Propuštena crijeva i mikrobna disbioza mogli bi pridonijeti oluji citokina u teško bolesnim slučajevima COVID-19

Dok se svijet približava mračnoj prekretnici od tri milijuna smrtnih slučajeva od bolesti COVID-19, novi istraživački rad preprinta objavljen u bioRxiv * poslužitelj pokazuje da prisutnost crijevnih bakterija u plazmi može biti pokazatelj progresivne bolesti. U bolesnika s već postojećim komorbiditetima, COVID-19 povezan je s težom bolešću.

Crijeva su dobro utvrđen put infekcije i meta su virusnih oštećenja teškim akutnim respiratornim sindromom koronavirus 2 (SARS-CoV-2), uzročnik COVID-19. Tome u prilog ide i kliničko zapažanje da oko polovice pacijenata s COVID-19 pokazuje gastrointestinalne (GI) simptome.

Hospitalizirani pacijenti s kritičnim COVID-19 također često imaju komplikacije u crijevima. Osim gore navedenog, prijavljuje se venska ili arterijska tromboembolija mezenterijalnih žila i ishemija tankog crijeva, osobito u pacijenata koji su hospitalizirani na dulje vrijeme.

SARS-CoV-2 infekcija narušava crijevnu barijeru i dovodi do povišenja sistemskog bakterijskog lipopolisaharida i peptidoglikana te služi za pojačavanje sistemske upale. Stoga, curenje crijeva i mikrobna disbioza mogli bi pridonijeti oluji citokina u pacijenata koji su teško bolesni s COVID -19.

Ciljevi i detalji studije

Trenutna studija, sa sjedištem u Birminghamu, Alabama, u SAD-u, ima za cilj zabilježiti prisutnost biomarkera u plazmi koji ukazuju na probijanje epitelne barijere crijeva, te prisutnost crijevnih mikroba u plazmi.

Nažalost, oboje se nije moglo testirati u istoj skupini pacijenata zbog male količine dostupne plazme.

Od 30 pacijenata uključenih u studiju s potvrđenom infekcijom SARS-CoV-2, svi su imali proljev i mučninu zajedno s temperaturom i nedostatkom daha. Prosječna dob bila je 63 godine. Samo su dva pacijenta imala kritičnu bolest.

Više od trećine ima dijabetes, a polovica je doživjela krvne ugruške. Od 30, 23 pacijenta imala su prekomjernu težinu. Pet pacijenata imalo je bolnički ishod u bolnici.

Laboratorijski rezultati

Limfopenija i anemija uočene su na pola, i dvije trećine pacijenata, zajedno s visokim brojem monocita. Neutrofili su također povišeni, u 60% muškaraca u odnosu na 45% žena. To je značajno jer oni prvi reagiraju na bilo koju infekciju.

Ukupni broj leukocita bio je povišen u oko 40% osoba oboljelih od COVID-19, no abnormalnosti u broju trombocita uočene su u samo 17% ispitanika. Samo su dva pacijenta pokazala visoku razinu natriuretičkog peptida u mozgu (BNP), vjerojatno zbog zatajenja srca.

C-reaktivni peptid, marker upale, bio je povišen kod svih pacijenata, pri čemu šest pacijenata pokazuje razine u skladu s teškom upalom. Osam ispitanika pokazalo je visoku razinu feritina, pri čemu polovica njih ima razine koje ukazuju na upalu.

Gotovo svi pacijenti imali su visoke razine glukoze i laktat dehidrogenaze (LDH) natašte. Oko dvije trećine imalo je anemiju, Povećana razina troponina-I, ukazuje na ozljedu srca, pronađeni su u 80% muških ispitanika, naspram samo jednog ženskog subjekta.

Crijevni mikrobi u plazmi

14 uzoraka plazme poslanih na procjenu na prisutnost bakterija dalo je preko 150, 000 čitanja u nizu, sa signalom koji ukazuje na jaku prisutnost bakterija u dvije trećine uzoraka. Ukupna mikrobna populacija bila je usporediva među pacijentima s COVID-19.

Koristeći lančanu reakciju polimeraze, došlo se do indeksa disbioze za mjerenje obilja bakterijskih skupina u svakom uzorku. Svih devet uzoraka koji su ukazivali na prisutnost bakterija pokazali su iste tri glavne vrste, Proteobakterije , Firmicutes , i Actinobacteria , s jednim pacijentom koji pokazuje nepoznate bakterije u značajnijem broju među svih 14.

To su isti oni koji su pronađeni u zdravoj plazmi, također.

Najviše je obogaćen tip Proteobakterije , dok Bakteroidi bili prisutni u vrlo ograničenom broju. Među dva pacijenta sa smrtnim ishodom COVID-19, broj Firmicutesa bio je nizak. Možda obilje ovog tipa može biti biomarker za ozbiljnost bolesti.

I gram-negativne bakterije i lipopolisaharidi (LPS), koji je glavni endotoksin koji potječe iz stanične stjenke ovih bakterija, veći su u uzorcima plazme pacijenata s COVID-19.

Probijanje barijere crijeva

Prisutnost crijevnih mikroba u plazmi može ukazivati ​​na nedostatke epitelne barijere crijeva, omogućujući bakterijama migraciju kroz epitelne stanice u sistemske krvne žile. Ovo je važna komponenta u sustavnoj upali i temelj je progresije COVID-19 u ovih pacijenata.

Kao marker propusnosti crijeva, izmjerene su razine proteina-2 (FABP2) koje vežu masne kiseline, budući da je to protein koji se nalazi u epitelnim stanicama crijeva i veže slobodne masne kiseline, kolesterol, i retinoidi. Kao takav, njegovo povišenje u plazmi ukazuje na oštećenje sluznice u crijevima.

Očekivano, Razine FABP2 bile su visoke u plazmi pacijenata s COVID-19 u odnosu na zdrave osobe.

Crijevni mikrobni peptidi u plazmi otrovni su po tome što pokreću upalne putove i dovode do sistemskog oštećenja. Kao mjerilo ovog fenomena, istraživači su uočili veće razine peptidoglikana (PGN) i LPS u plazmi COVID-19, gotovo dvostruko više od zdravih kontrola.

Koje su implikacije?

Translokacija crijevnih mikroba, obično se nalazi samo u izmetu, u sustavnu cirkulaciju temeljna je odrednica imunološke funkcije i metabolizma. Prisutnost crijevnih mikroba u plazmi može potaknuti i također pogoršati upalne signalne putove u tijelu.

Upala je ključna za patogenezu teškog i kritičnog COVID-19. Nalazi ove studije mogu podržati teoriju da je to uzrokovano kretanjem crijevnih bakterija u cirkulaciju tijela kod ovih pacijenata. Ovaj, zauzvrat, može biti posljedica veće propusnosti crijeva zbog disfunkcije epitelne barijere.

Utvrđeno je da se izlučivanje virusa u izmetu održava i do mjesec dana nakon povlačenja simptoma pluća, što ukazuje da virusna kolonizacija crijeva može trajati dulje od dišnih putova.

Pacijenti s COVID-19 u ovom uzorku imali su veću vjerojatnost dijabetesa i pretilosti u odnosu na kontrole. Kod takvih pacijenata, komenzalne bakterije Lactobacillus manje su zastupljeni, i to smanjenje je pronađeno u maloj skupini od devet pacijenata testiranih na početku hospitalizacije u ovoj studiji.

Većina smrtnih slučajeva od COVID-19 posljedica je sepse. U ovoj studiji, obilje više patogenih vrsta kao što su Acinetobacter i Pseudomona bio veći u crijevima. Čak i nakon što se infekcija riješila, uporna disbioza, što ukazuje da crijeva mogu dugoročno trpjeti posljedice ove bolesti.

Metabolom plazme povezan je s mikrobiomom crijeva u patogenezi mnogih bolesti. Neuspjeh crijevne barijere dovodi do otkrivanja bakterijskih metaboličkih produkata u plazmi, u stanjima poput ulceroznog kolitisa.

Studija sugerira, " L neugledna crijeva i mikrobna disbioza mogli bi pridonijeti oluji citokina u pacijenata teško oboljelih od COVID -19 . "

*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.

• Istraživači otkrivaju nove metaboličke sposobnosti crijevnih bakterija
• Jedinstveno gljivično okruženje u plućima