Impacto de la colonización nasal por S. aureus en el microbioma de pacientes en UCI
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Resumen
El microbioma humano comprende una comunidad de diversos microorganismos establecidos en tejidos y mucosas, que desempeñan roles importantes para el mantenimiento de la homeóstasis tisular y sistémica. Estas comunidades pueden ser colonizadas por potenciales patógenos humanos, conduciendo a cambios en su composición y/o diversidad, lo que podría conducir a cambios en el estado de salud del hospedero. Con el fin de determinar si la colonización nasal por S. aureus se asocia con cambios en el microbioma nasal de pacientes en Unidades de Cuidados Intensivos (UCI), el presente estudio tuvo como objetivo caracterizar el microbioma nasal de pacientes, colonizados o no por S. aureus, hospitalizados en UCI de dos instituciones de salud en Colombia. Para esto, se emplearon datos de microbiomas (amplicones de la región V4 del 16S rRNA) de hisopados nasales de 190 pacientes adultos hospitalizados en UCI en dos hospitales ubicados en Pereira (n = 133) y Bogotá (n = 57). Estos pacientes contaban con confirmación microbiológica y molecular de la colonización nasal por S. aureus durante la admisión a UCI (< 24 h después del ingreso a UCI) y, en algunos casos, durante el seguimiento del paciente (≥ 24 h posterior al ingreso a UCI). Se realizó la comparación de la diversidad (índices de alfa diversidad) y composición (Análisis de Coordenadas Principales –PCoA- y análisis de abundancia diferencial) del microbioma nasal entre pacientes colonizados y no colonizados por S. aureus en el día de admisión, y solo en el caso del hospital B, se evaluó el cambio en el microbioma al perder o adquirir la colonización. Se identificó que los microbiomas de pacientes colonizados presentan mayor abundancia de algunos géneros bacterianos respecto a los pacientes no colonizados (e.g., hospital B: prevotella y Dermabacter, hospital D: Alloprevotella y Veillonella). Adicionalmente, se identificó que la población no colonizada del hospital D presentó una mayor abundancia de Corynebacterium spp., genero comensal en la cavidad nasal reportado como antagonista de S. aureus en esta mucosa.
Descripción
Abstract
The human microbiome involves a diverse microorganism community established in tissues and mucosa, that plays important roles in maintaining tissue homeostasis. These communities can be colonized by potential human pathogens, leading to changes in their composition and/or diversity, which could lead to changes in the health status. To determine whether nasal colonization by S. aureus is associated with changes in the nasal microbiome of patients in Intensive Care Units (ICU), the present study aimed to characterize the nasal microbiome of ICU patients, colonized or not by S. aureus, from two hospitals in Colombia. For this purpose, microbiome data (amplicons of the V4 region of 16S rRNA) from nasal swabs of 190 adult patients hospitalized in the ICU of two hospitals located in Pereira (n = 133) and Bogotá (n = 57) were used. These patients had microbiological and molecular confirmation of S. aureus nasal colonization during ICU admission (< 24 h after ICU admission) and, in some cases, during patient follow-up (≥ 24 h after ICU admission). Comparison of the diversity (alpha diversity indices) and composition (Principal Coordinate Analysis -PCoA- and differential abundance analysis) of the nasal microbiome between patients colonized and not colonized by S. aureus on the day of admission was performed, and only in the case of hospital B, the change in the microbiome upon loss or acquisition of colonization was assessed. It was identified that the microbiomes of colonized patients had a higher abundance of some bacterial genera compared to non-colonized patients (e.g., hospital B: Prevotella and Dermabacter, hospital D: Alloprevotella and Veillonella). In addition, the non-colonized population of hospital D presented a higher abundance of Corynebacterium spp, a commensal genus in the nasal cavity reported as an antagonist of S. aureus.
Palabras clave
Staphylococcus aureus, Microbioma nasal, Colonización nasal, Portación nasal, Epidemiología, Factores predisponentes, PCR, 16S rRNA, Infección del sitio operatorio (ISO)