Utilizarea tehnologiilor novatorii metagenomice și analiza microbiotei gastrice în gastroduodenita cronică la copii

Abstract

Introducere. Populația microbiană gastrică la copiii sănătoși, din cauza mediului acid, este prezentată de puține specii bacteriene, predominante fiind 2 încrengături: Bacteroidetes (germeni gram-negativi, anaerobi așa ca Prevotella, Bacteroides fragilis) și Firmicutes (germeni gram-pozitivi Bacillus spp,, Bacillus stercoris, Ruminiococcus, Clostridium și Lactobacillus). Colonizarea fiziologică a tractului digestiv la copii începe in utero și continuă în primii ani de viață, modulând expresia genelor epiteliului pentru toleranță imunologică, contribuind la maturizarea sistemului imun. Printre factorii de risc care pot induce disbioza gastrică și intestinală la copii sunt alimentația artificială și cea dezechilibrată, deficitul de fibre și prebiotice, tratamentele hiposecretorii și antibacteriene abuzive. Cercetările microbiologice constată că în stomac pot fi prezenți microbi specifici cavității bucale, tractului respirator sau intestinului datorită refluxului duodeno-gastral. Pediatrii gastroenterologi atrag o atenție deosebită prezenței bacteriei Helicobacter pylori în afecțiunile cronice gastrice. Astăzi nu există dovezi științifice certe ale perturbării microbiotei gastrice la copiii cu gastroduodenite cronice. Scopul acestei cercetări a fost de a studia componența microbilor gastrici în gastroduodenitele cronice la copii, confirmate endscopic și histologic, inclusiv cu testare la Helicobacter pylori, pentru a conștientiza legătura patogenetică cu procesul cronic inflamator. Materiale și metode: studiul dat a fost axat pe cercetarea microbiotei gastrice în țesutul epitelial prelevat în timpul gastroscopiei diagnostice la 7 copii cu vârsta între 7- 18 ani. Diagnosticul a fost confirmat în baza examenului clinic și de laborator complex, criteriilor histopatologice Sydnei și testarea H. pylori prin tehnica testului ureazic în țesutul epitelial prelevat. Cercetarea microbiotei gastrice a fost realizată în Laboratorul Național de Referință în secvențiere prin utilizarea Tehnologiei ILUMINA și secvențierea metagenomică bacteriană. Rezultate: În 16% din cazuri în țesutul gastric a fost depistat Streptococcus pyogenes, cunoscut și ca Streptococul beta-hemolitic de grup A, care în mod normal nu este o bacterie care colonizează stomacul. Prezența acestui germen are o semnificație de o infecție secundară, cu contaminare din zona gâtului. În 6% din cazuri a fost determinate Bacillus spp., care ar putea proveni din alimente alterate. Majoritatea speciilor sunt inofensive, iar în unele cazuri acestea pot cauza inflamție la nivel gastric și intestinal. În 5% din cazuri a fost decelată bacteria anaerobă Prevotella, care descompune fibrele vegetale din alimente, la pacienții care consumă multe vegetale și fibre și sunt prezente în cantități mai mari. La 4,4% din pacienți a fost decelată Lactiplantibacillus spp. (Lactobacillus), care colonizează în mod normal intestinul. Prezența bacteriilor date în mediul gastric confirmă o bună rezistență a acestora în sucul gastric al pacienților examinați, producând acid lactic care diminuează pH-l gastric, astfel reducând inflamația, menținând echilibrul florei gastro-intestinale. În 2,4% din cazuri a fost depistată Salmonella enterica, care provine din alimente contaminate. Supraviețuirea ei la nivel gastric și călătoria ei prin intestine provoacă inflamație și induce salmoneloza. Din momentul contaminării și până la apariția primelor semne clinice pot trece de la 6 ore până la 6 zile, acestea fiind exprimate prin crampe abdominale, diaree apoasă, febră, deshidratare. Într-o pondere de 0,4-0,6% au fost depistate Streptococcus oralis, Alveoprevotelasp și Streptococcus cu specii ne identificate, care supraviețuesc în stomacul copiilor în caz de hipoclorhidrie sau tranzit accelerat, semnalând dezechilibrul microbiotei gastrice și având proveniență din cavitatea bucală. Nici întrun caz nu a fost confirmată prezența H. pylori. Concluzii: acest studiu este unul preliminar, cu utilizarea tehnologiilor diagnostice novatorii, prin utilizarea tehnicii de metagenomică microbiană, cu toate că este realizată pe un eșantion insuficient de mic, oferă dovezi privind mecanismele posibile ale inflamației cronice în gastroduodenitele cronice non-Helicobacter pylori la copii. Toate acestea necesită o interpretare cu acuratețe, în contextul istoricului medical, tratamentelor anterioare antibacteriene și antiacide, urmate de studii extinse la copii.

Background: The acidic gastric environment in healthy children supports a lowdiversity microbial community predominantly represented by members of the phyla Bacteroidetes (including Prevotella spp. and Bacteroides fragilis) and Firmicutes (including Bacillus spp., Bacillus stercoris, Ruminococcus, Clostridium, and Lactobacillus species). Gastrointestinal microbial colonization is believed to begin during the intrauterine period and continues throughout infancy and early childhood, contributing to immune system maturation and the development of immunological tolerance. Factors such as formula feeding, unbalanced dietary habits, low intake of dietary fiber and prebiotics, and excessive use of antimicrobial and acid-suppressive therapies may contribute to gastric and intestinal dysbiosis. Microorganisms originating from the oral microbiota, respiratory tract, or intestine may be detected within the stomach, particularly in the presence of duodenogastric reflux. Although Helicobacter pylori remains the principal bacterial pathogen associated with chronic gastric disorders evidence regarding alterations of the gastric microbiota in children with chronic gastroduodenitis remains limited. This study aimed to characterize the gastric microbial composition in children with endoscopically and histopathologically confirmed chronic gastroduodenitis, including assessment of H. pylori infection, and to explore its potential association with chronic inflammation. Materials and Methods: Gastric microbiota analysis was performed on epithelial tissue samples obtained during diagnostic upper gastrointestinal endoscopy from seven children aged 7–18 years. The diagnosis of chronic gastroduodenitis was established based on comprehensive clinical and laboratory evaluation, histopathological assessment according to the Sydney classification, and H. pylori testing using the rapid urease test. Gastric microbiota profiling was conducted at the National Reference Laboratory for Genomic Sequencing of the National Agency for Public Health using next-generation sequencing (NGS; Illumina platform) and bacterial 16S rRNA metagenomic sequencing. Results: Relative abundance analysis revealed a heterogeneous gastric microbial composition. Streptococcus pyogenes (Group A β-hemolytic streptococcus), which is not typically regarded as a constituent of the normal gastric microbiota, accounted for 16% of the identified bacterial taxa, suggesting possible secondary colonization from the upper respiratory tract. Bacillus spp. represented 6% of the detected microbial community. Prevotella spp., anaerobic bacteria involved in the degradation of plantderived polysaccharides and dietary fiber, accounted for 5% of the identified taxa. Lactiplantibacillus spp. (formerly classified within the genus Lactobacillus) represented 4.4% of the gastric microbiota composition and may contribute to microbial homeostasis through lactic acid production. Members of the family Enterobacteriaceae accounted for 2.4% of the identified bacterial taxa and may contribute to intestinal mucosal inflammation. Low-abundance taxa, including Streptococcus oralis, Alloprevotella spp., and unidentified Streptococcus species, each represented 0.4–0.6% of the detected microbial community. These microorganisms are commonly associated with the oral microbiota and may reflect alterations in gastric microbial ecology. Notably, Helicobacter pylori was not detected in any of the analyzed samples. Conclusions: This preliminary study demonstrates the applicability of bacterial 16S rRNA metagenomic sequencing as an innovative diagnostic approach for characterizing gastric microbiota composition in children with chronic gastroduodenitis. Despite the limited sample size, the findings support a potential role of microbial dysbiosis in the pathogenesis of non-Helicobacter pylori chronic gastroduodenitis. Larger studies are required to further elucidate the contribution of gastric microbiota alterations to chronic gastroduodenal inflammation in pediatric patients.