Insights of how lung microbiome can contribute to COVID-19 severity in intensive care unit patients

Abstract

Objetivos: Infecções bacterianas e fúngicas secundárias estão associadas a infecções virais respiratórias e ventilação mecânica invasiva. A influência do microbioma na gravidade do COVID-19 em pacientes internados em unidades de terapia intensiva (UTI) permanece pouco compreendida. Este trabalho descreveu a microbiota pulmonar de pacientes brasileiros com COVID-19 e explorou como os patógenos microbianos podem contribuir para o desfecho clínico da doença de Coronavírus 2019. Métodos: O DNA total de fluidos de lavagem broncoalveolar de 21 pacientes brasileiros com COVID-19 foi extraído. Todos os pacientes tiveram RT-PCR positivo e foram internados em unidades de terapia intensiva em dois centros brasileiros. Para análises metagenômicas, leituras sequenciadas foram submetidas a ferramentas bioinformáticas para inferências taxonômicas e funcionais. Resultados: Identificamos patógenos respiratórios, nosocomiais e oportunistas como bactérias prevalentes no pulmão, sugerindo um processo de disbiose (desequilíbrio microbiano) em pacientes de UTI COVID-19. Análises funcionais microbianas mostraram vias metabólicas associadas ao repertório de virulência, como produção de biofilme, toxinas secretadas, polissacarídeos capsulares e aquisição de ferro. Patógenos microbianos e seus mecanismos de virulência foram associados às respostas imunológicas do hospedeiro, e um modelo celular sugerindo como as espécies bacterianas poderiam participar no agravamento do COVID-19 foi apresentado. Conclusão: Exploramos como as espécies microbianas presentes no pulmão podem potencialmente modular e agravar os processos imunológicos de pacientes internados em unidades de terapia intensiva, contribuindo para a gravidade da COVID-19.