Studie:Acute SARS-CoV-2-infectie is geassocieerd met een uitbreiding van bacteriële pathogenen in de neus, waaronder Pseudomonas Aeruginosa. Beeldcredits:Christoph Burgstedt / Shutterstock Het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) verspreidt zich voornamelijk door inademing van virale deeltjes in de lucht. Aangenomen wordt dat de belangrijkste plaats van initiële virale replicatie de neus is, in plaats van de mond, vanwege de hogere expressie van het receptor angiotensine-converting enzyme 2 (ACE2) in de neus.
Snelle virale replicatie in de bovenste luchtwegen kan leiden tot infectie in de onderste luchtwegen en ernstige ziekte. Echter, veel onderzoeken hebben geen correlatie aangetoond tussen de ernst van de ziekte en de virale belasting in de neus, wat suggereert dat er mogelijk andere factoren zijn die bijdragen aan de ernst van de ziekte.
Verschillende studies hebben gesuggereerd dat het microbioom in de neus en keel een rol kan spelen bij virale infecties. Virale infectie kan de microbiota verstoren en leiden tot co-infectie, die de ontsteking kunnen verergeren en de immuunrespons kunnen verstoren. Ernstige infectie kan ook leiden tot verlies van zowel geur als smaak. Echter, er zijn slechts enkele onderzoeken die het respiratoire microbioom bij COVID-19-patiënten hebben onderzocht.
In een nieuwe studie gepubliceerd op de bioRxiv* preprint-server, onderzoekers van de University of California Irvine onderzochten het effect van SARS-CoV-2-infectie op het neusmicrobioom.
Het team van onderzoekers gebruikte 16S ribosomale ribonucleïnezuur (rRNA) gen-ampliconsequencing om te bepalen of SARS-CoV-2-infectie leidde tot een verandering in de samenstelling van het nasale microbioom. Uit dit experiment bleek dat het neusmicrobioom van COVID-19-patiënten, in feite, anders dan degenen die de ziekte niet hadden, evenals dat wat aanwezig was in de neuzen van gezondheidswerkers. Het neusmicrobioom van COVID-19-patiënten en gezondheidswerkers was rijker dan niet-patiënten; echter, de microbiomen van alle drie de soorten monsters werden gedomineerd door een select aantal microben.
Het neusmicrobioom van een gezond persoon bestaat voornamelijk uit: Corynebacterie, stafylokokken, Streptokokken, Dolosigranulum, en Moraxella. De auteurs ontdekten dat veel pathogene bacteriën, zoals Rothia , Acinetobacter , en Pseudomonas, kwamen vaak voor bij COVID-19-patiënten, met bijzonder hoge niveaus van Pseudomonas aeruginosa gemeld bij deze patiënten.
Studies hebben aangetoond dat acute virale infecties het neusmicrobioom kunnen veranderen en een toename van pathogene bacteriën kunnen bevorderen. Een toename van Pseudomonas is ook gemeld in gevallen van griep, wat suggereert dat de aanwezigheid ervan misschien niet specifiek is voor COVID-19, maar eerder een algemene reactie is op ontstekingsprocessen.
Het neusmicrobioom van met SARS-CoV-2 geïnfecteerde patiënten is verschillend. (A) Schema van het studieontwerp. (B) Principal-coördinaatanalyse van nasale microbiële gemeenschappen ongewogen UniFrac-afstand gekleurd door gastheerstatus. De bijdrage van gastheerstatus, de totale variantie in de ongewogen UniFrac-ongelijkheidsmatrices, werd gemeten met PERMANOVA (Adonis met 10, 000 permutaties). (C, NS, E) Vioolplot ter illustratie van (D) gemiddelde ongewogen UniFrac-afstanden (C) aantal waargenomen amplicon-sequencing-varianten en (D) Shannon-diversiteit (E) opgesplitst naar gastheerstatus. Betekenis voor panelen C-E werd bepaald met behulp van Kruskal Wallis niet-parametrische ANOVA (p-waarden ingevoegd aan de onderkant van elk paneel), met Dunn's meervoudige vergelijking * =p <0,05, ** =p <0,01, *** =p <0,001, **** =p <0,0001. (F) Bubble plots van bacteriële geslachten gevonden met een gemiddelde overvloed van meer dan 1% over de gehele onderzoekspopulatie, van links naar rechts gerangschikt in dalende gemiddelde overvloed. De grootte van elke cirkel geeft de gemiddelde relatieve abundantie aan voor elke taxa in de aangegeven groep en de kleur van elke cirkel geeft aan tot welke bacteriële Phyla elke genera behoort. Deze resultaten komen overeen met bevindingen van secundaire bacteriële infecties bij COVID-19-patiënten. De samenstelling van het nasale microbioom zou daarom kunnen fungeren als het primaire monstertype om het risico van een persoon op secundaire infecties te beoordelen na herstel van bepaalde virale infecties.
Aanvullend, de in Californië gevestigde onderzoeksgroep ontdekte ook dat virale ladingen in de neus de diversiteit van het neusmicrobioom niet beïnvloedden. COVID-19-patiënten met een lage virale lading bleken een significantere hoeveelheid Streptokokken in hun neusmicrobioom , terwijl COVID-19-patiënten met matige virale lasten een grotere hoeveelheid Corynebacterium . Ten derde, COVID-19-patiënten met een hoge virale lading bleken hogere niveaus van Cutibacterie, Neisseria, en pseudomonas soorten die aanwezig zijn in hun neusmicrobioom.
De auteurs vergeleken vervolgens de nasale transcriptomen van de proefpersonen en ontdekten dat 692 genen verschillend tot expressie werden gebracht tussen COVID-19-patiënten en gezondheidswerkers. De opgereguleerde genen bij COVID-19-positieve personen waren geassocieerd met verdedigingsroutes van de gastheer. De genen die geassocieerd zijn met celdood, evenals die coderen voor remmende receptoren, werden ook opgereguleerd bij COVID-19-patiënten.
Ter vergelijking, sommige van de genen in COVID-19 waarvan werd vastgesteld dat ze gedownreguleerd waren, omvatten genen die verband houden met het handhaven van consistente interne omstandigheden, cellulaire organisatie, en neuronale weefselverwerking. Verder, de genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van mucine in de neusholtes, evenals die welke de zintuigen beïnvloeden, bleken ook gedownreguleerd te zijn. Bij elkaar genomen, deze bevindingen zouden het verlies van geur en smaak kunnen verklaren dat op grote schaal is gemeld bij COVID-19-patiënten.
Ziekenhuisinfecties blijven een grote uitdaging in de klinische setting. Deze infecties ontstaan vaak als gevolg van besmette ziekenhuisomgevingen en gezondheidswerkers. Vanwege hun langdurige blootstelling in ziekenhuizen, gezondheidswerkers zijn veelvoorkomende dragers van pathogene microben.
De auteurs vonden hogere niveaus van pathogenen zoals: Escerichia, Klebsiella, en Burkholderia in het neusmicrobioom van gezondheidswerkers. De overvloed aan Acinetobacter bleek hoger te zijn bij zowel COVID-19-patiënten als gezondheidswerkers, die te wijten kan zijn aan een mogelijke overdracht tussen de twee.
De resultaten van de huidige studie wijzen op een verandering in het nasale microbioom van personen die besmet zijn met SARS-CoV-2, met een toename van ziekteverwekkers zoals Pseudomonas aeruginosa . Een beperking van deze studie was het feit dat alleen het tijdstip werd beoordeeld; daarom, toekomstige studies die de samenstelling van het neusmicrobioom van COVID-19-patiënten vergelijken, gezonde individuen, en het ziekenhuis in de loop van de tijd het begrip kunnen verbeteren van hoe het neusmicrobioom verandert.
bioRxiv publiceert voorlopige wetenschappelijke rapporten die niet peer-reviewed zijn en, daarom, mag niet als definitief worden beschouwd, begeleiden klinische praktijk/gezondheidsgerelateerd gedrag, of behandeld als gevestigde informatie.
Antibioticum X-206 effectief tegen SARS-CoV-2 in vitro
Zijn op DNA gebaseerde diëten en gepersonaliseerde medische voeding de toekomst voor gewichtsverlies?
Hoe u uw immuunsysteem kunt versterken om het coronavirus te bestrijden
Oude microbiomen van primaten kunnen meer informatie opleveren over menselijke ontwikkeling
PENTAX Medical haalt $ 125 op,
GSK-3-remmers zijn veelbelovend bij de behandeling van coronavirusinfecties
Als u ouder bent dan 50,
Het is tijd voor een colonoscopie Mensen stellen bepaalde dingen uit:de garage opruimen, herschilderen van de woonkamer, de ramen wassen... en een colonoscopie laten doen. Maar een colonoscopie is wa
Toenemende risico's voor biologische verdediging van synthetische biologie
Een onderzoek in opdracht van het Amerikaanse ministerie van Defensie heeft uitgewezen dat er verschillende genetische manipulatietools zijn die kunnen worden gebruikt om in korte tijd biologische wap
Onderzoekers manipuleren bacteriesoorten in de darm met behulp van voeding
Wetenschappers van de Stanford University School of Medicine hebben aangetoond dat door het manipuleren van het dieet in een muismodel, het is mogelijk om de enting van een specifieke bacteriestam te