Avaliação do microbioma bacteriano em cânulas de traqueostomia pediátricas em um hospital universitário brasileiro

Abstract

Objetivos: Avaliar o microbioma bacteriano encontrado em cânulas de traqueostomia pediátricas de um grupo de crianças com o diagnóstico de glossoptose por Sequência de Robin (SR), acompanhadas pelo Serviço de Otorrinolaringologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Métodos: Os pacientes foram incluídos no estudo no momento da troca de cânula de traqueostomia, realizada em ambiente hospitalar e pela equipe de otorrinolaringologia. Durante esse procedimento, o aspirado traqueal foi coletado e enviado para cultura, enquanto a própria cânula de traqueostomia foi armazenada para posterior sequenciamento de amplicon do gene 16s rRNA. A extração do DNA foi realizada com o uso do kit DNeasy PowerBiofilm (QIAGEN®- Cat No. 24000-50), já o sequenciamento foi realizado seguindo o protocolo Brazilian Microbiome Project (BMP) e com o auxílio do equipamento S5 (Ion S5™ System, Thermo Fisher Scientific). Principal component analysis (PCA) foi utilizado para procurar padrões ou grupamentos entres os pacientes. Resultados: Todos os 12 pacientes estudados estavam em uso de cânulas de traqueostomia da mesma marca, sem balonete, traqueostomizados há mais de um ano e com tempo de uso da cânula de traqueostomia analisada de aproximadamente 3 meses. Entre as culturas realizadas a partir do aspirado traqueal, apenas cinco pacientes tiveram crescimento de, pelo menos, uma bactéria, porém todos estes tiveram a OTU (operational taxonomic unit) de mesmo gênero identificada em seu microbioma pela metagenômica. Foi identificado um total de 68 OTUs diferentes no nível taxonômico de gênero, sendo os encontrados com maior abundância: Aggregatibacter, Pseudomonas, Haemophilus, Neisseria, Staphylococcus, Fusobacterium, Moraxella, Streptococcus, Alloiococcus e Capnocytophaga. O microbioma individual de cada paciente apresentou grande variedade, não correlacionando com nenhuma característica clínica individual. Testes de PCA foram utilizados para comparar variáveis entre os pacientes, porém não foram encontrados grupamentos. Conclusão: O microbioma das cânulas de traqueostomias apresenta grande variedade, mesmo em pacientes com características clínicas semelhantes, sendo difícil atribuir um padrão estático de normalidade. Mais estudos são necessários para compreender as relações entre as redes de comunidades bacterianas e como elas interagem entre si, seu microambiente e as repercussões clínicas que podem causar.

Objectives: The purpose of this study was to evaluate the bacterial microbiome found in tracheostomy cannulas of a group of children diagnosed with glossoptosis secondary to Robins Sequence (RS) accompanied by the otolaryngology team of a tertiary hospital on the south of Brazil. Methods: Pediatric patients were enrolled in the study at the time of the cannula change, performed at the hospital by the otolaryngology team. During this procedure, tracheal aspirate was collected and sent to culture, while the removed cannula was collected and stored for amplicon sequencing of 16s rRNA. DNA extraction were performed using DNeasy PowerBiofilm Kit (QIAGEN®- Cat No. 24000-50) while sequencing was performed with the S5 (Ion S5™ System, Thermo Fisher Scientific) and following Brazilian Microbiome Project (BMP) protocol. Principal component analysis (PCA) were utilized to search for clusters or patters among patients. Results: All 12 patients within the study were using tracheostomy cannulas of the same brand, uncuffed, had tracheostomy performed for over 1 year and had used the removed cannula for approximately 3 months. Culture results shown bacterial growth in only five patients, all with corresponding genera identified in their microbiome. A total of 68 different operational taxonomic units (OTU) were sequenced at the genera taxonomic level, and most abundant were: Aggregatibacter, Pseudomonas, Haemophilus, Neisseria, Staphylococcus, Fusobacterium, Moraxella, Streptococcus, Alloiococcus and Capnocytophaga. Individual microbiome of each individual was highly variable, not correlating to any particular clinical characteristic. PCA didn’t find any cluster among patients. Conclusion: The microbiome of tracheostomy cannulas is highly variable, even within patients with similar clinical characteristics, making it challenging to determine a standard for normality. More studies are needed to comprehend the network between bacterial communities and how the interact among themselves, their microenvironment and clinical outcomes.