas aeruginosa chronic infection, while a separation of the gut microbiota with respect to the mutation was found, suggesting that the CFTR genotype has more influence in our animal model for the gut microbiota than for lung microbiota. Animal studies will also assist in the development of microbiome manipulation of lung microbiome aimed to restore “healthy” microbial communities.
– Bevivino A, Bacci G, Taccetti G et al. “The personalised temporal dynamics of microbiome in the airways of cystic fibrosis patients” 42nd European Cystic Fibrosis Conference, 5-8 June 2019, Liverpool, UK
– Bevivino A “The airway microbiome in cystic fibrosis: where are we now “Microbiota” MI, Milan, 5-7 November 2018
– Bacci G, Taccetti G, Dolce D et al. “Environmental microbial signatures revealed by metagenomic analysis of the airways of cystic fibrosis patients” XV FISV Congress, Sapienza University Rome, 18-21 September 2018
