La composizione e la struttura del microbioma nasofaringeo si riferiscono alla gravità della malattia COVID-19

Le infezioni virali sono associate a cambiamenti nel microbioma del tratto respiratorio superiore/rinofaringeo (NP). Inoltre, molti studi ipotizzano la possibilità di "super infezioni" dovute all'immunità soppressa durante un attacco virale.

I patogeni virulenti possono essere promossi dal microbiota, ma il microbiota commensale può anche sopprimere la diffusione dei virus. È stato dimostrato che queste interazioni influenzano gli esiti clinici.

Come funziona la pandemia di COVID-19 (malattia da coronavirus 2019) in corso, causata dalla sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2), influenzare il microbioma batterico?

In un recente studio condotto dalla dott.ssa Amy K Feehan, i ricercatori hanno ipotizzato che lo stato di COVID-19 sarebbe stato associato a un cambiamento nel microbioma NP, soprattutto nei pazienti ospedalizzati. I risultati di questo studio supportano i cambiamenti dinamici e significativi del microbioma nello spazio NP, soprattutto quando i pazienti utilizzano un dispositivo di assistenza alla respirazione.

I trattamenti di respirazione sono forniti ai pazienti ospedalizzati COVID-19. In questo studio, i ricercatori hanno esaminato la composizione della comunità in relazione a tre attributi:stato COVID-19, assistenza alla respirazione, e l'uso di antibiotici. Questo studio è pubblicato sulla rivista, Microbiologia applicata.

"Le differenze trasversali nel microbioma erano evidenti con l'infezione da SARS-CoV-2, ma sono necessari studi longitudinali per comprendere le dinamiche della modulazione del trattamento virale e respiratorio dei microbi”.

Lo studio

I ricercatori hanno utilizzato il sequenziamento superficiale di una serie di campioni di rifiuti medici provenienti dalla Louisiana, STATI UNITI D'AMERICA, che sono stati confermati da PCR positivi per SARS-CoV-2 in una gamma di gravità (asintomatica, ricovero, e morte). Questo studio ha incluso 79 campioni positivi per SARS-CoV-2 e 20 campioni negativi (controllo).

I ricercatori hanno presentato i dati demografici associati ai campioni. Per esempio, informazioni come il ricovero, uso di un dispositivo di assistenza alla respirazione, gravità COVID-19, stato di fumatore, età, Genere, e razza.

Utilizzando il sequenziamento e la classificazione metagenomici, hanno valutato la composizione del microbioma dei tamponi nasofaringei di questi individui SARS-CoV-2 positivi e negativi.

Grafico a barre della percentuale di pazienti all'interno di ciascun gruppo per tre attributi in cui è stato rilevato il genere. Ciascuna delle barre rappresenta uno dei 21 generi (asse x). Sono stati testati tre attributi:stato di infezione da COVID-19

Composizione della comunità e abbondanza differenziale

Hanno trovato un totale di 202 generi unici in tutti i campioni, di cui, hanno identificato un totale di 27 generi unici. Inoltre, La positività al COVID-19 è stata associata a una maggiore rappresentazione di serratia , un microrganismo onnipresente. In particolare, Serratia marcescens è un agente eziologico riconosciuto delle malattie umane, compresa la polmonite.

I ricercatori hanno scoperto serratia , Streptococco , Enterobatteri , Veillonella , Prevotella , e Rothia frequentemente nei pazienti COVID-19 che hanno utilizzato dispositivi di assistenza alla respirazione.

Anche, hanno riferito che due generi: Finegoldia , un patogeno umano opportunista, e Peptonifilo , tipicamente associato con l'intestino e il microbiota vaginale, erano del tutto assenti nei pazienti COVID-19 che richiedevano assistenza respiratoria; mentre presente in pazienti che non hanno richiesto l'assistenza respiratoria.

Hanno notato che l'abbondanza relativa individuale di Veillonella era simile tra i gruppi, e l'abbondanza relativa di Finegoldia era chiaramente più alto nel gruppo di utilizzo di antibiotici.

Diversità delle specie

Hanno calcolato la diversità alfa (diversità all'interno di una particolare area o ecosistema; ricchezza di specie) e la diversità beta (differenza nella diversità delle specie tra ecosistemi; ricambio di specie).

A differenza dello stato COVID-19, i ricercatori hanno scoperto che la diversità alfa era diversa per lo stato di età e per le persone che fumavano. È risaputo che l'età e il fumo influiscono sul microbioma intestinale, pelle, e delle alte vie respiratorie.

Mentre hanno scoperto che la diversità beta del microbioma è significativamente diversa per coloro che hanno avuto COVID-19, dispositivi di assistenza alla respirazione usati, ha avuto una degenza ospedaliera, e, anche, quelli che sono morti. Sorprendentemente, i ricercatori hanno osservato le differenze razziali nella diversità beta dello spazio NP e hanno sottolineato la necessità di uno studio su un ampio campione per valutarlo ulteriormente.

"L'interazione tra l'infezione da SARS-CoV-2, trattamento respiratorio, degenza ospedaliera, e microbiomi respiratori è complesso, ed è necessaria una tempistica dettagliata e/o un campionamento longitudinale dei pazienti per identificare le relazioni causali”.

Riepilogo

Sebbene questo studio non consideri l'uso di farmaci specifici assunti dagli individui a causa di limitazioni al momento della raccolta dei dati, evidenzia con forza la relazione tra l'infezione da COVID-19 e i cambiamenti nelle comunità microbiche. È evidente che il COVID-19 cambia il microbioma NP - nella diversità, frequenza, e abbondanza. Inoltre, il trattamento respiratorio influisce sul tipo e sull'abbondanza dei taxa microbici che compongono il microbioma NP.

Differenze nelle popolazioni di pazienti, geografia, e clima, o anche la quantità o la diversità genomica del virus SARS-CoV-2 giocano un ruolo nel microbioma NP.

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