Title
Molecular characterization of pathogenic bacteria of the respiratory tract in Peruvian patients with cystic fibrosis
Other title
Caracterización molecular de bacterias patógenas de las vías respiratorias de pacientes peruanos con fibrosis quística
Date Issued
01 July 2017
Access level
open access
Resource Type
journal article
Author(s)
Gonzáles E.
Samaniego S.
Cedeño V.
Empresa de Investigación y Capacitación en Biotecnología
Publisher(s)
Instituto Nacional de Salud
Abstract
Objectives. To molecularly characterize the pathogenic bacteria of the respiratory tract isolated from patients with cystic fibrosis (CF) in Peru. Materials and methods. Bacterial communities cultured from sputum samples of pediatric and adult patients with CF admitted to the Edgardo Rebagliati Martins National Hospital and the National Institute of Child Health were characterized. Standard microbiological techniques were used for bacterial culture, and gene sequencing of 16S rRNA and matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry and tandem MALDI-TOF mass spectrometry (MALDITOF/TOF) were used for molecular characterization. Results. Seventeen bacterial strains were characterized by 16S rRNA sequencing, and the identified pathogenic bacteria were Pseudomonas aeruginosa (31.5%), Staphylococcus aureus (12.6%), Pseudomonas spp. (11.8%), and Klebsiella oxytoca (3.1%). MALDI-TOF analysis generated a series of spectra representative of each isolated bacterial species, whereas MALDI TOF/TOF analysis identified the peptides and proteins of the most common strains and provided data on pathogenicity and sensitivity to antibiotics. Conclusions. The primary pathogenic microorganisms found in the respiratory tract of patients with CF in Peru were the same as those found in other countries. This study is the first to perform 16S rRNA sequencing as well as MALDI-TOF and MALDI-TOF/TOF analysis of the bacterial pathogens circulating in Peru. The inclusion of proteomic analysis further allowed for the identification of native microorganisms involved in CF.
Start page
423
End page
435
Volume
34
Issue
3
Language
Spanish
OCDE Knowledge area
Sistema respiratorio
Subjects
Scopus EID
2-s2.0-85037622906
PubMed ID
Source
Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Publica
ISSN of the container
17264634
Sponsor(s)
La identificación y la caracterización temprana de los patógenos que colonizan las vías respiratorias inferiores son centrales para prevenir la degradación rápida de los pulmones de pacientes con FQ. En este estudio hemos combinado diferentes técnicas de identificación, a nivel genético y proteómico, de cepas bacterianas cultivables representativas de la microbiota de las vías respiratorias inferiores de pacientes peruanos con FQ. Las técnicas de genotipado del ARNr16S y de identificación de perfiles proteicos por espectrometría de masas son comúnmente utilizadas en laboratorios clínicos de países desarrollados permitiendo una identificación segura de la cepa aislada, mientras que la identificación por MALDI TOF TOF es exploratoria y fue empleada por primera vez en este estudio con fines de diagnóstico complementario. La asociación de las secuencias del ARNr 16S y de los espectros de masas permitió elaborar la primera base de datos del país a partir de cepas nativas, abriendo el camino al diagnóstico clínico por análisis MALDI TOF, mientras que los análisis por MALDI TOF TOF demostraron su utilidad para identificar caracteres relacionados a la virulencia o a respuestas a antibióticos. La disponibilidad de estas tecnologías permitirá la caracterización de otros patógenos relevantes para la
quística (FQ). Materiales y métodos. Se caracterizaron las comunidades bacterianas cultivables a partir de muestras de esputo de pacientes pediátricos y adultos con FQ registrados en el Hospital Nacional Edgardo Rebagliati Martins y el Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN). Para el cultivo bacteriano se utilizaron técnicas microbiológicas estándares, y para la caracterización molecular la secuenciación del gen ARNr 16S y espectrometría de masas de tipo desorción/ionización con láser asistido por matriz con tiempo de vuelo (MALDI TOF) y MALDI TOF/TOF. Resultados. Por secuenciación del ARNr 16S se identificaron 127 cepas, encontrando las bacterias patógenas Pseudomonas aeruginosa (31,5%), Staphylococcus aureus (12,6%), Pseudomonas spp. (11,8%), Klebsiella oxytoca (3,1%), otras especies mostraron baja prevalencia. El análisis por MALDI TOF permitió obtener una serie de espectros representativos de cada especie aislada, mientras que el análisis por MALDI TOF/TOF reveló péptidos y proteínas de las especies más comunes con informaciones complementarias que revelarían datos sobre su patogenicidad o sensibilidad a antibióticos. Conclusiones. Los principales microorganismos patógenos encontrados en las vías respiratorias son similares a los reportados en otros países. Estos son los primeros hallazgos en Perú que muestran la caracterización bacteriana por secuenciación del ARNr 16S, por MALDI TOF y MALDI TOF TOF. Los hallazgos permiten la identificación bacteriana de microorganismos nativos relacionados con la FQ basada en el análisis de su proteoma.
Se realizó un estudio de tipo descriptivo. Se incluyeron pacientes con FQ registrados en el INSN y en el hospital Edgardo Rebagliati Martins del seguro social de salud (EsSalud), que han sido diagnosticados positivos para la prueba de sudor (> 60 mEq/L) o con diagnóstico molecular de sus mutaciones (7).
Sources of information:
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