Los médicos han observado que más del 60% de los pacientes con COVID-19 tienen diarrea, náusea, y vómitos, y estos síntomas predicen un peor resultado en general.
Síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el agente causante de la enfermedad COVID-19, entra en la célula huésped humana uniéndose a la enzima convertidora de angiotensina (ECA) 2, que actúa como receptor viral. Esta molécula se encuentra en concentraciones más altas en el íleon y el colon y regula la inflamación intestinal. ACE2 afecta directamente al microbioma intestinal, e indirectamente el riesgo cardiopulmonar.
Estudio:SARS-CoV-2 infecta productivamente los enterocitos del intestino humano. Microbioma en el intestino humano. Haber de imagen:Alpha Tauri 3D Graphics / Shutterstock Las personas mayores y más enfermas tienen más probabilidades de enfermarse cuando se exponen a este virus. El estudio actual investiga el vínculo potencial entre el microbioma intestinal y el curso clínico y las características de COVID-19.
Los investigadores seleccionaron un conjunto de proteínas que podrían actuar como biomarcadores para pronosticar la progresión a una enfermedad grave. Sin embargo, También examinaron si estas proteínas podrían ayudar a comprender qué hace que una persona sea más o menos susceptible a la enfermedad. y qué papel juega la microbiota intestinal en la regulación de los niveles de estos biomarcadores en personas sanas.
Se utilizaron datos de proteómica sanguínea de 31 pacientes con COVID-19, junto con datos multi-ómicos de 2, 400 individuos no infectados. El primer conjunto de datos se utilizó para crear una puntuación de riesgo para predecir si un caso de COVID-19 progresaría a un nivel grave o crítico. Esto se denomina puntuación de riesgo proteómico sanguíneo (PRS).
Luego, la PRS en sangre se relacionó con biomarcadores inflamatorios para ver si la PRS era capaz de predecir la susceptibilidad a la enfermedad en individuos sanos. Usaron biomarcadores proteómicos y sanguíneos para la inflamación, de 990 personas, para esta investigación.
El siguiente paso fue identificar las características específicas de la microbiota intestinal, que predeciría los biomarcadores proteómicos significativos para COVID-19, utilizando el aprendizaje automático. También se analizó el perfil metabólico de las heces para descubrir otros mecanismos que podrían ser clave para el vínculo del microbioma intestinal con la vulnerabilidad a las enfermedades.
El último paso fue evaluar cómo 40 factores diferentes del huésped y factores ambientales dieron forma a estos factores del microbioma intestinal.
En un trabajo anterior sobre pacientes con COVID-19, los investigadores identificaron 22 biomarcadores proteómicos séricos que ayudaron a predecir la progresión a una enfermedad grave. Este conjunto de biomarcadores se redujo a 20, dejando fuera dos que no estaban disponibles para los pacientes sanos.
Este conjunto se utilizó para configurar una PRS de sangre para los 31 pacientes del estudio actual. Dieciocho de los casos no fueron graves, mientras que 13 fueron graves.
A medida que la PRS aumentó en un 10%, el riesgo de enfermedad grave aumentó en un 57%. Los investigadores interpretaron esto como una evidencia de que la puntuación de riesgo podría predecir la progresión de COVID-19.
En una extensión de su trabajo, crearon el PRS utilizando las mismas 20 proteínas pero basándose en una base de datos de participantes sanos, incluyendo marcadores proteómicos e inflamatorios. Los datos proteómicos de la sangre provienen de las muestras de suero tomadas al inicio del estudio. Los marcadores inflamatorios incluyeron IL-1β, IL-6, TNF-α, y hsCRP.
Encontraron que la PRS se correlacionó positivamente con hsCRP y TNF-α entre este conjunto. En un análisis de subgrupos estratificado por edad, encontraron un vínculo significativo entre una PRS más alta y niveles sanguíneos más altos de todos los marcadores inflamatorios en los subgrupos de personas mayores pero no en los más jóvenes (por encima y por debajo de los 58 años, respectivamente).
La pregunta a la que se enfrentan los investigadores es si los cambios en estas proteínas subyacen a la activación inmunitaria observada en estos pacientes. o son los resultados de ello. Cualquiera que sea la respuesta, el estudio muestra un vínculo claro entre el desequilibrio inmunológico y una PRS más alta, especialmente en adultos mayores, apoyando su papel como biomarcador.
El siguiente paso se realizó en una cohorte de aproximadamente 300 participantes. Los investigadores midieron la correlación entre el perfil microbiano de la microbiota intestinal y la proteómica sanguínea. Realizaron un estudio transversal o instantáneo de los participantes en una muestra (n =132), mientras que otro estudio prospectivo se realizó en 169 participantes. Aquí, la proteómica se analizó unos tres años más tarde que la recogida de heces.
En el primer caso, El aprendizaje automático se utilizó para revelar los 20 principales grupos de bacterias (unidades taxonómicas operativas, OTU) para predecir la susceptibilidad a COVID-19. La mayoría de las OTU procedían de los siguientes géneros y familias: Bacteroides, Estreptococo, Lactobacillus, Ruminococcaceae 119, Lachnospiraceae, y Clostridiales. Usando esto, podría explicarse más de una quinta parte de la variabilidad en PRS.
El análisis mostró una correlación superior entre el PRS central predicho por OTU y el PRS real. También hubo una estrecha asociación entre las 20 OTU centrales y los 20 biomarcadores proteómicos que predicen COVID-19 grave. Cuando se estratifica por edad, se observó que la asociación era significativa solo en los grupos de mayor edad.
Los resultados se duplicaron en el estudio prospectivo. Esto muestra que los cambios en el microbioma intestinal ocurren antes que el cambio en la proteómica sanguínea. Si es así, podrían tener un papel causal.
Un estudio confirmatorio en una subcohorte más grande de 366 participantes mostró que 11 OTU tenían una asociación significativa con las citocinas inflamatorias, ya sea negativo Bacteroides , Estreptococo, y Clostridiales ), o positivo Ruminococcus , Blautia, y Lactobacillus ).
Los investigadores examinaron el vínculo entre el perfil microbiano del intestino central y los metabolitos fecales entre aproximadamente 1, 000 participantes. Descubrieron que 45 metabolitos en la orina se asociaron significativamente con más de la mitad de las OTU centrales.
La mayoría de ellos eran aminoácidos, ácidos grasos, o ácidos biliares, involucrado en tres vías. El nivel de aminoácidos en los tejidos es vital para mantener una inmunidad saludable porque depende de las vías del estrés metabólico y la disponibilidad de nutrientes. Los niveles reducidos de aminoácidos específicos suprimen la inflamación.
Por lo tanto, estas vías metabólicas, modulado por la dieta y las poblaciones bacterianas dependientes, puede impulsar los efectos de la microbiota intestinal sobre el metabolismo del huésped y la inflamación.
La abundancia relativa de ACE2 y su función en la regulación de los niveles de aminoácidos en respuesta a la ingesta dietética. y en inmunidad innata, podría ser un segundo vínculo entre el microbioma intestinal y la inflamación, que a su vez predice la gravedad de COVID-19.
El estudio también muestra que el 2,4% de la diferencia en la susceptibilidad a la enfermedad se explica por 9 factores relacionados con las características demográficas y clínicas de la muestra, como el nivel educativo, sexo, y varios parámetros fisiológicos como la presión arterial y la bioquímica. Estos modulan indirectamente la composición del microbioma intestinal.
Los investigadores sugieren que en personas sanas, la composición del microbioma intestinal es altamente predictiva de los biomarcadores proteómicos sanguíneos que están relacionados con el COVID-19 grave.
La "tormenta de citocinas" (niveles excesivos de sustancias químicas proinflamatorias en el cuerpo) asociada con el COVID-19 grave debe tratarse de manera eficaz para reducir la fatalidad de la afección. La asociación de biomarcadores proteómicos con moléculas inflamatorias, especialmente en grupos de mayor edad, indica que la tormenta de citocinas es el resultado de la inflamación subyacente que se considera más común entre este subgrupo.
Los investigadores resumen:“Las características microbianas intestinales centrales descubiertas y los metabolitos relacionados pueden servir como un objetivo potencial de prevención / tratamiento para la intervención, especialmente entre aquellos que son susceptibles a la infección por SARS-CoV-2. También podrían servir como posibles dianas terapéuticas para el desarrollo de fármacos ".
medRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados por pares y, por lo tanto, no ser considerado concluyente, orientar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud, o tratada como información establecida.
bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados por pares y, por lo tanto, no ser considerado concluyente, orientar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud, o tratada como información establecida.
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