Caracterização da microbiota intestinal em pacientes submetidos ao transplante alogênico de medula óssea e correlação com marcadores inflamatórios e desfechos clínicos

Abstract

Em pacientes submetidos ao transplante alogênico de medula óssea (alo-TMO), há uma necessidade crescente de identificar novos fatores prognósticos e potenciais alvos terapêuticos capazes de melhorar os desfechos clínicos. Nesse contexto, a microbiota intestinal tem emergido como um determinante relevante, uma vez que estudos internacionais demonstram que alterações em sua diversidade e composição estão associadas a piores desfechos clínicos ao longo do alo-TMO. No entanto, dados provenientes da população brasileira ainda são escassos, e a maioria dos estudos disponíveis são observacionais, com limitada investigação dos mecanismos subjacentes a essas associações. O objetivo deste estudo é caracterizar a microbiota intestinal de pacientes brasileiros submetidos ao alo-TMO e investigar sua associação com marcadores inflamatórios, marcadores de permeabilidade intestinal e desfechos clínicos. Trata-se de um estudo prospectivo e multicêntrico, envolvendo quatro hospitais brasileiros localizados no estado de São Paulo. Foram incluídos pacientes com idade igual ou superior a 12 anos submetidos ao alo-TMO. A microbiota intestinal foi avaliada por sequenciamento do gene 16S rRNA, a permeabilidade intestinal por quantificação sérica de zonulina por ELISA, e as citocinas inflamatórias por citometria de fluxo. Ao todo, 267 pacientes contribuíram com 586 amostras de fezes e 877 amostras de sangue. As análises demonstram níveis persistentemente elevados de zonulina ao longo do alo-TMO, sugerindo aumento sustentado da permeabilidade intestinal. Além disso, a caracterização da microbiota intestinal revelou um perfil distinto de eventos de dominância intestinal na coorte brasileira. Adicionalmente, análises de correlação evidenciaram associações relevantes entre microbiota intestinal, permeabilidade intestinal e citocinas. Identificamos, por exemplo, correlações entre alguns gêneros bacterianos produtores de AGCC (ácidos graxos de cadeia curta) e os níveis de citocinas e zonulina, incluindo correlações negativas entre Bifidobacterium e os níveis de IL-6 e IFN-γ, e entre Clostridia e os níveis séricos de zonulina. Em conjunto, esses achados reforçam a relevância de uma abordagem integrada para a compreensão da interação entre microbiota intestinal, permeabilidade intestinal e citocinas no contexto do alo-TMO, destacando seu potencial como ferramenta prognóstica e como alvo para futuras intervenções terapêuticas.

In patients undergoing allogeneic bone marrow transplantation (allo-HSCT), there is a growing need to identify novel prognostic factors and potential therapeutic targets capable of improving clinical outcomes. In this context, the intestinal microbiota has emerged as a relevant determinant, as international studies have demonstrated that alterations in its diversity and composition are associated with worse outcomes throughout the allo-HSCT course. However, data derived from the Brazilian population remain scarce, and most available studies are observational, with limited investigation of the mechanisms underlying these associations. The aim of this study is to characterize the intestinal microbiota of patients undergoing allo-HSCT and to investigate its association with inflammatory markers, markers of intestinal permeability, and clinical outcomes. This is a prospective, multicenter study involving four Brazilian hospitals located in the state of São Paulo. Patients aged 12 years or older undergoing alloHSCT were included. Intestinal microbiota was assessed by 16S rRNA gene sequencing, intestinal permeability was evaluated by serum zonulin quantification using ELISA, and inflammatory cytokines were measured by flow cytometry. In total, 267 patients contributed 586 stool samples and 877 blood samples. Preliminary analyses demonstrate persistently elevated zonulin levels throughout the allo-HSCT course, suggesting sustained increases in intestinal permeability. In addition, characterization of the intestinal microbiota revealed a distinct pattern of intestinal domination events in the Brazilian cohort. Additionally, correlation analyses revealed relevant associations between the gut microbiota, intestinal permeability, and cytokine levels. For example, we identified correlations between some SCFA-producing bacterial genera (short-chain fatty acids) and cytokine and zonulin levels, including negative correlations between Bifidobacterium and IL-6 and IFN-γ levels, and between Clostridia and serum zonulin levels. Taken together, these findings reinforce the relevance of an integrated approach to understanding the interplay between intestinal microbiota, intestinal permeability, and cytokines in the allo-HSCT setting, highlighting their potential as prognostic tools and as targets for future therapeutic interventions.