Metagenoma microbiótico como fator modificador da heterogeneidade clínica da homocistinúria clássica

Abstract

Introdução: A Homocistinúria Clássica, é um erro inato do metabolismo, caracterizado pela deficiência da enzima Cistationina β-sintase. A Homocistinúria Clássica, é uma doença autossômica recessiva que apresenta uma ampla heterogeneidade clínica, infelizmente ainda não há uma explicação sobre a variabilidade encontrada nos pacientes. Acredita-se que há contribuição da variação do perfil da microbiota intestinal tanto nos tipos e nas gravidades das manifestações clínicas, quanto às respostas ao tratamento, supondo então uma influência da microbiota intestinal na variabilidade clínica Objetivo: Caracterizar, por meio de sequenciamento de nova geração, a microbiota intestinal de uma amostra de pacientes com Homocistinúria Clássica. Métodos: Foi realizado o sequenciamento da região V4 do gene 16SrRNA extraído de amostra de fezes de pacientes com Homocistinúria Clássica (n=8). Foram realizadas análise de composição microbiana (alfa-diversidade, beta-diversidade e LEfSe), além disso, foi realizada uma revisão dos prontuários dos pacientes, aplicação de um questionário clínico-nutricional, registro alimentar de 3 dias e recordatório de 24 horas. Os resultados dos pacientes foram comparados à um grupo controle (n=8) pareado por sexo e idade. Resultados: A abundância entre os filos bacterianos foi similares entre os grupos, tendo o filo Bacteroidetes como o mais abundante (HCU=60%; Controle=54%), seguido de Firmicutes (HCU=35%; Controle=41%) e Proteobacteria (HCU=3%; Controle=3%). A análise da alfa-diversidade mostrou que houve um aumento na riqueza das comunidades bacterianas (Chao1 e ACE, p=0.049), também houve uma diferença estatística na beta-diversidade (PERMANOVA, p<0.002; ANOSIM, p<0.01). A análise nutricional mostrou que a ingesta diária de gordura (p=0.001), gordura saturada (p=0.001), gordura monoinsaturada (p=0.003), colesterol (p=0.001), vitamina D (p=0.001) e selênio (p=0.027) foram menores nos pacientes do que nos controles, estes resultados foram esperados devido ao tratamento dietético. Além disso, o tratamento com a betaína (p=0.007), folato (p=0.001) e piridoxina (p=0.001) foram estatisticamente significativos. Quanto às manifestações clínicas, verificou-se que as manifestações oculares (p=0.001), esqueléticas (p=0.003) e do sistema nervoso central (p=0.003) tiveram resultados estatisticamente significativas. Conclusão: Os resultados mostram que houve um aumento na alfa-diversidade nos pacientes caracterizando um aumento da riqueza bacteriana, mas mantendo a uniformidade. Sugere-se que as manifestações clínicas e o tratamento tenham um papel importante sobre o microbioma, principalmente pela suplementação de vitaminas do complexo B desempenha um papel de modulador na microbiota.

Introduction: Classical homocystinuria, is an inborn error of metabolism, characterized by deficiency of the enzyme Cystathionine β-synthase. Classical Homocystinuria is an autosomal recessive disease with wide clinical heterogeneity, unfortunately there is still no explanation for this variability. It is believed that there is a contribution of the gut microbiota profile regarding the type and the severity of the clinical manifestations, as well as the responses to treatment. Aim: To characterize the gut microbiota from a sample of patients with Classical Homocystinuria by next generation sequencing. Methods: Sequencing of the V4 region of the 16SrRNA gene was performed from stool samples of patients with Classical Homocystinuria (n=8). A microbial composition analysis (alpha-diversity, beta-diversity and LEfSe) was performed. In addition, patient’s medical records were reviewed. A clinical-nutritional questionnaire was applied, consisting of a 3-days food diary and a 24-hour recall. Patient results were compared to control group (n=8) paired by sex and age. Results: The abundance between the bacterial phyla was similar between the groups, the Bacteroidetes was the most abundant (HCU=60; Control=54%), followed by Firmicutes (HCU=35%; Control=41%) and Proteobacteria (HCU=3%; Control=3%). The analysis of alpha-diversity showed an increase in richness of bacterial communities in patients (Chao1 e ACE, p=0.049), there was also a statistical difference in beta-diversity (PERMANOVA, p<0.002; ANOSIM, p<0.01). Nutritional analysis showed that the daily intake of fat (p=0.001), saturated fat (p=0.001), monounsaturated fat (p=0.003), cholesterol (p=0.001), vitamin D (p=0.001) and selenium (p=0.027) were lower in the patients than in the control group, these results were expected due to dietary treatment. Besides that, being treated with betaine (p=0.007), folate (p=0.001) and pyridoxine (p=0.001) were statistically significant. As to the clinical manifestations, eye (p=0.001), skeleton (p=0.003) and CNS (p=0.003) had statistically significant results. Conclusion: The results showed an increase in alpha-diversity in patients characterizing an increase in bacterial richness, nevertheless, evenness was maintained. We suggest that clinical manifestations and treatment have an important role on the microbiome, mainly by the supplementation of vitamins of the B complex has a role of modulator in the gut microbiota