Un modèle mathématique révèle le risque d'infection par le SRAS-CoV-2 après une transplantation de microbiote fécal

Dans leur nouvel article disponible sur le bioRxiv* serveur de préimpression, Des chercheurs américains de l'organisation à but non lucratif OpenBiome ont utilisé un modèle mathématique pour simuler l'utilité de différentes stratégies de test pour les échantillons fécaux et ont montré que la probabilité de libérer un don de microbiote fécal avec le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est faible lorsque plusieurs variables importantes sont prises en compte.

Nouveau coronavirus SARS-CoV-2 Micrographie électronique à balayage colorisée d'une cellule apoptotique (verte) fortement infectée par des particules du virus SARS-COV-2 (orange), isolé à partir d'un échantillon de patient. Image au NIAID Integrated Research Facility (IRF) à Fort Detrick, Maryland. Crédit :NIAID

SRAS-CoV-2, un agent causal de la pandémie de maladie à coronavirus perturbateur (COVID-19), est principalement considéré comme un agent pathogène respiratoire; cependant, les preuves suggèrent que le virus peut se répliquer indépendamment dans l'intestin, augmentant la probabilité de transmission fécale-orale.

Cela pourrait en effet être un problème important avec la transplantation de microbiote fécal, qui est le processus de transfert des selles d'un donneur sain dans l'intestin d'un patient afin de restaurer le microbiome intestinal. Actuellement, cette approche est recommandée pour les infections nosocomiales fréquentes avec Clostridioides difficile et est actuellement explorée comme approche expérimentale pour de nombreuses autres conditions.

Cependant, malgré le consensus selon lequel les donneurs de microbiote fœtal devraient être dépistés pour le SARS-CoV-2, la stratégie optimale pour détecter le portage asymptomatique chez les donneurs est encore insaisissable, tandis que la combinaison de tests n'a pas encore été évaluée ou comparée.

D'où, les chercheurs de l'OpenBiome (c'est-à-dire, une organisation à but non lucratif dans le Massachusetts, qui exploite une banque publique de selles et soutient la recherche développée sur le microbiome humain) a développé un modèle mathématique de l'infection par le SRAS-CoV-2 chez les donneurs de greffe fécale qui simule l'effet de diverses stratégies de test.

Quantification de l'effet des tests sur la réduction de la transmission du SRAS-CoV-2

En bref, ces scientifiques ont construit un modèle abstrait de donneurs de transplantation de microbiote fécal, simuler leur calendrier de dons, l'incidence de l'infection par le SRAS-CoV-2, ainsi que le cours de la maladie COVID-19.

Diverses stratégies de dépistage ont été superposées à ces simulations - en tenant compte de la sensibilité et de la spécificité sous-optimales de chaque test - afin d'estimer combien de dons virus-négatifs et virus-positifs seraient libérés de manière appropriée ou indésirable, respectivement.

Par conséquent, le modèle conçu a présenté deux résultats :le nombre de « vrais négatifs, « dons négatifs pour le virus libérés, et le nombre de "faux négatifs, " Les dons positifs pour le virus ont été libérés.

Par conséquent, une approche de dépistage souhaitable libérerait de nombreux dons virus-négatifs et seulement une poignée ou aucun dons virus-positifs ; d'autre part, une mauvaise stratégie détruirait inutilement un large éventail de dons virus-négatifs ou libérerait une pléthore de dons virus-positifs.

"Le modèle quantifie l'effet de tests plus stricts sur la réduction souhaitable des risques potentiellement infectieux, les dons positifs pour le virus transformés en matériel de transplantation de microbiote fécal et libérés pour utilisation, ainsi que la réduction indésirable des dons virés-négatifs libérés", les auteurs de l'étude résument leur approche méthodologique.

Nombre de dons virus-négatifs et positifs libérés (colonnes, axe des x) à travers les simulations (axe des y) pour différentes incidences quotidiennes (lignes, infections par personne et par jour) lors de l'utilisation de différentes stratégies de test (couleurs). Les écouvillonnages sont toujours à intervalles de 14 jours et la sérologie est toujours à intervalles de 60 jours. Des tests de selles sont effectués à des intervalles de 14 jours, intervalles de 28 jours, ou pour chaque don.

Paramètres clés :intervalle de don, spécificités du test et incidence virale

Le nombre de dons positifs et négatifs pour le virus publiés différait selon les simulations et dépendait de la stratégie de test et de l'incidence de l'infection. En bref, les stratégies les plus sensibles étaient aussi les moins spécifiques.

"En général, les stratégies les plus sensibles ont libéré moins de dons positifs pour le virus, mais ont également éliminé les donneurs de manière précoce en raison de faux positifs et ont donc libéré moins de dons négatifs pour le virus par donneur, " ont précisé les auteurs de l'étude.

De plus, la différence de risque de matériel infecté par le virus libéré lorsque les stratégies les plus et les moins strictes étaient comparées était équivalente à l'effet d'un changement de 100 fois dans l'incidence quotidienne du SRAS-CoV-2.

Lorsque l'analyse de sensibilité a été menée, les paramètres qui étaient fortement associés aux deux résultats mentionnés ci-dessus étaient l'intervalle de don (c'est-à-dire, un intervalle plus long a donné moins de dons négatifs pour le virus), les caractéristiques des trois tests (c. plus de dons séronégatifs libérés avec l'utilisation de tests spécifiques), et l'incidence du SRAS-CoV-2 (c'est-à-dire une incidence plus élevée est corrélée à un plus grand nombre de dons positifs pour le virus libérés).

Déterminer la valeur du modèle

La force de cette analyse réside dans son traitement quantitatif d'une question clinique brûlante. Toujours, toutes les prédictions quantitatives faites par le modèle doivent être considérées comme des lignes directrices pour le raisonnement clinique plutôt que comme des prévisions claires et sans ambiguïté.

Par ailleurs, la vérification de ce modèle peut s'avérer assez difficile, puisque la possibilité de transmission fécale-orale du SARS-CoV-2 n'a pas été confirmée, et il n'y a pas de "gold standard" pour détecter cet agent viral dans les échantillons de selles. Aussi, de nombreuses hypothèses du modèle peuvent ne plus être applicables.

« Bien que ces résultats soient encourageants, nous avertissons à nouveau qu'ils dépendent d'un certain nombre d'hypothèses sur la qualité des tests et l'épidémiologie du SRAS-CoV-2 qui seront affinées dans les mois à venir", disent les auteurs de l'étude.

Néanmoins, la méthode est en effet précieuse pour évaluer les risques de transmission dans cette pandémie en cours. Outre, cette approche peut être utilisée comme modèle pour évaluer les stratégies de test pour d'autres micro-organismes pathogènes ou des thérapies d'origine humaine au-delà de la transplantation de microbiote fécal.

*Avis important

bioRxiv 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.

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