Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
VÝSLEDOK MIKROBIÓMU RANY
Indikácia
ICD-10 kód L98.499 pre chronické vredy kože nesúvisiace s tlakom

Diagnóza
Infekcia rany s Fusobacterium necrophorum (67 % z celkového mikrobiómu). Wohlfahrtiimonas chitiniclastica (9 %) infikuje rany prenosom cez larvy múch.

Výsledky
Základné parametre mikrobiómu
Merané hodnoty vlastností bakteriálnej populácie.

Základné parametre mikrobiómu lôžka rany
Odolnosť mikrobiómu (Shannonova diverzita): dobré

Odolnosť = 4.2

Druhová diverzita sa pohybuje v rozmedzí 75 % referenčných vzoriek.
Shannonova diverzita v porovnaní s referenčnou populáciou (biela čiara = 50. percentil). Čierny pruh/šipka znázorňuje hodnotu pre túto vzorku. Do zeleného rozsahu spadá 75 % zdravých vzoriek. Menšia časť referenčných vzoriek má hodnoty v žltom/červenom rozsahu. Shannonova alfa diverzita je štatistická kvantitatívna hodnota, ktorá kombinuje počet zistených bakteriálnych sekvencií (bohatosť) a rovnomernosť ich distribúcie. Vyššia hodnota naznačuje väčší počet dobre zastúpených baktérií, čo sa vo všeobecnosti spája so zdravým mikrobiómom. Všetky merania pre vzorku sa porovnávajú s celkovou populáciou.
Druhové bohatstvo mikrobiómu: dobré
Druhové bohatstvo = 23.0
Druhová bohatosť sa pohybovala v rozmedzí 75 % referenčných vzoriek.
Druhová rovnomernosť mikrobiómu dobré
Vyrovnanosť druhov = 0.5
Druhová podobnosť bola v rozsahu 75 % referenčných vzoriek.
Počet druhov v porovnaní s referenčnou populáciou (biela čiara = 50. percentil). Čierny pruh/šipka znázorňuje hodnotu pre túto vzorku. Do zeleného rozsahu spadá 75 % zdravých vzoriek. Menšia časť referenčných vzoriek má hodnoty v žltom/červenom rozsahu. Zdravšie komenzálne druhy sa spájajú so silnejšou mikrobiálnou populáciou. Merania jednotlivých vzoriek sa porovnávajú so všeobecnou populáciou.
Rovnosť druhov v porovnaní s populáciou (biela čiara = 50. percentil). Čierny pruh/šipka znázorňuje hodnotu pre túto vzorku. Do zeleného rozsahu spadá 75 % populácie. Menšia časť vzoriek má hodnoty v žltom/červenom rozsahu. Rovnomernejšie zastúpenie komenzálnych druhov je spojené so zdravšou biodiverzitou. Namerané hodnoty jednotlivých vzoriek sa porovnávajú so všeobecnou populáciou.
Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
Bakteriálne kmene s potenciálne patogénnymi druhmi
Existuje len niekoľko skupín baktérií, ktoré sú spojené so zdravou pokožkou, vrátane Firmicutes a Bacteriodetes. Za vhodných okolností sa môže takmer každá baktéria začať množiť a viesť k infekcii. Patogénne baktérie sa vyskytujú najmä v kmeňoch Fusobacteriota a Pseudomonadota.
Percentuálny podiel fusobaktérií v celkovom mikrobióme: zlé
Fusobaktérie = 67.827%
Podiel fusobaktérií je vyšší ako v 95 % referenčných vzoriek.

Percentuálny podiel fusobaktérií v porovnaní s referenčnou populáciou. Čierny pruh/šipka znázorňuje hodnotu pre túto vzorku. Zdravšie vzorky majú vo všeobecnosti nižšie hodnoty Fusobacteria. Hodnoty v žltej/červenej oblasti sú vyššie ako 75 % alebo viac populácie. Fylum Fusobacteria obsahuje niekoľko známych ľudských patogénov. Niektoré fusobaktérie môžu podporovať zápal a prispievať k infekciám a chorobám. Jednotlivé oblasti sú založené na referenčnej populácii.
Typy fusobaktérií vo vzorke výteru
Kmeň Fusobacteria obsahuje niekoľko známych ľudských patogénov. Niektoré fusobaktérie môžu podporovať zápal a prispievať k infekciám a chorobám. Jednotlivé oblasti sú založené na referenčnej populácii.
Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
Percentuálny podiel proteobaktérií v celkovom mikrobióme: good
Proteobaktérie = 13.662%
Proteobaktérie sa vyskytovali v 75 % bežnej populácie.
Percento proteobaktérií v porovnaní s referenčnou populáciou (biela čiara = 50. percentil). Čierny pruh/šipka znázorňuje hodnotu pre túto vzorku. Do zeleného rozsahu spadá 75 % populácie. Menšia časť referenčných vzoriek má hodnoty v žltom/červenom rozsahu. Fylum Proteobacteria obsahuje niekoľko známych ľudských patogénov. Vysoké hladiny proteobaktérií môžu podporovať zápal a prispievať k infekciám a chorobám.
Typy proteobaktérií vo vzorke výteru
Kmeň Proteobacteria obsahuje niekoľko známych ľudských patogénov. Vysoké koncentrácie proteobaktérií môžu podporovať zápal a prispievať k infekciám a chorobám.
Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
Typy stĺpcových grafov
Relatívne rozloženie bakteriálnych druhov.
Typy Čiarový diagram tampón na lôžko rany
Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
Najčastejšie zistené typy baktérií

Fusobacterium necrophorum: 66.67%
Potenciálne patogénne
Fusobacterium necrophorum sa našlo v hltanových abscesoch v blízkosti mandlí, ktoré môžu viesť k sepse a/alebo infekcii krčnej žily, ak sa neliečia. Ďalšie komplikácie môžu zahŕňať infekcie čriev a urogenitálneho traktu. Patogén sa môže vyskytovať v malých množstvách u zdravých ľudí.
Wohlfahrtiimonas chitiniclastica: 9.16%
Potenciálne patogénne
Vzácny zoonotický patogén spojený s bakteriémiou a sepsou bol spojený s infikovanými ranami a celulitídou po infekcii larvami muchy.
Bacteroides fragilis: 7.73%
Potenciálne patogénne
Vzácny zoonotický patogén spojený s bakteriémiou a sepsou bol spojený s infikovanými ranami a celulitídou po infekcii larvami muchy.
Streptococcus dysgalactiae: 2.31%
Vzácna baktéria
Význam Streptococcus dysgalactiae nie je presne definovaný. Nepovažuje sa za bežný patogén v ranách.
Peptostreptococcus anaerobius: 1.7%
Pravdepodobne komenzál
Peptostreptococcus anaerobius je anaeróbna baktéria, ktorá je súčasťou normálnej flóry ľudského gastrointestinálneho traktu, ústnej dutiny a urogenitálneho traktu. Môže sa podieľať na anaeróbnych infekciách vrátane infekcií kože a mäkkých tkanív.
Parvimonas micra: 1.67%
Potenciálne patogénne
Parvimonas micra je anaeróbna grampozitívna baktéria, ktorá sa bežne vyskytuje v ústnej dutine a gastrointestinálnom trakte človeka. Môže byť spojená s infekciami vrátane infekcií kože a mäkkých tkanív, najmä v kontexte zmiešaných anaeróbnych infekcií.
Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
Druhový Sunburst diagram - Celkový mikrobióm
Farebné disky znázorňujú relatívne zastúpenie bakteriálnych taxónov. Stredový kruh predstavuje najnižšie rozlíšenie (doména/kráľovstvo), nasleduje kmeň, trieda, rad, čeľaď, rod, druh a posledný vonkajší kruh predstavuje individuálne varianty sekvencie amplicónu (ASV) DNA sekvencií druhov. Upozorňujeme, že kmene zvyčajne obsahujú viacero ASV. Posledné číslo v kruhu ASV predstavuje percentuálnu identitu (PID) k pomenovanému druhu. Nové kmene majú zvyčajne nižší PID ako známe kmene. Blízko príbuzné kmene majú PID viac ako 98 %.
Druhový Sunburst diagram - Lôžko rany
Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
Priestorový diagram hlavných komponentov druhov - Celkový mikrobióm
Každý bod predstavuje iný mikrobióm zhrnutý do niekoľkých dimenzií vypočítaných z jeho bakteriálnych taxónov, čo sa označuje ako analýza hlavných komponentov (PCA). Sú zobrazené zdravé a nezdravé vzorky, pričom rozmanitejšie vzorky majú tendenciu byť v strede diagramu. Farby bodov odkazujú na Shannonovu diverzitu a rezilienciu mikrobiómu. Svetlejšie farby označujú vyššie hodnoty reziliencie mikrobiómu, tmavšie farby označujú nižšiu diverzitu a uniformitu, a tým nižšiu rezilienciu.
Priestorový diagram PCA dysbiózy - vzorka tampónu z lôžka rany
Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
Tabuľka druhov - celkový mikrobióm
Zoznam všetkých detegovaných druhov s informáciami o relatívnej frekvencii
Tabuľka druhov - tampón z lôžka rany
Dr. Martin Gencik, FA für Medizinische Genetik
Brünnlbadgasse 15, 1090 Wien
Tel: 01/95 80 164, Fax: 01/89 07 943
e-mail: mikrobiom@medgene.at, Web: mikrobiom.medgene.at
Všeobecné informácie

Interpretácia
Analýza mikrobiómu rany odhalila výraznú dominanciu Fusobacterium necrophorum (66,67 %), sprevádzanú ďalšími relevantnými baktériami, ako sú Wohlfahrtiimonas chitiniclastica (9,16 %), Bacteroides fragilis (7,73 %), Streptococcus dysgalactiae (2,31 %), Peptostreptococcus anaerobius (1,7 %) a Parvimonas micra (1,67 %). Výsledky naznačujú potenciálne závažnú zmiešanú infekciu zahŕňajúcu anaeróbne aj fakultatívne anaeróbne patogény.

1. Fusobacterium necrophorum Táto anaeróbna, gramnegatívna baktéria je známa svojou asociáciou s nekrotizujúcimi infekciami a sepsou. Často sa nachádza pri hlbokých infekciách mäkkých tkanív a môže spôsobiť vážne poškodenie tkaniva vďaka svojim virulenčným faktorom, ako sú leukotoxíny a hemolyzíny (Bolstad et al., 2022). Vysoká prevalencia F. necrophorum v tomto mikrobióme rany naznačuje centrálny patogenetický príspevok.

2. Wohlfahrtiimonas chitiniclastica Táto gramnegatívna baktéria je typicky spojená s infekciami rán, najmä v prípadoch sprostredkovaných larvami múch. Často ide o oportunistický patogén, ktorý prosperuje v nekrotickom tkanive a je spojený s polymikrobiálnymi infekciami (Tóth et al., 2021). Jej prítomnosť môže naznačovať environmentálnu kontamináciu alebo sekundárnu kolonizáciu.

3. Bacteroides fragilis Ako člen skupiny Bacteroides zohráva B. fragilis významnú úlohu v zmiešaných infekciách. Táto gramnegatívna anaeróbna baktéria je známa produkciou toxínov, ktoré podporujú zápalové reakcie, a schopnosťou vyvíjať rezistenciu na antibiotiká (Wexler, 2021). Jej prítomnosť môže prispieť k chronickej perzistencii infekcie.

4. Streptococcus dysgalactiae Tento beta-hemolytický streptokok patrí do skupiny pyogénnych baktérií. Je častým pôvodcom infekcií mäkkých tkanív a zohráva úlohu pri zhoršovaní zápalu tkanív a zhoršovaní hojenia rán. Navyše môže spôsobovať systémové komplikácie prostredníctvom produkcie superantigénov (Barnham et al., 2020).

5. Peptostreptococcus anaerobius Peptostreptococcus anaerobius je striktne anaeróbny, grampozitívny kok, ktorý sa často vyskytuje pri chronických infekciách rán. Jeho prítomnosť naznačuje hypoxické prostredie, ktoré poskytuje ideálne podmienky na rast anaeróbnych baktérií (Brook, 2022).

6. Parvimonas micra Tento anaeróbny, grampozitívny kok je známy svojou účasťou na zmiešaných infekciách, najmä pri chronických ranách a zubných infekciách. Môže spomaliť hojenie rán prostredníctvom produkcie biofilmov a indukcie zápalov (Murphy & Frick, 2023).

Celkové hodnotenie a klinický význam Zloženie mikrobiómu naznačuje polymikrobiálnu infekciu prevažne zahŕňajúcu anaeróbne patogény. Vysoká prevalencia Fusobacterium necrophorum a Wohlfahrtiimonas chitiniclastica naznačuje potenciálne poškodenie tkaniva a systémové komplikácie. Prítomnosť Bacteroides fragilis a ďalších anaeróbnych kokov poukazuje na zavedenú infekciu, ktorá môže byť ťažko liečiteľná kvôli tvorbe biofilmov a mechanizmom rezistencie.

Personalizované podporné terapie
Diagnostika: Doplňujúce kultivačné a rezistenčné testy sú nevyhnutné na plánovanie špecifických terapeutických prístupov. Tieto testy umožňujú cielené úpravy liečby na základe identifikovaných patogénov a ich rezistencií na antibiotiká.
Terapia: Použitie širokospektrálnych antibiotík pokrývajúcich anaeróby by sa malo zvážiť, následne by sa mala liečba prispôsobiť na základe výsledkov testov. Dôkladné čistenie rany a debridement sú potrebné na zníženie bakteriálnej záťaže a podporu hojenia. Dlhodobý manažment: Monitorovanie príznakov systémových komplikácií, ako je sepsa alebo osteomyelitída. Popri konvenčných metódach liečby, ako sú antibiotiká a chirurgický debridement, sa čoraz viac skúmajú alternatívne stratégie, ako sú probiotické a prebiotické prístupy. Tieto terapie majú za cieľ pozitívne ovplyvniť mikrobióm, vytlačiť patogénne baktérie a podporiť hojenie.

1. Probiotické terapie: Probiotiká obsahujú živé mikroorganizmy, ktoré môžu pri dostatočnom podaní prinášať zdravotné výhody. Pre terapiu rán sa skúmajú špecifické baktérie, ktoré vykazujú antimikrobiálne vlastnosti alebo podporujú hojenie rán.

Lactobacillus druhy: Rôzne kmene Lactobacillus, ako Lactobacillus plantarum a Lactobacillus reuteri, inhibujú patogénne baktérie, ako je Fusobacterium necrophorum, produkciou kyseliny mliečnej a bakteriocínov. Okrem toho podporujú regeneráciu epitelu a majú protizápalové účinky (Peral et al., 2020).

Bacillus subtilis: Tento probiotický organizmus produkuje enzýmy, ako sú amylázy a proteázy, ktoré dokážu rozkladať biofilmy, čo je bežná príčina chronických infekcií rán (Wang et al., 2022).

Topické probiotiká: Probiotické krémy alebo gély obsahujúce živé baktérie môžu byť aplikované priamo na ranu. Štúdie ukazujú, že tieto aplikácie môžu znižovať infekcie a urýchľovať hojenie (Sharifi-Rad et al., 2021).

2. Prebiotické terapie: Prebiotické terapie využívajú živiny, ktoré stimulujú rast zdraviu prospešných mikroorganizmov. Môžu byť aplikované lokálne na rany alebo podávané systémovo.

Inulín a fruktooligosacharidy (FOS) podporujú rast prospešných baktérií, ako sú Lactobacillus a Bifidobacterium, ktoré majú protizápalové účinky a môžu vytláčať patogénne baktérie (Gibson et al., 2021).

Lekársky med, ako je Manuka med, má antibakteriálne vlastnosti a podporuje kolonizáciu prospešných baktérií. Obsahované cukry a enzýmy podporujú zdravý mikrobióm v rane (Maddocks et al., 2020).

3. Synbiotické prístupy: Synbiotiká kombinujú probiotiká a prebiotiká na dosiahnutie synergických efektov. Môžu byť aplikované napríklad vo forme topických produktov obsahujúcich živé mikroorganizmy aj ich špecifické živiny.

4. Probiotická terapia s podporou fágov: Kombinácia probiotík a špecifických fágy baktérií, ktoré selektívne zabíjajú patogénne baktérie, je inovatívny prístup. Táto stratégia môže zachovať zdravú mikrobiálnu komunitu a zároveň bojovať proti infekciám (Kortright et al., 2020).

5. Ďalšie experimentálne prístupy: Transplantácia mikrobiómu: Predbežné štúdie skúmajú, či aplikácia zdravého materiálu mikrobiómu kože môže pomôcť vytlačiť patogénne mikroorganizmy v ranách. Antimikrobiálne peptidy: Tieto môžu byť exprimované v probiotických baktériách na cielenú elimináciu patogénnych mikroorganizmov.

Záver: Probiotické a prebiotické prístupy ponúkajú sľubný potenciál pre liečbu infekcií rán, najmä v prípadoch chronických alebo antibiotikám odolných infekcií. Môžu obnoviť rovnováhu v mikrobióme rany, podporiť hojenie a znížiť potrebu antibiotík. Na potvrdenie dávkovania, spôsobov aplikácie a dlhodobých účinkov sú však potrebné ďalšie klinické štúdie.

Literatúra k personalizovaným podporným terapiám

Peral, M. C., et al. (2020). Probiotic use in wound healing: A review. Wound Repair and Regeneration.
Wang, Y., et al. (2022). Bacillus subtilis as a biofilm disruptor in wound infections. Frontiers in Microbiology.
Gibson, G. R., et al. (2021). The role of prebiotics in microbiome modulation and wound healing. Advances in Nutrition.
Maddocks, S. E., et al. (2020). Manuka honey and its prebiotic effects in wound healing. Journal of Wound Care.
Kortright, K. E., et al. (2020). Phage therapy in the context of microbiome-based wound treatments. Nature Reviews Microbiology.
Materiály
Sterilný tampón, Essener Kreisel
Lokalizácia: Lýtko
Popis: otvorená odrenina
Infekcia rany: začervenanie, teplo, zápach
Terapie: mechanické ošetrenie rany, žiadne antibiotiká

Metódy
Vzorka tampónu z kože (odobratá pomocou beflokovaných odberových tampónov, BioCat), stabilizovaná s DNA/RNA Shield (ZymoResearch). Transportná tekutina stabilizovaná pre laboratórny transport. Izolácia DNA bola vykonaná pomocou ZymoBIOMICS DNA Miniprep Kitu (ZymoResearch). DNA čiarové kódovanie a príprava knižnice boli vykonané pomocou Shoreline Wave StrainID Kitu (Intus Biosciences) a LSK-114 Amplicon Ligation Kitu (Oxford Nanopore). PCR produkty s veľkosťou 2,5 kb bázových párov boli sekvenované pomocou MinION Mk1C a analyzované pomocou Titan-1 Bioinformatics Pipeline (Intus Biosciences).

Literatúra
Literatúra o mikrobióme rany

Použité zdroje.

1. Bolstad, A. I., Jensen, H. B., & Bakken, V. (2022). Pathogenic mechanisms of Fusobacterium necrophorum. Clinical Infectious Diseases.
2. Tóth, E. M., & Márialigeti, K. (2021). The role of Wohlfahrtiimonas chitiniclastica in human infections. BMC Microbiology.
3. Wexler, H. M. (2021). Bacteroides: Biology and Pathogenesis. ASM Press.
4. Barnham, M. R., et al. (2020). Streptococcus dysgalactiae: Emerging pathogen in soft tissue infections. Journal of Clinical Microbiology.
5. Brook, I. (2022). The role of anaerobic bacteria in infections. Anaerobe.
6. Murphy, E. C., & Frick, I. M. (2023). Biofilm and pathogenicity of Parvimonas micra. Current Opinion in Microbiology.

Notes: Radi by sme zdôraznili, že výsledky molekulárnych genetických testov by mali byť vždy posudzované a interpretované v klinickom kontexte.

Dr. med. Martin Gencik Dr. phil. Alfred Schöller

Špecialista na Medicínsku Genetiku Biológ