Metagenomic analysis of the gastric microbiota cultivable from a patient with gastritis concomitant with Barrett´s esophagus / Análisis metagenómico de la microbiota gástrica cultivable a partir de un paciente con gastritis concomitante con esófago de Barrett

ABSTRACT

Barrett’s esophagus is a distal metaplasia characterized by the transformation of squamous mucosa into columnar mucosa. This esophageal phenotype is a product not only of the chronic reflux of gastric acids, but also by microorganisms that colonize the oral cavity and stomach. Two classes of microbiota can be identified in Barrett’s esophagus; microbiota type I is associated with the normal esophagus and type II with an inflamed esophagus. The present study describes the gastric microbiota of a patient with antral gastritis concomitant with Barrett’s esophagus absent infection with Helicobacter pylori. Gastric biopsies were obtained following the protocol of Sydney and following ethical practices. The isolates were cultivated under microaerophilic conditions on Columbia Agar supplemented with IsoVitaleX™ and 7% sterile blood. Extracted DNA was sequenced using 454-GS and the results analyzed on the MG-RAST server. Gram negative isolates were found and bacteria resistant to levofloxacin, amoxicillin, tetracycline, erythromycin, and clarithromycin. The phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobacteria and Proteobacteria, the genus Bacteroides and the species group Bacteroides fragilis were most abundant. Functionally, the metabolism of carbohydrates, amino acids, and to a lesser extent, the metabolism of cofactors and vitamins were most dominant, and of which the enzymes β-glucosidase (EC 3.2.1.21), β-galactosidase (EC 3.2.1.23) and β-N-acetylhexosaminidase (EC 3.2.1.52) were most dominant. The findings of this study, because they are of only one case may probably suggest a possible pathogenic role, previously undescribed for Bacteroides fragilis, associated with human gastritis when concomitant esophageal pathology exists.

RESUMEN

El esófago de Barrett es una metaplasia distal caracterizada por la transformación de la mucosa escamosa a mucosa columnar. Este fenotipo esofágico es producto no solo de la exposición crónica al reflujo de ácidos gástricos sino también a microbios colonizantes de la cavidad oral y del estómago. El esófago Barrett presenta 2 clases de microbiotas; la microbiota tipo I asociada con esófago normal y la tipo II a fenotipos esofágicos inflamatorios. En el presente estudio se describió la microbiota gástrica de una paciente con gastritis antral concomitante con esófago de Barrett sin infección por Helicobacter pylori y se obtuvieron biopsias gástricas siguiendo el protocolo de Sydney y estándares bioéticos. Los cultivos se hicieron en condiciones microaerofílicas en agar Columbia suplementados con isovitalex y sangre estéril al 7%. El ADN extraído fue sometido a secuenciación empleando 454 GS y las lecturas fueron analizadas en el servidor MG-RAST. Se obtuvieron aislamientos gram-negativos y resistentes a levofloxacina, amoxicilina, tetraciclina, eritromicina y claritromicina. Los Phylum Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobacteria y Proteobacteria, el género Bacteroides y las especies de grupo Bacteroides fragilis fueron los más abundantes. Funcionalmente, el metabolismo de carbohidratos, aminoácidos y en menor grado el metabolismo de cofactores y vitaminas fueron los más dominantes; de los cuales las enzimas la β-glicosidasa (EC 3.2.1.21), β-galactosidasa (EC 3.2.1.23) y la β-N-acetilhexosaminidasa (EC 3.2.1.52) fueron las más dominantes. Estos resultados, por ser de un solo caso, solo podrían sugerir un posible papel patogénico no descrito para Bacterioides fragilis asociado con gastritis humana cuando existe patología esofágica concomitante.