Interacción microorganismo-paciente en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica

Abstract

A pesar de que tradicionalmente se pensaba que la vía aérea era estéril, hoy en día, gracias a las nuevas técnicas de microbiología independientes de cultivo, se sabe que presenta una microbiota característica, que podría estar alterada en los procesos patológicos. Además, la presencia de microorganismos potencialmente patógenos en la vía aérea de los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es un hecho reconocido durante muchos años, sin embargo su efecto no está definido. En los trabajos que conforman esta tesis se pretende profundizar en el efecto de los microorganismos en la EPOC. En el primer trabajo se analizó el efecto de la colonización bronquial por Haemophilus influenzae en la respuesta inmune bronquial mediada por IgA, así como en los niveles de metaloproteinasa 9 (MMP-9) y su inhibidor, inhibidor tisular de metalopreoteinasas-1 (TIMP-1), en los pacientes con EPOC estable. El análisis de la respuesta inmunitaria contra este microorganismo demostró una deficiencia que puede favorecer la persistencia de la colonización y su recurrencia. Los niveles de MMP-9 y su ratio molar con TIMP-1 fueron significativamente más altos en los pacientes colonizados, lo que puede favorecer el remodelado de la vía aérea en los pacientes con EPOC. Por tanto, defectos en el sistema inmune bronquial pueden facilitar la presencia de H. influenzae en la vía aérea, que además parece estimular la actividad de MMP-9, lo que podría asociarse a daño estructural. El segundo trabajo examinó las diferencias entre el microbioma bronquial de los pacientes con EPOC severa en estabilidad y exacerbación en función de la presencia de colonización por Pseudomonas aeruginosa. Los pacientes colonizados presentaron una biodiversidad similar a los no colonizados, a pesar de la mayor abundancia relativa del género Pseudomonas. Las exacerbaciones tuvieron el mismo espectro bacterial causal en los dos grupos de pacientes, lo que permite asumir que los MPPs que causan exacerbación en la EPOC severa son los mismos en pacientes colonizados y no colonizados. En el tercer trabajo se evaluó el cambio en la microbiota en la EPOC severa respecto a formas más moderadas de la enfermedad. Se detectó una pérdida de diversidad microbiana en la etapa más severa, con una mayor abundancia de los géneros que incluyen los microorganismos potencialmente patógenos más reconocidos de la enfermedad avanzada. Estos trabajos ponen de manifiesto el efecto que los microorganismos tienen en la EPOC tanto en situación de estabilidad clínica como durante exacerbación.

Although the airway has traditionally been considered sterile, nowadays, due to the new culture-independent microbiological techniques, it is known that the airway presents a characteristic microbiota, which may be altered in pathological processes. Moreover, bronchial colonization by potentially pathogenic microorganisms (PPMs) in patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) has been recognized for years, but its effect is not defined. The studies that form this thesis aim to investigate the effect of the microorganisms on COPD. In the first study, the effect of bronchial colonization by Haemophilus influenzae on the immune response mediated by IgA, and on the levels of metaloproteinase 9 (MMP-9) and its inhibitor, tissue inhibitor of metaloproteinases 1 (TIMP-1) was analyzed, in patients with stable COPD. Analysis of the immune response against this microorganism showed a deficiency that may favor the persistence of colonization. The levels of MMP-9 and its molar ratio with TIMP-1 were significantly higher in colonized patients, which may promote airway remodeling in COPD patients. Therefore, defects in the immune system may facilitate bronchial colonization by H. influenzae. This colonization also seems to stimulate the activity of MMP-9, which could be associated with structural damage. The second study examined the differences between bronchial microbiome of patients with severe COPD in stability and during exacerbation, depending on the presence of bronchial colonization by Pseudomonas aeruginosa. Colonized patients had similar biodiversity than non-colonized patients, despite the higher relative abundance of Pseudomonas genus and, in both groups of patients, exacerbations had the same causative bacterial spectrum. Therefore, in severe COPD patients colonized by P. aeruginosa and non-colonized patients, the same MPPs may cause exacerbation, independently of previous colonization. In the third study we evaluated the changes in bronchial microbiota in severe COPD patients compared to patients with moderate disease. A loss of microbial diversity in the severe stage of the disease was seen, with a greater abundance of genera that include the most important pathogens related to the disease. These works show the effect of the microorganisms on COPD in either stable or exacerbated states.