Mikrobioma paru memiliki peran penting dalam kesehatan dan penyakit paru. Studi baru menunjukkan adanya hubungan antara disbiosis atau perubahan komposisi mikrobioma normal dengan berbagai penyakit pernapasan seperti asma, PPOK, ARDS, dan kanker paru. Namun, gambaran spesifik mikroba yang terkait dengan masing-masing penyakit masih kurang konsisten. Penelitian lebih lanjut diperlukan
2. Abstrak
• Awal baru melihay mikroba pada traktus respirasi
• Awalnya dianggap steril dari kuman saat ini disampaikan sering
ada paparan mikroba
Metode dan teknologi baru
• Berbeda dari mikroba usus
• Biomasa rendah, didominasi oleh imigrasi dinamis dan bersihan
mikroba beban bakteri dan komposisi mikroba banyak cairan
Mikroba Paru
• Berpengaruh pada patogenesis
Peningkatan pemahaman ekologi mikroba paru
3. Hubungan simbiosis
rumah bagi mikroorganisme
Pendahuluan
01
02 - Regulasi dan maturasi
sistem imun
- Digesti
- Produksi vitamin
- Pencegahan penyakit
Peranan Mikroba
Manusia dan Mikroba
Atas kolonisasi bakteri >>
Traktus bawah hanya sesikit,
berperan dalam imunologi mukosa
pernafasan
03
04 Deviasi dari komposisi mikroba
normal yang berhubungan dengan
fenomena biologi dengan
konsekuensi klinis
Disbiosis
Traktus respirasi
4. Berdampak signifikan pada
perkembangan dan
pertumbuhan penyakit paru
Pendahuluan
01
02
- Konsep seperti pendulum
- Penjelasan evolusi alam pada
mikrobioma paru dan
mekanisme penyebab
progresif penyakit
Mikrobioma paru sehat
dan kelainan
Disbiosis Paru
Sudah diujikan pada model tikus pada
mikroaspirasi penting dalam
membedakan dengan mikroba di
organ lain
03
Dinamika alami dari
mikrobioma paru
5. Asal Mikrobioma Paru
• Paru sering terpapar berbagai mikroorganisme
• Dari beberapa minggu setelah lahir
• Penting dalam maturasi sistem imun
Pemahaman saat ini
• Perbedaan komposisi komunitas mikrobia berhubungan dengan perubahan imunitas host
• Staphylococcus atau Ureaplasma sp banyak ditemukan pada nenonatus baru lahir
• Ureaplasma sp bakteri umum trakstus genital berhubungan dnegan persalinan vaginal
• Saat paru-paru matang mikrobioma paru bergeser ke komensal oral (Streptococcus,
Prevotella, Porphyromonas dan Veillonella)
Studi pada tractus respirasi bawah
• Berdampak kepada Imunoglobulin dan respon imun innate serta mekanisme maturase imunitas
• Berdampak pada imunitas awal kehidupan
Perubahan mikrobioma paru
6. Hubungan dinamis mikroba-host
Ditemukan pada traktus respirasi
bawah
Seimbang antara mikroba imigrasi
dan bersihan
- Harus pertahankan < mikroba
dapat menjalankan fungsi
pertukaran udara
- Terdapat mekanisme yang
memfasilitasi bersihan
mikroba
Paru-paru
Produk mikrobial
Mikrobiota Normal pad arespirasi dan GI
proksimal
7. Traktus respirasi bawah
• Harus menjaga lapisan tipis epitel bronkial untuk fasilitsai transfer gas
• Membutuhkan homeostatic yang lebih dinamik pada mikrobioma paru
• Sering terjadi perubahan pad amikrobioma tractus respirasi bawah dengan paparan
episodic mikroba dan bersihan cepat proses fisiologis dinamik (eubiosis)
Imunitas Tr. Respirasi bawah
• Beragam invesitigasi pentingnya komunitas mikroba usus dalam pengaturan imunitas
host berdampak pada respon imun paru
• Komunitas mikroba paru juga berdampak pada respon imun paru
• Dengan bersihan cepat pad atr. Respirasi bawah terhadap kuman komensal oral
perubahan dinamik pada imunitasnya
Microbiome-dependent immunological
• Fenomena perubahan aspirasi mikroba yang berdampak signifikan pad amekanisme
pertahan imunitas innate terhadap patogen
9. Data eksperimen preklinik
Studi pada tikus
• - Dengan latar
belakang genetik dan
komposisi mikroba
heterogen
komposisi mikrobioma
tr. Pernafasan bawah
berhubngan dengan
kadar beberapa
penanada inflamasi
paru
Studi pada manusia
• Tr. Respirasi bawah
kay akan supraglotic-
predominant taxa,
termasuk Prevotella,
Rothia dan Veillonella,
yang berkorelasi
dengan kadar sitokin
TH17 seperti IL-1α, IL-
1β, IL-6 fraktalki ndan
IL-17
Studi pasien asma berat
• Proteobacteria sp
berhubungan dnegan
aktivasi TH17
10. Penggunaan Metode kultur-independen pada uji klinis
Penggunaan
• Masih dalam tahap dini belum bisa untuk kepentingan klinis
• Menjanjkan tidak hanya diagnosis cepat juga identifikasi pathogen pada pasien dnegan
pneumonia kultur negatif
• Dapat mendeteksi bakteri atipikal dan virus pathogen
Metode kultur-independen
• Dapat merubah pandangan dampak terapi terutama pad apenggunaan antibiotika
• Masih terdapat batasn sulit untuk diaplikasikan pada praktek klinis
11. Disbiosis pada Penyakit Inflamasi Respirasi
• Penelitian awal mikrobioma pad PPOK
hubungan jelas antara adanya PPMs
• Kolonisasi saluran pernafasan bawah dnegan
PPMs berhubungan dengan ↑ keparahan gejala
PPOK dan perubahan radiografik progresif
• Pada tahap awal kaya akan Streptococcus,
Staphylococcus, Prevotella dan Gemella
berhubungan dnegan abnormalitas fungsi paru
Kelaian Paru Obstruktif Kronik
• Gangguan mekanisme pertahan imunitas Innate
↑beban bakteri baru dan pathogen yang ada
• Studi lain perburukan gejala menunjukkan
adanya dominasi Proteobacteria
• Kolonisai H.Influenzae berhubungan dengan
peradangan
PPOK Kronik
Spesifik sinyal disbiotik penyakit
12. Asma
• Hubungan antara perubagan
mikrobioam dengan
perkembangan wheezing dan
diagnosis asma
• Studi komposisi traktur
respirasi bawah berhubungan
dengan gejala pasien assma
• Hipotesis mikrobioma paru
berperan besar spesifik pad
apasien dnegan non12-endotype
neutrofilik inflamasi tinggi
Fibrosis Paru Idiopatik
• Mikrobioam berhubngan dnegan
implikasi progresifitas penyakit
dan angka bertahan hidup
• 1 studi huubungan dengan
peradangan alveolar dan sitokin
fibrotic serta mikroba paru dan
komposisinya terhadap
konsentrasi IL-1Ra, IL-1β, CXCL8,
MIP1α dan EGF yang tinggi
• Studi alin -< hubungan jelas
dysbiosis paru dan ekspresi
mononuclear darah perifer
peranan mikroba-host
13. • Model preklinik sepsis dan manusia mikrobioam
paru berperan pada sindrom gagal nafas
• Dengan metode kultur-independent banyaknya
mikrobia pad atr. Respirasi bawah dengan bakteri
usus berhubngan dnegan jonsentrasi TNF alveolar
penting dalam mekanisme sindrom distress nafas
ARDS
• Berhubungan dengan keparahan penyakit dab
kolonisasi bakteri pathogen
• << mikroba perkembangan eksaserbasi fibrosis
kistik
Mikrobioma
paru dan
imunitas
16. HIV
Hipotesis
• Residu kadar HIV pada
jaringan dalam aktivasi
imun kronik dan inflamasi
paru
• Berkontribusi dalam
kelelahan sel imun dan
disregulasi imun paru
resiko tinggi infeksi dan
keganasan paru
Disbiotik
sinyal
• ↑Prevotella dan Veillonella sp
• Meskipun ada rekonstruksi
imun ART tetao ada
persisten dengan komensal
oral
• Berhubungan dengan pola
peradangan subklinis
↑neutrophil dan limfosit
Pasien
HIV
dengan
ART
• ↑ mikrobioma tr.
Respirasi bawah
dengan oral taxa yang
berhubungan dengan
>> produksi SCFAs
mikroba
17. Kanker
Menghubungakan
dengan disbiosi dan
kanker
Beberapa penelitian
Infeksi kronik/rekuren umum pad apasien
kanker dan post-obstruksi pneumonia
berdampak negatif pada terapi
Studi epidemiologi dan
kultur
Mycobacterium tuberculosis dan
kanker paru ↑resiko signifikan
kanker dengan TB dan pparan
rokok
Hubungan patogen respirasi dengan
kanker paru
TB berhubungan dengan
mediator inflamasi (TNF dan
matriks turnover)
↑ bakteri inflamasi kronik
Penyebab
hubungan
18. Kanker
Dapat melihat perbedaan
mikrobioma pasien dengan
dan tanpa kanker paru
Perkembangan metode
kultur-independen
berhubungan denggan diversitas yang
tinggo dan banyaknya
Bacterioidaceae, Lachnospiraceae
dan Ruminococcaceae
Peran mikrobioma pada
progresifitas
Diversitas alpha rendah dibandingkan
jaringan paru non malignant
berhubungan dnegan penggunaan
rokok, paparan lingkungan dan
stadium
Mikrobiota kanker
paru
Terutama pada mikroba spesifik tertentu
yang berhubungan dnegan keganasan
paru – berbeda pada tiap metode dan
teknik yang digunakan
Kurangnya konsistensi
bukti
20. Kesimpulan dan Pandangan Kedepan
•Identifikasi gambaran mikroba yang berhubungan dengan diagnosis, keparahan penyakit dan prognosis
•Namun konsistensi masih minim sulit menentukan dysbiosis paru
Mikrobioma paru
•Penggunaan antibiotik luas
•Kortikosteroid
•Beberapa potensi mekanisme pengobatan lain
Pertimbangkan potensi terapi yang ebrdampak pada mikrobioma paru
•Dapat menggunakan probiotik untuk restorasi flora normal
•Tidak ada probiotik untuk saluran respirasi perlu investigasi tambahan
Perbedaan dengan mikroba usus
•Harus melihat dinamika alami dari mikroba tractus respirasi bawah terutama yang berhubngan dnegan imunitas
host dan pathogenesis penyakit
•Perlunya palikasi klinis dalam evolusi mikrobioma ini melihat dari eubiosis dan disbiosis
Kesimpulan
Uji ini memberikan pandangan bagaimana paru-paru manusia merespon terhadap paparan sporadic mikroba tertentu
Namun masih banyak pertanyaan yang tidak terjawab
Belum jelas apa yang terjadi jika paparan meningkat atau bagaimana dengan paparan berulang terhdap peradangan kronik
Dismpulkan baahwa adanya perubahan terhadap frekuensi paparan mikroba dengan laju eliminasi dan tipe respon imun sepanjang waktu
PPMs Mikroba pathogen (Haemophilus species, Streptococcus pneumoniae, Moraxella catarrhalis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa dan bakteri enteric gra negatif serta infalmasi netrofilik dan peningkatan sitokin seperti IL-8 dan TNF
Keterangan gambar
Pada penyakit paru obstruktif kronik (PPOK), perkembangan ke stadium lanjut, ditandai dengan penurunan volume ekspirasi paksa satu detik (FEV1) dan Inisiatif Global untuk Paru Obstruktif Kronis yang lebih tinggi. Tahap penyakit (EMAS), ditandai dengan adanya potensi pathogen mikroba, neutrofilia, dan peningkatan sitokin inflamasi dan kemokin. Investigasi yang lebih baru mengidentifikasi peristiwa disbiotik awal yang melibatkan beberapa komensal oral dan metabolit bakteri yang mungkin mendahului perkembangan PPOK stadium lanjut
Keterangan gambar IPF
Peningkatan beban bakteri telah terbukti dikaitkan dengan prognosis yang lebih buruk pada pasien dengan fibrosis paru idiopatik (IPF). Dalam penelitian pada hewan, tikus bebas kuman memiliki manfaat bertahan hidup setelah induksi fibrosis paru yang diinduksi bleomycin dibandingkan dengan tikus konvensional dengan beban bakteri normal.
Keterangan gambar ARDS
Pada sindrom gangguan pernapasan akut (ARDS), terdapat hubungan antara gut-associated bacteria dan mixed oral komensal dengan pengisian alveolar, peningkatan mukus atau debris sel, dan pengaktifan imun
a, Dalam kasus akuisisi patogen dominan, terjadi perubahan disbiotik sebelum penyemaian patogen dapat meningkatkan kerentanan inang.
b, Dalam kasus nondominant patogen pernapasan, perubahan mikrobioma saluran napas bagian bawah mungkin terjadi berlanjut sebagai tanda tangan disbiotik setelah patogen terbentuk di bagian bawah saluran udara yang menyebabkan cedera paru-paru.
c, Atau, patogen non-dominan dapat menyebabkan tanda tangan disbiotik baru yang mendukung kelangsungan hidup patogen dan berkontribusi pada cedera paru-paru
Komensal oral campuran dapat berperan dalam perkembangan kankerparu-paru dengan melanggengkan endotipe T helper 17 (TH17), meningkatkan pensinyalan PI3K dan penghambatan pos pemeriksaan kekebalan. Acara ini, dalam hubungannya dengan lebih prekursor karsinogenesis langsung (seperti mutasi DNA dan apoptosis sel, yang selanjutnya berkontribusi pada lingkungan mikro tumor pro-inflamasi), dapat memiliki efek serius pada prognosis kanker paru-paru. Sangat mungkin bahwa metabolit diatur oleh metabolisme mikroba memainkan peran penting dalam patogenesis kanker, yang layak penyelidikan lebih lanjut. ROS, spesies oksigen reaktif.
Sifat dinamis mikrobioma saluran napas bagian bawah selalu berkembang. Faktor menyeluruh yang mengontrol keseimbangan mikrobiota adalah migrasi mikroba melalui inhalasi dan mikroaspirasi dan eliminasi mikroba melalui batuk, transportasi mukosiliar dan respon imun. Kami mendalilkan bahwa faktor-faktor seperti persalinan pervaginam, olahraga dan diet sehat dapat berkontribusi terhadap eubiosis di saluran napas bagian bawah, sedangkan obesitas, pola makan yang tidak sehat dan seringnya penggunaan antibiotik dapat mengganggu mikrobioma saluran napas bagian bawah dengan cara yang tidak menguntungkan. Akhirnya, kami menduga ketahanan kekebalan saluran napas yang lebih rendah dan keragaman mikrobioma paru-paru (symbol kesehatan dalam dirinya sendiri) mengikuti jalur kuasi-sinusoidal, memuncak pada masa dewasa.
