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

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dc.creatorFabíola Marques de Carvalho
dc.creatorLeandro Nascimento Lemos
dc.creatorLuciane Prioli Ciapina
dc.creatorRennan Garcias Moreira
dc.creatorAlexandra Lehmkuhl Gerber
dc.creatorRenan Pedra de Souza
dc.creatorAna Paula C. Guimarães
dc.creatorTatiani FereguettI
dc.creatorVirgínia Antunes de Andrade Zambelli
dc.creatorRenata Avila
dc.creatorTailah Bernardo de Almeida
dc.creatorJheimson da Silva Lima
dc.creatorShana Priscila C. Barroso
dc.creatorMauro Martins Teixeira
dc.creatorRenan Pedra Souza
dc.creatorCynthia Chester Cardoso
dc.creatorRenato Santana Aguiar
dc.creatorAna Tereza R. de Vasconcelos
dc.date.accessioned2023-03-27T20:09:28Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:42:42Z
dc.date.available2023-03-27T20:09:28Z
dc.date.issued2021-05-20
dc.description.abstractObjetivos: 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.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFINEP - Financiadora de Estudos e Projetos, Financiadora de Estudos e Projetos
dc.description.sponsorshipFAPERJ - Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro
dc.description.sponsorshipOutra Agência
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.issn2157-7560
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/51256
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.relation.ispartofJournal of Vaccines & Vaccination
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectCOVID-19 (Doença)
dc.subjectInfecções respiratórias
dc.subjectMetagenômica
dc.subjectBactérias
dc.subjectMetabolismo
dc.subjectBiologia computacional
dc.subject.otherCOVID-19
dc.subject.otherRespiratory tract infections
dc.subject.otherMetagenomics
dc.subject.otherBacteria
dc.subject.otherMetabolism
dc.subject.otherBioinformatics
dc.titleInsights of how lung microbiome can contribute to COVID-19 severity in intensive care unit patients
dc.title.alternativeInsights de como o microbioma pulmonar pode contribuir para a gravidade do COVID-19 em pacientes de unidade de terapia intensiva
dc.typeArtigo de periódico
local.citation.issue3
local.citation.volume12
local.description.resumoObjectives: Secondary bacterial and fungal infections are associated with respiratory viral infections and invasive mechanical ventilation. Microbiome influence on COVID-19 severity in patients admitted to intensive care units (ICU) remains poorly understood. This work described the lung microbiota of Brazilian COVID-19 patients and explored how microbial pathogens can contribute to Coronavirus disease 2019 clinical outcome. Methods: Total DNA of bronchoalveolar lavage fluids from 21 Brazilian COVID-19 patients was extracted. All patients were positive RT-PCR and admitted to intensive care units in two Brazilian centers. For metagenomic analyses, sequenced reads were submitted to bioinformatic tools for taxonomic and functional inferences. Results: We identified respiratory, nosocomial, and opportunistic pathogens as prevalent bacteria in the lung, suggesting a dysbiosis process (microbial imbalance) in ICU COVID-19 patients. Microbial functional analyses showed metabolic pathways associated with virulence repertoire, such as biofilm production, secreted toxins, capsular polysaccharides, and iron acquisition. Microbial pathogens and their virulence mechanisms were associated with host immunological responses, and a cellular model suggesting how bacterial species could participate in COVID-19 worsening was presented. Conclusion: We explore how microbial species present in the lung could potentially modulate and aggravate the immunological processes of patients admitted to intensive care units, contributing to COVID-19 severity.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0898-568X
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1894-3923
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2775-1333
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-5724-6106
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3695-4434
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7890-9255
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6944-3008
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9479-4432
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-5180-3717
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4632-2086
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
local.publisher.departmentICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
local.publisher.initialsUFMG
local.url.externahttps://www.walshmedicalmedia.com/open-access/insights-of-how-lung-microbiome-can-contribute-to-covid19-severity-in-intensive-care-unit-patients-78705.html

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