FMT para erradicar la colonización intestinal por enterobacterias resistentes a carbapenémicos (FMT_CRE)

La resistencia a los antibióticos (RA) es una amenaza crítica para la salud pública y uno de los mayores desafíos del siglo XXI. En una estimación de 2019, se produjeron en Europa casi 700 000 infecciones y 33 000 muertes atribuibles a bacterias multirresistentes (MDRB) en 2015. A pesar de las intervenciones específicas, incluidas las medidas de administración de antibióticos y los programas de vigilancia de AR, esta carga casi se ha duplicado desde 2007 y es más alta para las infecciones causadas por bacterias intestinales. El tracto gastrointestinal es un gran reservorio de MDRB, y la microbiota intestinal puede albergar una colección de genes AR, llamada resistoma intestinal. Cada vez hay más pruebas de que la microbiota intestinal saludable puede prevenir la colonización de MDRB a través de mecanismos de resistencia a la colonización, incluida la competencia, la producción de péptidos antimicrobianos y la regulación inmunitaria. Sin embargo, este mecanismo protector puede verse afectado por terapias que alteran la microbiota intestinal (p. antibióticos). La restauración de una microbiota intestinal saludable mediante el trasplante de microbiota fecal (FMT) puede conducir a la erradicación de las bacterias resistentes a los antibióticos. Después de convertirse en un tratamiento estándar para la infección por Clostridioides difficile, el FMT se ha investigado en varios trastornos, y los informes preliminares no aleatorios sugieren que podría ser una opción de tratamiento prometedora para erradicar la MDRB, pero la evidencia establecida, así como los mecanismos que sustentan esta vía terapéutica, son todavía no disponible. Nuestra hipótesis es que 1) el FMT de donantes con presencia limitada de genes AR puede ser más eficaz que el placebo para erradicar la MDRB intestinal (centrándose en las Enterobacteriaceae resistentes a los carbapenémicos) y 2) las características microbianas de los donantes y los pacientes pueden asociarse de manera reproducible con la eficacia clínica y la eliminación de genes AR. Nuestros resultados allanarán el camino para el desarrollo de terapias basadas en microbiomas dirigidas y efectivas contra MDRB, aliviando la carga de AR, con beneficios considerables para los sistemas de atención médica.

Los objetivos ampliados de este estudio son:

• Para identificar donantes de FMT con presencia limitada de genes AR y almacenar heces para FMT
• Evaluar la eficacia de FMT en la erradicación de MDRB intestinal (Enterobacteriaceae resistente a carbapenem) y recolectar muestras de heces para análisis multiómicos.
• Caracterizar el microbioma fecal (bacterioma, viroma, micobioma), resistoma, de donantes y pacientes antes y después de FMT, para asociar los perfiles microbianos con la eliminación de genes AR y la eficacia clínica, e identificar las características microbianas que lo influyen.

Los investigadores llevarán a cabo un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, en un solo centro, de FMT de donante frente a FMT de placebo en portadores de CRE Los pacientes se reclutarán entre los derivados a la consulta externa de enfermedades infecciosas de la Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli". Los pacientes con todos los criterios de inclusión y ninguno de los criterios de exclusión (detallados en la sección específica de este sitio web) serán considerados para este estudio.

Antes de la aleatorización, el personal de enfermedades infecciosas recopilará los datos demográficos. Además, los pacientes repetirán el hisopo rectal y el cultivo de heces.

Además, se solicitará a los pacientes que proporcionen muestras de heces para recolectarlas en un recipiente estéril y sellado y almacenarlas a -80 °C para la evaluación metagenómica del microbioma intestinal y la evaluación del metatranscriptoma por parte del personal de microbiología.

Después de las evaluaciones iniciales, los pacientes serán asignados al azar a uno de los siguientes brazos de tratamiento:

• FMT donante (D-FMT)
• Placebo FMT (P-FMT) Los pacientes de ambos grupos se someterán a un solo procedimiento de FMT mediante colonoscopia. Cada paciente del grupo FMT de donante recibirá heces de un único donante. Placebo FMT estará hecho de 250 ml de agua.

Los donantes serán reclutados entre individuos sanos, siguiendo las pautas internacionales y de acuerdo con la nueva recomendación impuesta por la reorganización del trasplante de microbiota fecal durante la pandemia de COVID-19. Solo los donantes con un historial de uso limitado de antibióticos (<5 ciclos de antibióticos de menos de 10 días) se elegirán para el análisis de resistoma y solo los tres donantes con la tasa más baja de genes AR se inscribirán finalmente. Se pedirá a cada donante que done con frecuencia (>7 alícuotas/donante) y en un plazo limitado (3 meses) para minimizar el riesgo de cambios en los genes AR intestinales. Los donantes seleccionados serán excluidos si se someterán a terapias con antibióticos dentro del período de donación.

Se inscribirán 36 pacientes con colonización intestinal por CRE, según el cálculo del tamaño de la muestra. Se recogerá el consentimiento informado de todos los pacientes. Al inicio del estudio, se recolectarán muestras de heces para análisis multiómicos. Luego, los pacientes serán asignados al azar a FMT colonoscópico o placebo y se les hará un seguimiento en las semanas 1, 4 y 12 después de los tratamientos. En cada visita se les realizará una visita clínica y un hisopado rectal para CRE, y se recolectarán y almacenarán muestras de heces para análisis multiómicos.

Los resultados del estudio se detallan en la sección específica de este sitio web.

El análisis estadístico se realizará tanto por intención de tratar como por protocolo. Las diferencias entre los grupos se evaluarán con una prueba de suma de rangos de Wilcoxon de dos colas para datos continuos y con la prueba de probabilidad exacta de Fisher (usando valores P de dos colas) para datos categóricos.

Para el análisis del microbioma, las diferencias estadísticas entre las medias de los grupos se calcularán mediante una prueba de suma de rangos de Wilcoxon de dos colas, a través del paquete de software estadístico R (R Core Team, Viena, Austria).

Se utilizarán modelos de aprendizaje automático para identificar y caracterizar de forma reproducible los perfiles de respondedores y no respondedores. En particular, en un entorno de Python 3.9 usando scikit-learn (ver. 0.22.1), Se utilizarán dos algoritmos de ML no supervisados, a saber, K-means y Agglomerative Hierarchical Clustering, para crear grupos de pacientes en función de las características del microbioma de referencia, con el fin de evaluar si ML puede identificar distintos perfiles de microbioma asociados con la respuesta clínica y los cambios en los niveles de AR.