Fenótipos inflamatórios da asma e microbiota das vias aérea

A asma é associada a diversas apresentações patofisiológicas distintas, denominadas fenótipos inflamatórios, sendo os principais a doença eosinofílica (ou tipo 2 [T2]-alta) e a doença neutrofílica. A identificação desses fenótipos é fundamental para a prática clínica, pois eles determinam a resposta a diferentes terapias. Por exemplo, enquanto a corticoterapia inalatória costuma ser eficaz em pacientes com asma eosinofílica de início precoce, ela apresenta benefícios limitados na asma neutrofílica, na asma T2-baixa ou na asma eosinofílica de início tardio. A microbiologia das vias aéreas varia de acordo com esses fenótipos, o que provavelmente reflete diferenças na patofisiologia e na etiologia subjacentes de cada paciente.

Estudos indicaram que a asma neutrofílica está frequentemente associada a uma menor diversidade da microbiota e a um aumento na prevalência de patógenos oportunistas, como Haemophilus influenzae e Moraxella catarrhalis. Além disso, a análise microbiológica das vias aéreas tem se mostrado um preditor relevante da resposta ao tratamento de manutenção com macrolídeos em adultos, superando, em certos contextos, a classificação tradicional por endotipos ou por citologia inflamatória. Entretanto, a maior parte das pesquisas sobre a interação entre microbiologia e inflamação foi realizada em países de alta renda, tornando incerta a aplicabilidade desses conceitos em outras realidades geográficas.

Recentemente, o grupo do estudo World Asthma Phenotypes (WASP) reportou variações significativas nos fenótipos de asma entre o Brasil, Equador, Uganda, Nova Zelândia e Reino Unido, sugerindo que exposições ambientais e condições socioeconômicas influenciam os padrões patofisiológicos da doença. Dados de outro estudo reforçaram essa heterogeneidade, mostrando que a fração de asma atribuível à atopia é de cerca de 46% em países de alta renda, caindo para apenas 20% em países de baixa e média renda. Diante desse cenário, o estudo WASP-biome foi estabelecido para analisar a microbiota de jovens nessas cinco nações, com o objetivo de identificar se as relações entre inflamação e microbiologia são universais ou variam geograficamente, visando otimizar o manejo terapêutico da asma em nível global.

Para isso, foi realizada uma investigação observacional transversal que constitui um subgrupo do projeto WASP. A pesquisa foi conduzida em cinco centros globais distintos: Salvador (Brasil), Quinindé (Equador), Entebbe (Uganda), Wellington (Nova Zelândia) e Bristol (Reino Unido). O diagnóstico de asma em todos os centros foi estabelecido por meio do questionário validado do The International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC), definindo a condição pela presença de sibilância ou uso de medicação para asma nos últimos 12 meses.

Para a análise biológica, foram coletadas amostras de escarro induzido utilizando um protocolo padronizado. A fim de garantir a qualidade do material e minimizar a interferência da microbiota da via aérea superior, foram excluídas amostras que apresentassem ≥30% de células escamosas. Os fenótipos inflamatórios foram determinados pela contagem diferencial de células em amostras frescas, utilizando os seguintes critérios diagnósticos:

• Eosinofílico (EA): ≥2,5% de eosinófilos e <61% de neutrófilos.
• Neutrofílico (NA): <2,5% de eosinófilos e ≥61% de neutrófilos.
• Granulocítico Misto (MGA): ≥2,5% de eosinófilos e ≥61% de neutrófilos.
• Paucigranulocítico (PGA): <2,5% de eosinófilos e <61% de neutrófilos.

A caracterização microbiológica foi centralizada em uma única instalação laboratorial para assegurar a consistência dos resultados. O processo incluiu a extração de DNA, o sequenciamento do gene 16S rRNA e a utilização de PCR quantitativo (qPCR) para a enumeração da carga bacteriana total e de patógenos específicos, nomeadamente Haemophilus influenzae e Moraxella catarrhalis.

As análises estatísticas foram desenhadas para avaliar a diversidade microbiana (alfa e beta), a carga bacteriana e a abundância relativa de táxons específicos. Essas métricas foram comparadas entre países, status de asma (asmáticos vs. não asmáticos) e fenótipos inflamatórios. Importante ressaltar que todos os modelos estatísticos foram ajustados para idade e sexo, e as análises que envolveram múltiplos países também foram ajustadas pela localização geográfica.

Os resultados do estudo WASP-biome detalharam a complexa interação entre a geografia, o status da doença e o perfil inflamatório na composição da microbiota das vias aéreas. De um total de 920 participantes do estudo original, 488 (364 asmáticos e 124 não asmáticos) forneceram amostras de escarro de qualidade suficiente para esta subanálise. A distribuição dos fenótipos inflamatórios variou entre os centros, com a maior proporção de asma neutrofílica (AN) observada em Uganda, enquanto a asma eosinofílica (AE) foi mais prevalente na Nova Zelândia.

A análise comparativa entre países revelou diferenças significativas na composição da microbiota. Uganda destacou-se por apresentar maior diversidade alfa (riqueza taxonômica e diversidade filogenética) e uma carga bacteriana total mais elevada em comparação aos demais centros, enquanto o Equador e o Reino Unido exibiram as menores cargas. Gêneros bacterianos específicos predominaram conforme a localização geográfica: o Ralstonia foi mais proeminente no Brasil, Streptococcus no Equador, Neisseria na Nova Zelândia, Veillonella em Uganda e Actinomyces no Reino Unido. Adicionalmente, patógenos como Haemophilus influenzae mostraram maior abundância absoluta em participantes asmáticos de Uganda e do Equador do que naqueles do Brasil ou da Nova Zelândia.

Embora a composição da microbiota tenha diferido significativamente entre indivíduos com e sem asma, essa variação foi considerada modesta em termos globais. Após ajustes estatísticos), apenas o gênero Granulicatella permaneceu significativamente mais abundante no grupo asmático. No entanto, ao analisar os fenótipos inflamatórios específicos, observou-se que as microbiotas dos grupos com asma neutrofílica e eosinofílica divergiam consideravelmente tanto do grupo não asmático quanto do fenótipo paucigranulocítico.

A relação entre a inflamação e a microbiota foi mais robusta para a linhagem neutrofílica do que para a eosinofílica. A porcentagem de neutrófilos no escarro associou-se positivamente à carga bacteriana total e à abundância de patógenos como H. influenzae e Moraxella catarrhalis. Por outro lado, a porcentagem de eosinófilos apresentou uma associação cerca de 2,4 vezes mais fraca com a composição da microbiota, correlacionando-se significativamente apenas com o aumento do gênero Streptococcus após correções estatísticas.

Por fim, o estudo identificou que as associações entre inflamação e microbiologia possuem particularidades regionais. No Brasil, por exemplo, todos os índices de diversidade microbiana foram inversamente associados à porcentagem de neutrófilos, um padrão não observado nos outros países. Além disso, a associação entre a carga de patógenos específicos e a neutrofilia variou conforme o centro: a carga de H. influenzae foi estatisticamente significativa no Brasil e no Equador, enquanto a de M. catarrhalis foi mais evidente na Nova Zelândia. Essas descobertas reforçaram que a heterogeneidade global da asma se estende às características microbiológicas das vias aéreas.

Em conclusão, variações nas associações entre a microbiologia das vias aéreas e os fenótipos inflamatórios entre diferentes países foram observados, destacando a necessidade de novos estudos sobre a fisiopatologia da asma, com potenciais implicações para o diagnóstico e a seleção de terapias. Os pesquisadores também descreveram associações conservadas entre a microbiota das vias aéreas e os fenótipos inflamatórios tanto em países de alta renda (HICs) quanto em países de baixa e média renda (LMICs), particularmente na asma neutrofílica (AN). Com os esforços crescentes para personalizar o tratamento e as estratégias de manejo da asma, surge uma clara oportunidade de aprofundar a investigação sobre como as interações entre o sistema imune e a microbiota podem orientar essas abordagens.