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In che modo fattori dell'ospite come il microbioma polmonare aiutano nell'infezione da SARS-CoV-2?

La sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) è un virus a RNA che appartiene al genere Coronaviridae e al sottogenere betacoronavirus. È il nuovo agente patogeno altamente infettivo responsabile della malattia da coronavirus in corso 2019 (COVID-19). Da quando è stato rilevato per la prima volta nel dicembre 2019, il virus ha mietuto oltre 4 milioni di vittime in tutto il mondo.

Anche se questo virus infetta prevalentemente i polmoni, colpisce sistematicamente anche altri organi. La gravità della malattia varia da individuo a individuo; dove alcuni sono asintomatici infetti, altri mostrano sintomi da lievi a gravi.

Quanto gravemente un individuo può essere colpito dal virus è stato anche collegato a fattori e comorbilità specifici dell'ospite, Per esempio, età, immunodeficienze, ipertensione, malattie polmonari croniche, o disturbi metabolici. Inoltre, anche i cambiamenti nel microbioma nei pazienti infetti da COVID-19 sono legati alla gravità dei sintomi.

Studio:fattori dell'ospite che facilitano l'infezione e la replicazione del virus SARS-CoV-2 nei polmoni. Credito di immagine:nnattalli/Shutterstock

Un nuovo articolo di ricercatori in Germania è stato pubblicato in Scienze della vita cellulare e molecolare , che si concentra sulla connessione tra i fattori dell'ospite e l'aggravarsi del COVID-19. Ulteriore, è stato studiato anche l'impatto del virus sul microbioma dell'ospite e sull'infezione secondaria.

Comorbilità e COVID-19

Sebbene SARS-CoV-2 infetti persone di tutte le età, i gruppi di età più avanzata o quelli con condizioni mediche preesistenti erano più suscettibili rispetto ai gruppi di età più giovani senza problemi di salute preesistenti.

Negli anziani, la sovraespressione dell'enzima di conversione dell'angiotensina 2 (ACE2) – un importante recettore della cellula ospite che facilita l'ingresso virale nelle cellule – o l'esistenza di molte comorbidità legate all'età li rende un gruppo particolarmente vulnerabile.

Alcune comorbilità fortemente associate a gravi infezioni da COVID-19 sono l'obesità, ipertensione, diabete, polmone, fegato, e malattie renali, pazienti immunocompromessi, pazienti sottoposti a trattamenti con steroidi, e fumatori.

Meccanicamente, COVID-19 grave e ipertensione potrebbero essere collegati dal fatto che i pazienti ipertesi sono trattati con inibitori dell'enzima di conversione dell'angiotensina (ACE) e bloccanti del recettore dell'angiotensina (ARB). Questi trattamenti potrebbero potenzialmente aumentare i livelli di ACE2 in diversi tessuti in tal modo, aumentando la possibilità di infezione da SARS-CoV-2.

Gli individui con malattie cardiovascolari di base (CVD) sono spesso gravemente colpiti da COVID-19. La ragione di ciò può essere simile a quella nel caso dell'ipertensione (cioè, l'uso di ACE-inibitori e ARB). Molti farmaci antivirali hanno un impatto sull'aritmia cardiaca o su altri disturbi cardiovascolari.

Ulteriore, disturbi metabolici (MD), per esempio., diabete e obesità, sono associati a uno stato proinfiammatorio e protrombotico. Queste condizioni possono indurre l'aterosclerosi che limita il flusso sanguigno che si traduce in disfunzione d'organo a causa di un insufficiente apporto di ossigeno. Il diabete aumenta la furina proteasi legata alla membrana di tipo 1, che aiuta l'ingresso dei coronavirus nella cellula.

Fattori genetici dell'ospite e COVID 19

Sono stati condotti diversi studi di associazione genome-wide (GWAS) per analizzare l'effetto delle variazioni genetiche con i fenotipi clinici di COVID-19. I ricercatori hanno scoperto che due tipi di geni sono associati all'infezione da COVID-19:a) geni che consentono l'ingresso di SARS-CoV-2 nelle cellule epiteliali dell'ospite; e b) geni che regolano le risposte immunitarie innate e adattative.

Ulteriore, i ricercatori hanno anche stabilito una connessione tra il gruppo sanguigno ABO e i sintomi di COVID-19. I loro risultati suggeriscono che gli individui con il gruppo sanguigno O sono meno frequentemente positivi mentre le persone con il gruppo sanguigno A sono più suscettibili all'infezione da COVID-19 e sono più inclini a malattie gravi. L'espressione di alcune proteine, come L catepsina, TMPRSS2, TMPRSS4, e proteina del gruppo ad alta mobilità B1 (HMGB1), è associato a un aumento dell'ingresso e della replicazione virale.

Microbiota ospite e infezione virale

Il microbioma può essere descritto come un insieme di genomi di tutti i microrganismi, come batteri, fungo, Archea, e virus, in una nicchia specifica. Il microbioma umano (olobionte) svolge un ruolo vitale nella salute e nel funzionamento del corpo.

I ricercatori hanno ipotizzato che il microbioma polmonare prenda parte all'inizio e alla progressione della malattia. Il microbioma polmonare svolge un ruolo protettivo grazie alla sua elevata diversità, che è coinvolto con la competizione all'interno del microbioma e l'innesco immunitario. Sono disponibili pochissimi studi che si occupano del microbiota polmonare. Alcuni dei microbi presenti nei polmoni dei pazienti COVID-19 sono Proteobatteri, Acinetobacter Cryptococcus, eccetera.

I ricercatori che hanno studiato l'associazione tra il microbioma intestinale e la malattia COVID-19 hanno riferito che ACE2, il recettore per la proteina spike SARS-CoV-2, è altamente espresso negli enterociti intestinali.

Ulteriore, molti dei sintomi COVID-19 dei sintomi digestivi, vomito, e la diarrea sono direttamente collegate alla funzione intestinale. I ricercatori hanno riferito che alcuni microbi presenti nell'intestino, come Coprobacillus , Clostridium ramosum , e Clostridium hathewayi sono correlati positivamente con la grave malattia da COVID-19.

Rischi di coinfezione nel corso della malattia

I ricercatori hanno affermato che nel caso in cui il microbioma umano sia dominato da agenti patogeni, c'è un aumento del rischio di coinfezione. Due fattori principali che portano all'infezione microbica sono la disbiosi e lo squilibrio immunitario.

Un recente studio ha riportato che a Barcellona, Spagna, Il 3% dei pazienti ricoverati in ospedale a causa di gravi sintomi di COVID-19 presentava infezioni batteriche acquisite in comunità. Alcuni dei batteri patogeni che sono stati trovati sono Streptococcus pneumoniae, Enterobatteri, Haemophilus infuenzae e S. aureus.

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