Patiënten met ARDS worden meestal op ventilatoren geplaatst om voldoende zuurstof in hun lichaam te krijgen. Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek gepresenteerd op het 'virtuele' European Respiratory Society International Congress heeft aangetoond dat het hebben van minder verschillende soorten schimmels in de longen verband houdt met een verhoogde ernst van de ziekte bij ARDS-patiënten.
Het menselijk microbioom bestaat uit kleine organismen zoals bacteriën, virussen en schimmels. Bij de presentatie van haar onderzoek aan de bijeenkomst, mevrouw Noël Britton, een promovendus aan de Universiteit van Pittsburgh, VS, zei dat onderzoekers tot nu toe de neiging hadden zich te concentreren op het bestuderen van de effecten van bacteriën op de menselijke gezondheid, deels omdat het microbioom voornamelijk uit bacteriën bestaat en er technische problemen zijn om voldoende schimmels te extraheren om te bestuderen.
"In termen van aantallen cellen, schimmels worden meerdere orden van grootte overtroffen door bacteriën, " ze zei.
"Aanvullend, terwijl het nu algemeen bekend is dat de longen gastheer zijn voor een duidelijk en dynamisch microbioom, ze vertegenwoordigen geen rijke omgeving voor microben om te gedijen, en ze hebben over het algemeen veel minder microben dan de darm - de lichaamsplaats waar wetenschappers het meeste microbioomonderzoek hebben gedaan.
Het kan moeilijk zijn om een signaal op te vangen van zo'n lage massa schimmels en om er zeker van te zijn dat de geïdentificeerde sequenties niet te wijten zijn aan besmetting in het laboratorium.
"We wilden dit onderzoek uitvoeren omdat het acute respiratoire distress-syndroom wordt gekenmerkt door een hyperinflammatoire overreactie van het immuunsysteem en we weten dat schimmels betrokken kunnen zijn bij het activeren en reguleren van het menselijke immuunsysteem."
"Er zijn geen therapieën bekend voor de succesvolle behandeling van ARDS en er is heel weinig bekend over waarom sommige patiënten een hyper-inflammatoire respons hebben. De diversiteit van het microbioom, en specifiek van schimmels, kan een belangrijke rol spelen bij het begrijpen waarom sommige patiënten ARDS ontwikkelen en andere niet."
Mevrouw Britton en haar collega's namen tussen oktober 2011 en september 2019 202 mechanisch geventileerde patiënten op in de studie. Voor zover zij weten, geen van deze patiënten had COVID-19, maar ze blijven patiënten inschrijven tijdens de pandemie en een toekomstige analyse zal kijken naar degenen met bevestigde COVID-19.
Van de 202 patiënten in deze analyse, 21% had een diagnose van ARD's, de gemiddelde leeftijd was 50 jaar en 61% was vrouw.
De onderzoekers verzamelden op slijm gebaseerde secreties uit de luchtpijp (de belangrijkste luchtweg die naar de longen leidt) en haalden DNA eruit om in het laboratorium te analyseren met behulp van een techniek die next generation sequencing wordt genoemd.
Mevrouw Britton zei:"We identificeerden ongeveer 100 verschillende soorten schimmels in de longen van mechanisch geventileerde, ernstig zieke patiënten. De diversiteit was vrij laag in alle monsters, maar in monsters waarin een enkele soort domineerde, de diversiteit was erg laag."
"Een groot aantal patiënten had monsters die werden gedomineerd door een enkele schimmelsoort van het Candida-type; dit maakte meer dan 50% uit van de schimmels die in deze monsters aanwezig waren en het is bekend dat het betrokken is bij het veroorzaken van ziekten bij mensen."
Schimmeldiversiteit was lager bij ARDS-patiënten dan bij degenen zonder de ziekte. Bij ARDS-patiënten schok, sepsis en orgaanfalen waren geassocieerd met een lagere diversiteit.
Verminderde diversiteit werd in verband gebracht met erger letsel aan de longen, intensievere behandeling en verhoogde niveaus van een eiwit genaamd pentraxine-3, wat een indicator is van ontsteking en ernst van de ziekte.
De associatie van lagere schimmeldiversiteit met klinische markers van de ernst van de ziekte is een belangrijke bevinding omdat het bewijs levert voor een verband tussen het longmicrobioom en klinische resultaten bij kritieke ziekte. We zullen dit verder onderzoeken omdat er veel niet wordt begrepen over de ontwikkeling en behandeling van ARDS en deze studie kan ons wijzen op een belangrijke diagnostische of op behandeling gebaseerde ontdekking."
Noël Britton, PhD., Universiteit van Pittsburgh
Het is niet bekend hoe de diversiteit van schimmels (of andere micro-organismen) zich ontwikkelt, maar schimmels komen het meest waarschijnlijk in de longen door kleine hoeveelheden speeksel in de longen in te ademen.
"Als het op één na grootste slijmvliesoppervlak van het menselijk lichaam, ongeveer even groot als een tennisbaan, menselijke longen worden voortdurend blootgesteld aan schimmels door inademing, zei mevrouw Britton.
"Schimmels in de lucht komen vooral veel voor, bestaande uit maximaal 50, 000 sporen per kubieke meter lucht, en dus wordt de luchtwegen blootgesteld aan een grote verscheidenheid. Geïnhaleerde schimmels kunnen zeer divers zijn en omvatten soorten waarvan bekend is dat ze ziekte veroorzaken, evenals soorten waarvan wordt aangenomen dat ze onschadelijk zijn voor mensen."
Tobias Welte, die niet bij het onderzoek betrokken was, is de voormalige voorzitter van de European Respiratory Society, hoogleraar longgeneeskunde en directeur van de afdeling long- en infectieziekten aan de medische faculteit van de universiteit van Hannover, Duitsland.
Hij zei:"In de afgelopen jaren is er veel aandacht besteed aan het microbioom, vooral in de darmen, en de relatie met een verscheidenheid aan gezondheidsproblemen. Schimmels zijn moeilijker te bestuderen dan andere componenten van de longmicrobiota, zoals bacteriën en virussen, maar we beginnen meer bewijs te zien dat ze ook een rol spelen bij chronische longziekte.
"De bevinding uit dit onderzoek, dat minder diversiteit in het mycobioom is gekoppeld aan slechtere resultaten voor patiënten met acuut respiratoir distress syndroom, is fascinerend. Het is te vroeg om te weten wat dit kan betekenen voor patiënten en hun artsen, maar het heeft de potentie om te leiden tot nieuwe diagnostische tests en betere behandelingen."