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Le microbiome intestinal pourrait jouer un rôle dans le COVID-19 sévère

La pandémie mondiale actuelle de COVID-19 est causée par le bêta coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus-2 (SARS-CoV-2), qui a infecté plus de 22,1 millions et causé 780 000 décès dans le monde. L'une des caractéristiques associées à une infection grave et critique par le SRAS-CoV-2 est la tempête de cytokines, une sécrétion dérégulée de cytokines qui déclenche une inflammation systémique. Il s'agit d'une séquelle d'infection en grande partie mystérieuse, sans trop savoir comment cela se produit.

Une étude récente menée par des chercheurs de l'Université des sciences et technologies de Chine et publiée sur le preprint medRxiv* en août 2020, rapporte les preuves que le microbiome intestinal peut jouer un rôle dans une infection grave au COVID-19.

Étude :Analyse du microbiote intestinal chez les patients COVID-19 et sa corrélation avec le facteur inflammatoire IL-18 et les IgA spécifiques du SARS-CoV-2. Crédit d'image :Alpha Tauri 3D Graphics/Shutterstock

L'intestin et COVID-19

Des recherches antérieures suggèrent que le SRAS-CoV-2 infecte les tissus intestinaux. Ceci a été démontré par l'infection expérimentale d'organoïdes intestinaux humains, ainsi que la forte incidence de symptômes liés à l'intestin chez les patients COVID-19.

L'ARN viral a été trouvé dans les selles pendant plus de 30 jours, ainsi que des particules virales infectieuses. L'importance de l'intestin dans les interactions entre le corps et le vaste monde des microbes pathogènes et symbiotiques est incontestable. L'intestin lui-même abrite un corps de microbes appelé microbiote intestinal, qui est vital dans de nombreuses fonctions corporelles telles que la régulation immunitaire.

IL-18, IgA, et Inflammation

Un microbiome intestinal déséquilibré est associé à de nombreuses conditions inflammatoires. Cela rend plausible que l'infection par ce virus puisse entraîner des réactions inflammatoires anormales qui aggravent les symptômes du COVID-19. Les chercheurs de la présente étude ont examiné l'IL-18, une cytokine pro-inflammatoire sécrétée par diverses cellules intestinales telles que l'épithélium intestinal, cellules immunitaires, et les neurones entériques. Les niveaux de cette cytokine sont plus élevés que la normale chez les patients COVID-19.

Ils ont également examiné les niveaux d'IgA, puisqu'il s'agit de l'immunoglobuline muqueuse dominante. C'est aussi l'immunoglobuline la plus abondante chez l'homme, produit à 40–60 mg kg−1 jour−1, qui dépasse la production totale de toutes les autres immunoglobulines réunies. De plus, la lamina propria intestinale contient 8 plasmocytes sur 10 dans le corps.

Un article récent a rapporté l'association de niveaux spécifiques d'IgA anti-SRAS-CoV-2 avec la gravité de COVID-19. La présente étude prolonge et confirme ce constat, examiner comment le microbiote intestinal est altéré dans cette condition et comment il est corrélé à l'IL-18 et à l'IgA anti-SARS-CoV-2 spécifique.

Changements dans le microbiome intestinal et COVID-19

L'étude a inclus 62 patients COVID-19, 33 avec la grippe saisonnière, et 40 témoins sains. Tous les patients ont donné des échantillons de selles et de sérum, qui ont été séquencés. L'analyse des séquences traitées a montré que le microbiote intestinal de ces patients COVID-19 était moins diversifié que pour les patients des deux autres. Ils étaient aussi moins abondants. Les chercheurs ont découvert que les genres Streptocoque, Clostridium, Lactobacilles , et Bifidobactérie étaient surreprésentés, et les genres Bacteroidetes, Roseburia, Fécalibactérie, Coprocoque, et Parabactéroïdes étaient moins nombreux, par rapport aux témoins sains.

Bactéries Bifidobacterium, Les bactéries anaérobies à Gram positif en forme de bâtonnet qui font partie de la flore normale de l'intestin humain sont utilisées comme probiotiques et dans la production de yaourt. Illustration 3D Crédit :Kateryna Kon / Shutterstock

Par rapport aux patients atteints de grippe saisonnière, membres des genres Streptocoque, Veillonelle, Fusobactérie, Clostridium, Bifidobactérie , et Escherichia ont été augmentés, mais les genres Parabactéroïdes et Sutterella étaient sous-représentés chez les patients COVID-19.

Les chercheurs ont conclu, " L'abondance accrue de streptocoques chez les patients COVID-19 était indicative du risque d'infection par des bactéries pathogènes opportunistes dans ce groupe ."

IgA et COVID-19

Les chercheurs ont découvert que l'IgA ciblant la protéine de pointe virale était significativement élevée dans COVID-19 par rapport aux témoins. Il est connu que les infections intestinales virales induisent la production d'IgA. Ensemble, ceux-ci indiquent que le virus provoque une infection des muqueuses. Cependant, les échantillons fécaux n'ont pas montré de différences significatives dans les niveaux d'IgA spécifiques, ce qui indique que l'infection de la muqueuse s'est probablement produite dans les voies respiratoires et non dans l'intestin.

IL-18 et COVID-19

Étant donné que l'infection virale de l'intestin augmente également l'IL-18, une cytokine pro-inflammatoire, les chercheurs ont analysé les niveaux de cette molécule. Ils ont découvert que les échantillons de sérum et de selles avaient des niveaux d'IL-18 plus élevés chez les patients COVID-19 par rapport aux deux autres. Les niveaux étaient plus élevés dans les cas positifs à la PCR que dans les autres cas de COVID-19, montrant que le virus induit une puissante inflammation dans l'intestin.

IL-18 fécale et microbiote intestinal

Les chercheurs ont également découvert que les niveaux fécaux d'IL-18 étaient plus élevés lorsque les genres Peptostreptocoque, Fusobactérie, et Citrobacter étaient plus abondantes. Cela indique, ils disent, cette " des changements dans la composition du microbiote intestinal pourraient contribuer à la production induite par le SRAS-CoV-2 de cytokines inflammatoires dans l'intestin et potentiellement aussi à l'apparition d'une tempête de cytokines ."

Implications

Les chercheurs concluent que les changements dans la composition du microbiome intestinal chez les patients COVID-19 sont apparents. En outre, il y a une relative abondance de genres comme Streptocoque, Clostridium, Lactobacilles , et Bifidobactérie, et des niveaux relatifs inférieurs de Bacteroidetes, Roseburia, Fécalibactérie, Coprocoque, et Parabactéroïdes chez ces patients. Troisièmement, Les niveaux d'IL-18 dans le sérum et les matières fécales sont plus élevés dans le COVID-19. Aucun de ces changements n'a été observé ni chez les patients atteints de grippe saisonnière ni chez les témoins.

Cela peut suggérer, ils disent, cette " la dysbiose du microbiote intestinal due à l'infection par le SRAS-CoV-2 peut contribuer à la gravité de la maladie, et que l'IL-18 pourrait servir d'indicateur d'infection intestinale chez les patients COVID-19 ." Ils incluent une mise en garde importante :tous les patients COVID-19 ont été traités pendant la période d'étude, ce qui pourrait être un facteur de confusion. D'autres études doivent exclure l'impact des antibiotiques et autres médicaments utilisés sur le microbiote intestinal de ces patients.

*Avis important

medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, donc, ne doit pas être considéré comme concluant, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.