Klin Padiatr 2025; 237(02): S10
DOI: 10.1055/s-0045-1802499
Abstracts
Cystische Fibrose

Mikrobiom im Salzstress: Inhalation mit hypertonem Kochsalz verändert das Atemwegsmikrobiom bei Säuglingen mit CF

R Steinberg
1   Division of Paediatric Respiratory Medicine and Allergology, Department of Paediatrics, Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, Bern, Switzerland
2   The Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA 02142, USA
3   Center for Computational and Integrative Biology, Massachusetts General Hospital, Boston, MA 02114, USA
4   Department of Medicine, Harvard Medical School, Boston, MA, USA
,
M M Pust
2   The Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA 02142, USA
3   Center for Computational and Integrative Biology, Massachusetts General Hospital, Boston, MA 02114, USA
4   Department of Medicine, Harvard Medical School, Boston, MA, USA
,
G Pishchany
2   The Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA 02142, USA
,
D Plichta
2   The Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA 02142, USA
,
M Hilty
5   Institute for Infectious Diseases, University of Bern, Bern, Switzerland
,
K Ramsey
7   Wal-yan Respiratory Research Centre, Telethon Kids Institute, University of Western Australia, Perth, Australia
,
P Latzin
1   Division of Paediatric Respiratory Medicine and Allergology, Department of Paediatrics, Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, Bern, Switzerland
,
I Korten
1   Division of Paediatric Respiratory Medicine and Allergology, Department of Paediatrics, Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, Bern, Switzerland
,
R Xavier
2   The Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA 02142, USA
3   Center for Computational and Integrative Biology, Massachusetts General Hospital, Boston, MA 02114, USA
4   Department of Medicine, Harvard Medical School, Boston, MA, USA
6   Center for Microbiome Informatics & Therapeutics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA
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Im Gegensatz zum Darmmikrobiom ist das Mikrobiom der Atemwege nur oberflächlich erforscht. Die niedrige mikrobielle Biomasse erschwert die funktionelle Analyse des Atemwegsmikrobioms, weshalb fast alle publizierten Studien deskriptiv sind und sich auf die Beschreibung der bakteriellen Community anhand von 16S-rRNA-Sequenzierungsdaten beschränken. Diese Studie ist die bisher größte funktionelle Mikrobiomstudie der oberen Atemwege im Säuglingsalter. Aus 706 longitudinalen, metagenom-sequenzierten Nasenabstrichen von Säuglingen mit zystischer Fibrose (CF) und gesunden Kontrollen haben wir den ersten nicht-redundanten Genkatalog des Nasenmikrobioms im Säuglingsalter erstellt. Am Beispiel der Inhalation von vernebelter hypertoner Kochsalzlösung, einer etablierten Therapie zur Verbesserung der Sekretmobilisierung bei Patient*innen mit CF, veranschaulichen wir die Nutzung des Genkatalogs. Wir zeigen, dass unter anderem Transportergene, die für die osmotische Toleranz in Mikroorganismen verantwortlich sind, bei Säuglingen, die hyperton inhaliert haben, häufiger vorhanden sind als bei Säuglingen, die isoton oder gar nicht inhaliert haben. Haemophilus influenzae, Acinetobacter, Moraxella und Klebsiella spp. sowie Pilze wie Candida spp. und Aspergillus spp. tragen diese Gene mit hoher Sequenzidentität. Passend hierzu ergab die ergänzende 16S-rRNA-Sequenzierung eine Verschiebung der bakteriellen Community zugunsten von Haemophilus, Staphylococcus und Moraxella mit steigender Salzkonzentration. Während wir die gleiche Signatur auch in einer unabhängigen Säuglingskohorte mit Proben aus den unteren Atemwegen von Kindern mit CF, die mit hypertoner Kochsalzlösung inhaliert haben (N=42), nachweisen konnten, fehlte sie bei altersgleichen gesunden Säuglingen (N=51), in Wasserkontrollen (N=10) sowie in Proben aus einer repräsentativen gesunden Kohortenstudie (N=1.218). Wir zeigen mit in-vitro Experimenten, dass Salzstress bei Haemophilus influenzae zu einer verstärkten Biofilmbildung und einer Hochregulierung der salzassoziierten Transportersysteme führt. Zusammenfassend verändert die Inhalation von hypertoner Kochsalzlösung das frühe Mikrobiom der Atemwege durch die Selektion salzresistenter Mikroorganismen, was möglicherweise unvorteilhaft für Patient*innen mit CF sein könnte. Die klinische Anwendung der Inhalation von hypertoner Kochsalzlösung bei Säuglingen mit CF sollte aufgrund des fraglichen zusätzlichen Nutzens in der Ära von hochwirksamen Modulatortherapien überdacht werden.



Publication History

Article published online:
28 February 2025

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