Disbioza u crijevnoj mikrobioti može uzrokovati ozbiljnu sekundarnu infekciju u pacijenata s COVID-19

Zanimljivo istraživanje koje su proveli znanstvenici u SAD-u nedavno je otkrilo da je mikrobiološka zajednica u crijevima izravno pogođena teškim akutnim respiratornim sindromom koronavirusa 2 (SARS-CoV-2) te da mikrobiomska crijevna mikrobioma posredovana virusom može uzrokovati teške sekundarne infekcije u oboljeli od koronavirusa 2019 (COVID-19). Studija je trenutno dostupna na bioRxiv * poslužitelj predispisa.

Studija:Disbioza crijevnih mikrobioma tijekom COVID-19 povezana je s povećanim rizikom od bakterijemije i mikrobne translokacije. Kredit za sliku:3D grafika Alpha Tauri / Shutterstock

Pozadina

Nedavno je uspostavljena potencijalna veza između crijevne mikrobiomske disbioze i ozbiljnosti COVID-19. U ovom kontekstu, studije su otkrile da infekcija SARS-CoV-2 može poremetiti mikrobnu populaciju prisutnu u crijevima. Disbioza crijevnih mikrobioma definirana je kao smanjenje mikrobne raznolikosti, kao i neravnoteža između korisnih i patogenih mikrobnih populacija u crijevima.

U značajnom udjelu oboljelih od COVID-19, često su uočene gastrointestinalne komplikacije zajedno s gubitkom komenzalnih crijevnih mikroba. Komenzalni mikrobi su korisni mikrobi koji izravno djeluju na imunološki sustav domaćina kako bi spriječili invaziju i kolonizaciju patogenih mikroba. Nedavno, studije su otkrile da pacijenti s COVID-19 liječeni antibioticima širokog spektra imaju značajno veći rizik od sekundarnih infekcija uzrokovanih bakterijama otpornim na više lijekova, što je pak povezano s gotovo 2 puta većom smrtnošću od septičkog šoka.

U sadašnjoj studiji, znanstvenici su željeli shvatiti može li mikrobiomska crijevna disbioza povećati rizik od sekundarne sistemske infekcije u pacijenata s COVID-19. Štoviše, istražili su može li infekcija SARS-CoV-2 izravno uzrokovati crijevnu disbiozu neovisno o statusu hospitalizacije i režimu liječenja.

Studirati dizajn

Studija je provedena na transgenim miševima koji eksprimiraju humani enzim koji pretvara angiotenzin 2 (ACE2). Miševi su intranazalno izazvani niskom ili visokom dozom SARS-CoV-2, a uzorci izmeta svakodnevno su se prikupljali radi ispitivanja bakterijskih populacija. U Dodatku, uzorci izmeta prikupljeni su od pacijenata zaraženih SARS-CoV-2 radi određivanja sastava crijevnog mikrobioma.

Važna zapažanja

U miševa zaraženih visokim dozama SARS-CoV-2, znanstvenici su primijetili značajne promjene u crijevnom mikrobiomu, uključujući smanjenje obligatnih anaerobnih mikroba i širenje Verrucomicrobiales. U roku od tjedan dana od infekcije, uočili su smanjenje alfa raznolikosti u crijevnom mikrobiomu. Važno je, kod zaraženih miševa, uočili su simptome teške sustavne infekcije, uključujući gubitak tjelesne težine, otežano disanje, smanjena aktivnost, i pogrbljeno držanje. Uzeto zajedno, nalazi pokazuju da infekcija SARS-CoV-2 izravno uzrokuje crijevnu mikrobiomsku disbiozu kod miševa.

Analizom sastava bakterija u uzorcima izmeta prikupljenim od pacijenata oboljelih od COVID-19 iz dvije različite bolnice, znanstvenici su uočili širok raspon bakterijskih različitosti. Nisu uočili nikakvu razliku u sastavu bakterija u uzorcima izmeta između dvije bolnice. Međutim, uočili su vrlo promjenjiv sastav bakterija u uzorcima. Daljnjom analizom, uočili su česte dominacije mikrobioma, koja je definirana kao mikrobna zajednica u kojoj određeni rod pokriva više od 50% populacije. Ova opažanja ukazuju na teške ozljede crijevnih mikrobioma u pacijenata s COVID-19.

U 21 bolesnika sa sistemskim sekundarnim infekcijama, uočili su smanjenu raznolikost bakterija. Svi ovi pacijenti liječeni su antibioticima tijekom hospitalizacije, s 80% primljenih antibiotika čak i prije otkrivanja sekundarne infekcije. Analiza fekalnih uzoraka prikupljenih od ovih pacijenata pokazala je da je rod Faecalibacterium negativno povezan sa sistemskom sekundarnom infekcijom. Bakterijske vrste iz roda Faecalibacterium najvitalnije su i najzastupljenije komenzalne bakterije crijevne mikrobiote. Poznato je da smanjenje roda Faecalibacterium narušava funkcije crijevne barijere.

Nadalje, usporedbom fekalnih bakterijskih sastava i krvnih bakterijskih sastava, znanstvenici su uočili veliku količinu sekundarnih bakterija koje izazivaju infekcije u odgovarajućim uzorcima izmeta. To ukazuje na to da se određene populacije bakterija translociraju iz crijeva u cirkulaciju kako bi uzrokovale sekundarnu infekciju u pacijenata s COVID-19. To bi se potencijalno moglo dogoditi zbog gubitka integriteta crijevne barijere uzrokovanog virusom.

Značaj studije

Studija otkriva da je disbioza posredovana SARS-CoV-2 u crijevnom mikrobiomu izravno povezana sa sistemskom sekundarnom infekcijom uočenom u pacijenata s COVID-19. Štoviše, studija pokazuje da se teške sekundarne infekcije mogu izazvati translokacijom bakterija iz crijeva u krv nakon mikrobiomske crijevne disbioze.

*Važna obavijest

bioRxiv objavljuje preliminarna znanstvena izvješća koja nisu recenzirana i, stoga, ne treba smatrati konačnim, usmjeriti kliničku praksu/ponašanje povezano sa zdravljem, ili se tretira kao utvrđena informacija.

• Redhill Biopharma najavljuje završetak faze 2/3 studije o oralnom opaganibu COVID-19
• Istraživači izoliraju ljudska monoklonska protutijela koja mogu neutralizirati nekoliko varijanti norovirusa