Rola bakteriofagów Pf w przewlekłym zakażeniu Pseudomonas aeruginosa u pacjentów z mukowiscydozą

Mukowiscydoza (CF) to przewlekła choroba genetyczna, w której najpoważniejsze zmiany dotyczą układu oddechowego. Częste i trudne do leczenia zakażenia dróg oddechowych, głównie wywołane przez bakterie Pseudomonas aeruginosa, przyczyniają się do postępującego pogarszania się funkcji płuc i prowadzą do przedwczesnej śmierci pacjentów. W ostatnich latach leczenie CF znacząco zmieniło się dzięki terapiom modulującym białko CFTR, które poprawiają funkcję płuc i jakość życia pacjentów. Jednak mimo to, przewlekłe zakażenia i zapalenie dróg oddechowych nadal stanowią istotne wyzwanie.
Jednym z czynników, który może mieć istotny wpływ na przebieg zakażenia Pseudomonas aeruginosa – pałeczką ropy błękitnej, jest obecność bakteriofaga Pf – wirusa nitkowatego infekującego bakterie Pseudomonas. Badania wykazały, że bakteriofag Pf sprzyja tworzeniu biofilmów, które są trudniejsze do usunięcia i bardziej oporne na leczenie antybiotykami. W nowym badaniu, którego wyniki opublikowano w Journal of Cystic Fibrosis, zbadano wpływ obecności bakteriofaga Pf na przebieg kliniczny u pacjentów z mukowiscydozą zakażonych Pseudomonas aeruginosa.
Badanie przeprowadzono w Centrum Mukowiscydozy Uniwersytetu Stanforda w latach 2016–2021, obejmując 121 pacjentów z CF. W próbkach plwociny pacjentów mierzono stężenia bakterii Pseudomonas aeruginosa i bakteriofaga Pf za pomocą łańcuchowej reakcji polimerazy PCR. Analizowano także parametry kliniczne pacjentów, w tym wyniki spirometrii oraz obecność cytokin zapalnych. Dodatkowo, próbki tkanki płucnej pobrano od pacjentów po przeszczepieniu płuc, aby zbadać, czy obecność bakteriofaga Pf prowadzi do tworzenia struktur krystalicznych w drogach oddechowych.
Kluczowe Wyniki
- Wpływ Pf na pogorszenie funkcji płuc: Badanie wykazało, że wysokie stężenie bakteriofaga Pf w plwocinie jest związane z przyspieszonym spadkiem funkcji płuc u pacjentów z CF. Pacjenci z wyższym poziomem Pf odnotowali większy roczny spadek wartości FEV1 (natężona objętość wydechowa pierwszosekundowa), co sugeruje, że bakteriofag Pf może nasilać proces chorobowy poprzez wspieranie przewlekłego zakażenia.
- Obecność struktur krystalicznych: W próbkach tkanek płucnych pacjentów zakażonych Pseudomonas aeruginosa i bakteriofagiem Pf wykazano obecność struktur krystalicznych. Struktury te powstają w wyniku współdziałania Pf z polimerami obecnymi w drogach oddechowych osób z CF, co zwiększa adhezję i gęstość biofilmu, co z kolei utrudnia usunięcie bakterii z dróg oddechowych.
- Zwiększona aktywność cytokin zapalnych: Pacjenci z wyższym poziomem bakteriofaga Pf wykazywali zwiększoną aktywność cytokin zapalnych w plwocinie. Stwierdzono znaczące wzrosty poziomów cytokin takich jak G-CSF, GM-CSF, IL-1β oraz IL-6, co wskazuje na nasilony stan zapalny. Z kolei poziom cytokiny IL-8, która jest typowo podwyższona w CF, był niższy w obecności Pf, co może wskazywać na zmiany w odpowiedzi immunologicznej.
- Możliwość zastosowania Pf jako biomarkera: Ze względu na powiązanie wysokiego poziomu bakteriofaga Pf ze spadkiem funkcji płuc, autorzy sugerują, że Pf może pełnić rolę biomarkera, który pozwoliłby identyfikować pacjentów wymagających bardziej intensywnego leczenia. Pf może być także potencjalnym celem terapeutycznym, którego zwalczanie mogłoby przyczynić się do zahamowania progresji choroby.
Odkrycia te podkreślają potencjalną rolę bakteriofaga Pf jako istotnego czynnika pogarszającego stan zdrowia pacjentów z CF zakażonych Pseudomonas aeruginosa. Wysokie stężenie Pf może wspierać tworzenie uporczywych biofilmów, przyczyniać się do odpowiedzi zapalnej i przyspieszać utratę funkcji płuc. Te wnioski sugerują, że bakteriofag Pf może być użytecznym biomarkerem klinicznym i potencjalnym celem terapeutycznym, co otwiera nowe perspektywy leczenia przewlekłych zakażeń u pacjentów z mukowiscydozą.