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El microbioma pulmonar predice la gravedad de la enfermedad COVID-19

Un nuevo trabajo de investigación preimpreso publicado en el medRxiv * El servidor encontró cambios en el microbioma pulmonar durante la infección por coronavirus 2 (SARS-CoV-2) del síndrome respiratorio agudo severo que influyen en la gravedad de la enfermedad COVID-19. Dirigido por Ronald G. Collman de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania, sugieren que una amplia diversidad en el microbioma está asociada con enfermedades menos graves y la necesidad de hospitalización.

Se observaron diferencias en el microbioma en pacientes intubados que mostraron una mayor prevalencia de Estafilococo . Mayores cantidades de Anelloviridae y Redondoviridae también se correlacionaron con pacientes intubados con complicaciones graves de COVID-19.

Los investigadores escriben:

“Informamos una disbiosis profunda del microbioma bacteriano y viral del tracto respiratorio en pacientes hospitalizados con COVID-19, que difiere de la de los pacientes no COVID, exhibe una desestabilización acelerada con el tiempo, y se asocia con la gravedad de la enfermedad y los perfiles inmunitarios sistémicos.

Estudio:Firmas de la gravedad de COVID-19 y la respuesta inmune en el microbioma del tracto respiratorio. Haber de imagen:Kateryna Kon / Shutterstock

Como lo hicieron

El equipo recolectó hisopos orofaríngeos o nasofaríngeos de 83 pacientes hospitalizados por infección por COVID-19. Los pacientes tenían una mediana de 64 años e incluían 39 mujeres y 44 hombres. Aproximadamente el 67% de los pacientes eran negros, seguido por el 24% de los pacientes que se identifican como blancos. Excepto por cinco, todos tenían comorbilidades. Las muestras se obtuvieron a una mediana de cuatro días después de ser hospitalizadas. También hubo un 48% de los participantes que fueron intubados, con un 24% muriendo. Estos pacientes también dieron muestras de aspirado endotraqueal.

Trece participantes sin COVID-19 pero con una afección subyacente fueron hospitalizados, pero no en la UCI. Aproximadamente el 62% necesitó ser intubado, y de esos, Murió el 46%.

La gravedad de la enfermedad se midió utilizando la escala de 11 puntos de la OMS, siendo la hospitalización un nivel 4 y la muerte un nivel 10.

Se recogió un total de 582 muestras para análisis de microbiomas de pacientes COVID positivos y 75 de no COVID.

Los controles del estudio consistieron en 30 individuos sanos que proporcionaron muestras de hisopo y 12 muestras que se sometieron a broncoscopia y lavado broncoalveolar.

Niveles de ARN del SARS-CoV-2

El ARN extraído de las muestras de los pacientes fue variable, y la carga viral se redujo a indetectable en la mayoría de los pacientes durante la progresión de la enfermedad. Sin embargo, algunos pacientes continuaron presentando ARN del SARS-CoV-2 3 semanas después del inicio de los síntomas.

Los niveles de ARN no se correlacionaron con los resultados clínicos.

La secuenciación del genoma de 26 muestras de pacientes mostró que el SARS-CoV-2 pertenecía al linaje B.1. Este linaje contiene la mutación D614G en la proteína de pico junto con la variante P314L.

Microbioma pulmonar menos diverso en pacientes intubados con COVID-19

Los microbiomas respiratorios de los pacientes intubados incluían patógenos respiratorios comunes, incluso Estafilococo, Klebsiella, y Stenotrophomonas . Sin embargo, Se observaron microbiomas menos diversos en pacientes con COVID-19.

De los 24 pacientes intubados, 6 microbiomas mostraron una alta prevalencia de Estafilococo . Aproximadamente 5 pacientes mostraron predominio de Staphylococcus en el microbioma una semana después de la prueba de cultivo, y solo 3 tuvieron S. aureus . Tres pacientes tuvieron Enterococcus .

Otros patógenos presentes pero en cantidades más pequeñas incluidos Stenotrophomonas , Enterobacterias , y Enterobacterales .

Los investigadores encontraron estabilidad en el microbioma de algunos pacientes, mientras que otros mostraron cambios con el tiempo. Concluyen:

"Por lo tanto, el microbioma del tracto respiratorio inferior en pacientes críticos intubados con COVID-19 es de baja diversidad, puede estar dominado por patógenos o taxones normales de las vías respiratorias superiores, puede tener predilección por Staphylococcus, y puede ser muy dinámico ".

Patógenos relacionados con una mayor gravedad de la enfermedad

Las interrupciones en el microbioma también predijeron la inmunidad hacia COVID-19, una proporción más baja de linfocitos a neutrófilos vinculada a comunidades de microbiomas de las vías respiratorias menos diversas. Los niveles disminuidos se correlacionaron con una mayor gravedad de la enfermedad.

El equipo también examinó 193 características inmunitarias celulares individuales de muestras de fenotipado de células mononucleares de sangre periférica de 34 pacientes. Los resultados mostraron que el microbioma orofaríngeo está asociado con la composición de las células inmunes sistémicas.

El muestreo temprano mostró Anelloviridae y Redondoviridae fueron uno de los indicadores microbianos más excelentes para requerir intubación en el hospital. Los virus de ADN también se relacionaron con una puntuación más alta de la OMS, lo que indicó una mayor gravedad de la enfermedad.

Los investigadores utilizaron algoritmos de aprendizaje automático en dos pacientes para encontrar niveles elevados de pequeños virus de ADN circular que predecían si una persona sería intubada, aunque no eran tan fuertes como las bacterias para predecir la gravedad de la enfermedad COVID-19. Prevotella y Micoplasma en muestras orofaríngeas también se asociaron con un mayor riesgo de intubación hospitalaria. Esto sugiere linajes bacterianos en lugar de virus de ADN correlacionados con una mayor gravedad de la enfermedad.

“Nuestro análisis longitudinal reveló una mayor desestabilización del microbioma bacteriano orofaríngeo en pacientes con COVID-19 que en pacientes sin COVID. Este hallazgo es particularmente sorprendente dado que los pacientes sin COVID estaban en general más enfermos (todos en la UCI; 40% de mortalidad) que los pacientes con COVID-19 (tanto pacientes de UCI como fuera de la UCI; 24% de mortalidad) ".

Noticia importante

* medRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no debe considerarse concluyente, orientar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud, o tratada como información establecida.