RESUMEN

Cystic fibrosis is an autosomal recessive inherited disease caused by mutations in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene (CFTR). CFTR is a protein that transports ions across the membrane of lung epithelial cells. Loss of its function leads to the production of thick sticky mucus, where various bacterial pathogens can establish and adapt, contributing to the gradual loss of lung function. In this review, evidence of the molecular mechanisms used by Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cenocepacia to survive and persist in the pulmonary environment will be provided. Additionally, new therapeutic strategies based on CFTR function modulators will be described.

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La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria autosómica recesiva que se origina por mutaciones en el gen regulador de conductancia transmembranal de la fibrosis quística (CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). El CFTR es una proteína que transporta iones a través de la membrana de las células epiteliales pulmonares. La pérdida de su función conlleva la producción de un moco pegajoso y espeso, donde se pueden establecer y adaptar diversos patógenos bacterianos que contribuyen a la pérdida gradual de la función pulmonar. En este artículo de revisión se dará evidencia de los mecanismos moleculares que utilizan Pseudomonas aeruginosa y Burkholderia cenocepacia para sobrevivir y persistir en el ambiente pulmonar. Adicionalmente, se describirán las nuevas estrategias de terapia a base de moduladores de la función del CFTR.

Asunto(s)

Regulador de Conductancia de Transmembrana de Fibrosis Quística , Fibrosis Quística , Regulador de Conductancia de Transmembrana de Fibrosis Quística/genética , Regulador de Conductancia de Transmembrana de Fibrosis Quística/metabolismo , Regulador de Conductancia de Transmembrana de Fibrosis Quística/uso terapéutico , Células Epiteliales/metabolismo , Células Epiteliales/microbiología , Fibrosis , Humanos , Pseudomonas aeruginosa

RESUMEN

Resumen La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria autosómica recesiva que se origina por mutaciones en el gen regulador de conductancia transmembranal de la fibrosis quística (CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). El CFTR es una proteína que transporta iones a través de la membrana de las células epiteliales pulmonares. La pérdida de su función conlleva la producción de un moco pegajoso y espeso, donde se pueden establecer y adaptar diversos patógenos bacterianos que contribuyen a la pérdida gradual de la función pulmonar. En este artículo de revisión se dará evidencia de los mecanismos moleculares que utilizan Pseudomonas aeruginosa y Burkholderia cenocepacia para sobrevivir y persistir en el ambiente pulmonar. Adicionalmente, se describirán las nuevas estrategias de terapia a base de moduladores de la función del CFTR.

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Abstract Cystic fibrosis is an autosomal recessive inherited disease caused by mutations in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene (CFTR). CFTR is a protein that transports ions across the membrane of lung epithelial cells. Loss of its function leads to the production of thick sticky mucus, where various bacterial pathogens can establish and adapt, contributing to the gradual loss of lung function. In this review, evidence of the molecular mechanisms used by Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cenocepacia to survive and persist in the pulmonary environment will be provided. Additionally, new therapeutic strategies based on CFTR function modulators will be described.

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BACKGROUND: Cystic fibrosis (CF) is a genetic disease in which thick, sticky mucus is produced in the lungs (and other organs) that impairs ciliary clearance, leading to respiratory problems, increased chronic bacterial infections, and decreased lung function. Staphylococcus aureus is one of the primary bacterial pathogens colonizing the lungs of CF patients. This study aimed to characterize the genetic relatedness of S. aureus, its presence in children with CF, and its cytotoxic activity in THP1 cell-derived macrophages (THP1m). METHODS: Genetic relatedness of S. aureus isolates from a cohort of 50 children with CF was determined by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). The VITEK 2 automated system was used to determine antimicrobial susceptibility, and methicillin-resistance S. aureus (MRSA) was determined by diffusion testing using cefoxitin disk. The presence of mecA and lukPV genes was determined by the polymerase chain reaction and cytotoxic activity of S.aureus on THP1m by CytoTox 96® assay. RESULTS: From 51 S. aureus isolates from 50 children with CF, we identified 34pulsotypes by PFGE. Of the 50 children, 12 (24%) were colonized by more than one pulsotype, and 5/34 identified pulsotypes(14.7%) were shared between unrelated children. In addition, 3/34 pulsotypes (8.8%) were multidrug-resistant (MDR), and2/34 (5.9%) were MRSA. Notably, 30/34 pulsotypes (88.2%) exhibited cytotoxicity on THP1m cells and 14/34 (41.2%) alteredTHP1m monolayers. No isolate carried the lukPV gene. CONCLUSIONS: Although a low frequency of MRSA and MDR wasfound among clinical isolates, most of the S. aureus pulsotypes identified were cytotoxic on THP1m.

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INTRODUCCIÓN: La fibrosis quística (FQ) es una enfermedad genética en la que se produce moco espeso y pegajoso en los pulmones (y otros órganos), lo que conduce a problemas respiratorios, incremento de las infecciones bacterianas crónicas y disminución de la función pulmonar. Staphylococcus aureus es uno de los principales patógenos que colonizan los pul-mones de los pacientes con FQ. El objetivo de este trabajo fue caracterizar la relación genética de S. aureus, su presencia en niños con FQ y su actividad citotóxica en macrófagos derivados de células THP1 (THP1m). MÉTODOS: La relación gené-tica de los aislados de S. aureus provenientes de una cohorte de 50 pacientes con FQ fue determinada por electroforesis en gel de campo pulsado (PFGE). La sensibilidad a los antimicrobianos se determinó mediante el sistema automatizado VITEK 2, y la resistencia a la meticilina (SARM) mediante la prueba de difusión utilizando discos de cefoxitina. La presen-cia de los genes mecA y lukPV se determinó mediante reacción en cadena de la polimerasa, y la actividad citotóxica de S. aureus sobre células THP1m mediante el ensayo CytoTox96®. RESULTADOS: A partir de 51 aislados de S. aureus provenientes de 50 niños con FQ se identificaron 34 pulsotipos por PFGE. De los 50 niños, 12 (24%) estaban colonizados por más de un pulsotipo y 5 de los 34 pulsotipos (14.7%) los compartían niños que no estaban relacionados. De los 34 pulsotipos, 3 (8.8%) presentaron multirresistencia (MDR) y 2 (5.9%) fueron SARM. Además, 30 pulsotipos (88.2%) fueron citotóxicos sobre células THP1m y 14 (41.2%) alteraron su monocapa. Ninguno de los pulsotipos presentó el gen lukPV. CONCLUSIONES: Aunque se encontró una baja frecuencia de SARM y MDR en los aislados, la mayoría de los pulsotipos de S. aureus identificados fueron citotóxicos para células THP1m.

Asunto(s)

Fibrosis Quística , Staphylococcus aureus Resistente a Meticilina , Infecciones Estafilocócicas , Antibacterianos/farmacología , Niño , Humanos , Staphylococcus aureus Resistente a Meticilina/genética , Pruebas de Sensibilidad Microbiana , Infecciones Estafilocócicas/tratamiento farmacológico , Infecciones Estafilocócicas/microbiología , Staphylococcus aureus/genética

RESUMEN

Background: Cystic fibrosis (CF) is a potentially mortal disease characterized by a chronic pulmonary disease with persistent airway infection. Children with this disease are more susceptible to respiratory infections due to the limitation in mucociliary transport and anatomical disruption of the bronchial tree. SARS-CoV-2 causes COVID-19, a respiratory illness related to exacerbations of chronic pulmonary pathologies in children, such as CF and asthma. There are not enough case reports on pediatric patients with SARS-CoV-2 infection and CF, for which we share our experience. Case report: A 22-month-old male patient diagnosed with CF presented in the hospital with cough, fever, and increased respiratory work. The patient received supplemental oxygen and antibiotic and antiviral therapy. Positive results for type B influenza and RT-PCR (reverse transcription-polymerase chain reaction) for SARS-CoV-2 were obtained. Due to the persistence of respiratory difficulty, high-flow therapy was initiated, with a good response. After an episode of hypoxemia, bradycardia, and increased respiratory work secondary to accumulated secretions, orotracheal intubation and invasive mechanical ventilation were performed. The patient evolved with clinical and gasometric improvement. After 10 days of in-hospital antibiotic management with adequate clinical evolution, the patient was discharged to complete oral treatment and home isolation. Conclusions: We present a case of chronic respiratory disease and SARS-CoV-2 infection with severity criteria in a pediatric patient. The evolution was favorable with timely support management and antibiotic therapy in a third-level hospital.

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Introducción: La fibrosis quística es una afección potencialmente mortal caracterizada por enfermedad pulmonar crónica con infección persistente de las vías aéreas. Los niños con esta enfermedad son más susceptibles a infecciones respiratorias debido a la limitación en el transporte mucociliar y la distorsión anatómica del árbol bronquial. El SARS-CoV-2 (coronavirus tipo 2 del síndrome agudo respiratorio grave) es el virus causante de la COVID-19, enfermedad respiratoria que puede estar relacionada con exacerbaciones de patologías pulmonares crónicas en niños, como la fibrosis quística y el asma. No hay suficientes reportes de casos de pacientes pediátricos con infección por SARS-CoV-2 y fibrosis quística, por lo cual se comparte la presente experiencia. Caso clínico: Paciente de sexo masculino de 22 meses de edad con diagnóstico de fibrosis quística que presentó tos, fiebre y aumento en el trabajo respiratorio. A su ingreso se inició manejo con oxígeno suplementario y tratamiento antibiótico y antiviral. Se obtuvo prueba positiva para influenza tipo B y para SARS-CoV-2 por RT-PCR (reacción en cadena de la polimerasa de transcriptasa inversa). Ante un episodio de hipoxemia, bradicardia y mayor trabajo respiratorio, requirió intubación orotraqueal y ventilación mecánica invasiva. El paciente evolucionó con mejoría clínica y gasométrica. Después de 10 días de manejo antibiótico intrahospitalario, con adecuada evolución clínica, egresó para completar tratamiento por vía oral y aislamiento en casa. Conclusiones: Se presenta el caso de un paciente pediátrico con enfermedad respiratoria crónica de base e infección por SARS-CoV-2 con criterios de gravedad. El paciente evolucionó favorablemente con el manejo de soporte oportuno y terapia de antibióticos en un hospital de tercer nivel.

Asunto(s)

COVID-19/fisiopatología , Fibrosis Quística/complicaciones , COVID-19/diagnóstico , COVID-19/terapia , Tos/virología , Fibrosis Quística/fisiopatología , Fiebre/virología , Humanos , Lactante , Masculino , Respiración Artificial , Reacción en Cadena de la Polimerasa de Transcriptasa Inversa , Factores de Riesgo , Índice de Severidad de la Enfermedad

RESUMEN

Abstract Background: Cystic fibrosis (CF) is a potentially mortal disease characterized by a chronic pulmonary disease with persistent airway infection. Children with this disease are more susceptible to respiratory infections due to the limitation in mucociliary transport and anatomical disruption of the bronchial tree. SARS-CoV-2 causes COVID-19, a respiratory illness related to exacerbations of chronic pulmonary pathologies in children, such as CF and asthma. There are not enough case reports on pediatric patients with SARS-CoV-2 infection and CF, for which we share our experience. Case report: A 22-month-old male patient diagnosed with CF presented in the hospital with cough, fever, and increased respiratory work. The patient received supplemental oxygen and antibiotic and antiviral therapy. Positive results for type B influenza and RT-PCR (reverse transcription-polymerase chain reaction) for SARS-CoV-2 were obtained. Due to the persistence of respiratory difficulty, high-flow therapy was initiated, with a good response. After an episode of hypoxemia, bradycardia, and increased respiratory work secondary to accumulated secretions, orotracheal intubation and invasive mechanical ventilation were performed. The patient evolved with clinical and gasometric improvement. After 10 days of in-hospital antibiotic management with adequate clinical evolution, the patient was discharged to complete oral treatment and home isolation. Conclusions: We present a case of chronic respiratory disease and SARS-CoV-2 infection with severity criteria in a pediatric patient. The evolution was favorable with timely support management and antibiotic therapy in a third-level hospital.

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Resumen Introducción: La fibrosis quística es una afección potencialmente mortal caracterizada por enfermedad pulmonar crónica con infección persistente de las vías aéreas. Los niños con esta enfermedad son más susceptibles a infecciones respiratorias debido a la limitación en el transporte mucociliar y la distorsión anatómica del árbol bronquial. El SARS-CoV-2 (coronavirus tipo 2 del síndrome agudo respiratorio grave) es el virus causante de la COVID-19, enfermedad respiratoria que puede estar relacionada con exacerbaciones de patologías pulmonares crónicas en niños, como la fibrosis quística y el asma. No hay suficientes reportes de casos de pacientes pediátricos con infección por SARS-CoV-2 y fibrosis quística, por lo cual se comparte la presente experiencia. Caso clínico: Paciente de sexo masculino de 22 meses de edad con diagnóstico de fibrosis quística que presentó tos, fiebre y aumento en el trabajo respiratorio. A su ingreso se inició manejo con oxígeno suplementario y tratamiento antibiótico y antiviral. Se obtuvo prueba positiva para influenza tipo B y para SARS-CoV-2 por RT-PCR (reacción en cadena de la polimerasa de transcriptasa inversa). Ante un episodio de hipoxemia, bradicardia y mayor trabajo respiratorio, requirió intubación orotraqueal y ventilación mecánica invasiva. El paciente evolucionó con mejoría clínica y gasométrica. Después de 10 días de manejo antibiótico intrahospitalario, con adecuada evolución clínica, egresó para completar tratamiento por vía oral y aislamiento en casa. Conclusiones: Se presenta el caso de un paciente pediátrico con enfermedad respiratoria crónica de base e infección por SARS-CoV-2 con criterios de gravedad. El paciente evolucionó favorablemente con el manejo de soporte oportuno y terapia de antibióticos en un hospital de tercer nivel.

Asunto(s)

Humanos , Lactante , Masculino , Fibrosis Quística/complicaciones , COVID-19/fisiopatología , Respiración Artificial , Índice de Severidad de la Enfermedad , Factores de Riesgo , Tos/virología , Reacción en Cadena de la Polimerasa de Transcriptasa Inversa , Fibrosis Quística/fisiopatología , Fiebre/virología , COVID-19/diagnóstico , COVID-19/terapia

RESUMEN

Here, we present the draft genome sequence of a Pseudomonas aeruginosa isolate (strain CF16053) belonging to a novel sequence type (ST), ST3351, isolated from a pediatric patient with cystic fibrosis (CF). CF16053 shows high-level resistance to polymyxins associated with mutations in the pmrB gene. Biofilm, pyoverdine, exotoxin A, and type III secretion system (T3SS) genes were identified.