Uno studio ha associato il microbiota intestinale alle risposte immunitarie infiammatorie dell’ospite in caso di pazienti Covid: i risultati
La correlazione tra la composizione del microbiota intestinale, i livelli di citochine e altri marcatori infiammatori tra i pazienti COVID-19 ha mostrato che il microbioma intestinale è legato alla gravità del COVID-19, secondo uno studio pubblicato Gut.
L’infezione da SARS-CoV-2 induce la risposta del sistema immunitario per eliminare il virus, ma ci sono prove che suggeriscono che risposte aberranti sono responsabili di esiti gravi e possibilmente di altre condizioni infiammatorie oltre al COVID19.
I pazienti con malattia grave presentano alti livelli plasmatici di citochine infiammatorie e marker infiammatori nel sangue come IL 6, 8 e 10 nonché proteina C reattiva (CRP) e lattato deidrogenasi (LDH) che riflettono la risposta immunitaria e il danno tissutale da infezione da SARS-CoV-2.
Inoltre, alcuni pazienti sviluppano sintomi autoinfiammatori dopo il recupero, i più importanti sono la sindrome infiammatoria multisistemica e la malattia simile alla sindrome di Kawasaki nei bambini.
Diverse osservazioni suggeriscono un sostanziale coinvolgimento del tratto gastrointestinale, come la capacità di SARS-CoV-2 di infettare e replicare negli enterociti umani dell’intestino tenue, il rilevamento coerente dell’RNA del virus nei campioni fecali e la composizione del microbiota intestinale alterata nei soggetti infetti da SARS-CoV-2.
Poiché il tratto gastrointestinale è il più grande organo immunologico del corpo e il suo microbiota residente modula la risposta immunitaria dell’ospite. Gli autori hanno ipotizzato che il microbiota intestinale sia associato alle risposte immunitarie infiammatorie dell’ospite in caso di COVID19.
In questo studio è stato caratterizzato il microbiota intestinale e la risposta del sistema immunitario in 100 pazienti con COVID-19 durante il ricovero e fino a 30 giorni dopo il recupero, mostrando che la composizione del microbiota intestinale durante il ricovero è associata alla gravità della malattia e alle concentrazioni plasmatiche di diverse citochine e marker infiammatori.
Inoltre, la composizione del microbiota intestinale nei pazienti guariti è rimasta significativamente alterata rispetto a individui non COVID-19, il che potrebbe avere importanti implicazioni in futuri problemi di salute oltre COVID-19.
“Questa analisi sulle alterazioni del microbiota intestinale in associazione con la disregolazione immunitaria ha rivelato che i microrganismi intestinali sono probabilmente coinvolti nella modulazione delle risposte infiammatorie dell’ospite nel COVID-19” hanno evidenziato Yun Kit Yeoh, del dipartimento di microbiologia, della Chinese University of Hong Kong, Shatin e colleghi.
“Con prove crescenti che i microrganismi intestinali sono collegati a malattie infiammatorie all’interno e all’esterno dell’intestino, questi risultati sottolineano l’urgente necessità di comprendere i ruoli specifici dei microrganismi intestinali nella funzione immunitaria umana e nell’infiammazione sistemica”.
In questo studio a due coorti, Yeoh e colleghi hanno ottenuto campioni di sangue e feci da 100 pazienti con infezione SARS-CoV-2 confermata in laboratorio.
I ricercatori hanno raccolto campioni di feci seriali da 27 dei 100 pazienti fino a 30 giorni dall’eliminazione del SARS-CoV-2. Il sequenziamento del DNA totale estratto dalle feci è stato utilizzato per caratterizzare le composizioni del microbioma intestinale. Il plasma è stato utilizzato per misurare le concentrazioni di citochine infiammatorie e marcatori del sangue.
C’erano 47 pazienti femmine e 53 maschi con COVID-19 con età media ± SDage di 36,4 ± 18,7 anni.
Sono state osservate malattie critiche, gravi, moderate e lievi rispettivamente nel 3,0%, 5,0%, 45,0% e 47,0% dei pazienti. In confronto, la coorte non COVID-19 era composta da 45 donne e 33 uomini con età media ± SDage di 45,5 ± 13,3 anni.
Le comorbilità nella coorte COVID-19 includevano ipertensione, iperlipidemia, diabete e malattie cardiache, sebbene presenti in meno di cinque pazienti ciascuno tranne che per ipertensione presente in 11.
Per la coorte non COVID-19, l’ipertensione era l’unica maggiore comorbidità presente in 11 individui.
Dei 100 pazienti con COVID-19, 41 hanno fornito più campioni di feci per tutta la durata della degenza ospedaliera e/o del follow-up dopo la dimissione; 34 e 46 pazienti hanno ricevuto rispettivamente antibiotici e antivirali, prima della raccolta delle feci.
I risultati hanno mostrato che il microbioma intestinale è cambiato tra i pazienti con COVID-19 rispetto agli individui senza COVID-19 indipendentemente dal fatto che i pazienti ricevessero farmaci (p<0.01).
A livello di phylum, i membri dei Bacteroidetes erano più abbondanti nei pazienti con COVID-19 rispetto a individui non COVID-19 (media 23,9% vs 12,8%, p <0,001), mentre gli Actinobatteri erano più abbondanti negli individui non COVID-19 (26,1% vs 19,0%, p <0,05).
A livello di specie, sono state identificate associazioni significative con la malattia (COVID-19 vs non COVID-19) e antibiotici (p <0,05) ma non un carico di SARS-CoV-2 nelle feci. Erano usati i seguenti farmaci: antivirale (lopinavir / ritonavir, ribavirina o oseltamivir in 39 su 87 pazienti), corticosteroidi e uso di inibitori della pompa protonica.
Senza considerare l’uso di antibiotici, differenze di composizione nel microbiota intestinale di COVID-19 sono stati principalmente guidati dall’arricchimento di specie tra cui Ruminococcus gnavus, Ruminococcus torques e Bacteroides dorei e deplezione di Bifidobacterium adolescentis, Faecalibacterium prausnitzii e Eubacterium rectale (p <0,05).
Quando sono stati esaminati gli effetti degli antibiotici, le differenze tra le coorti erano principalmente legate all’arricchimento di taxa come Parabacteroides, Sutterella wadsworthensis e Bacteroides caccae e deplezione di Adlercreutzia equolifaciens, Dorea formicigenerans e Clostridium leptum in COVID-19 rispetto a non COVID-19 (p <0,05), sebbene la maggior parte dei taxa implicati comprendessero meno dello 0,1% in questi campioni.
All’interno della coorte COVID-19, la composizione del microbiota intestinale campionata durante il ricovero (n=87) era associata in modo più significativo alla gravità della malattia (lieve, moderata, grave, critica) seguita dagli antibiotici con effetto decrescente (p <0,05).
Nell’identificare le specie microbiche associate alla gravità della malattia, gli autori hanno scoperto che F. prausnitzii e Bifidobacterium bifidum erano negativamente correlati alla gravità dopo aggiustamento per l’uso di antibiotici e l’età dei pazienti (p <0,05).
Anche altre specie microbiche tipicamente abbondanti nell’intestino umano, inclusi B. adolescentis ed E. rectale, hanno mostrato riduzioni con l’aumento della gravità della malattia sebbene queste non fossero statisticamente significative.
“Diversi commensali intestinali con potenziale immunomodulatore noto, come Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale e bifidobatteri erano sottorappresentati nei pazienti con COVID e sono rimasti bassi nei campioni raccolti fino a 30 giorni dopo la risoluzione della malattia”, hanno scritto Yeoh e colleghi.
Secondo i ricercatori, questo ha dimostrato una stratificazione con gravità della malattia coerente con concentrazioni elevate di citochine infiammatorie e marcatori del sangue tra cui la proteina C reattiva, la lattato deidrogenasi, l’aspartato aminotransferasi e la gamma-glutamil transferasi.
Dunque, la composizione del microbiota intestinale sarebbe associata all’entità della risposta immunitaria a COVID-19 e ai danni nei tessuti e quindi potrebbe svolgere un ruolo nella regolazione della gravità della malattia.
Come hanno concluso gli autori: “Il microbiota intestinale disbiotico che persiste dopo la risoluzione della malattia potrebbe essere un fattore nello sviluppo di sintomi persistenti e/o sindromi infiammatorie multisistemiche che si verificano in alcuni pazienti dopo l’eliminazione del virus”, hanno scritto gli autori.
Riferimenti
Yun Kit Yeoh et al., Gut microbiota composition reflects disease severity and dysfunctional immune responses in patients with COVID-19. Gut . 2021 Jan 11;gutjnl-2020-323020. doi: 10.1136/gutjnl-2020-323020. leggi