De darm is een gevestigde infectieroute en doelwit voor virale schade door het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), de veroorzaker van COVID-19. Dit wordt ondersteund door de klinische observatie dat ongeveer de helft van de COVID-19-patiënten gastro-intestinale (GI) symptomen vertoont.
Gehospitaliseerde patiënten met kritieke COVID-19 hebben ook vaak darmcomplicaties. Naast het bovenstaande, veneuze of arteriële trombo-embolie van de mesenteriale vaten en ischemie van de dunne darm is gemeld, vooral bij patiënten die voor langere perioden in het ziekenhuis zijn opgenomen.
SARS-CoV-2-infectie verstoort de darmbarrière en leidt tot verhoging van systemische bacteriële lipopolysaccharide en peptidoglycaan en dient om systemische ontsteking te versterken. Daarom, lekkende darm en microbiële dysbiose kunnen bijdragen aan de cytokinestorm bij patiënten die ernstig ziek zijn met COVID-19.De huidige studie, gevestigd in Birmingham, Alabama, in Amerika, gericht op het vastleggen van de aanwezigheid van plasma-biomarkers die duiden op doorbraken van de darmepitheelbarrière, en de aanwezigheid van darmmicroben in het plasma.
Helaas, beide konden niet worden getest bij dezelfde subgroep van patiënten vanwege het kleine beschikbare plasmavolume.
Van de 30 patiënten die deelnamen aan het onderzoek met bevestigde SARS-CoV-2-infectie, ze hadden allemaal diarree en misselijkheid, samen met koorts en kortademigheid. De mediane leeftijd was 63 jaar. Slechts twee patiënten hadden een kritieke ziekte.
Meer dan een derde had diabetes, en de helft had last van bloedstolsels. Van de 30, 23 patiënten hadden overgewicht. Vijf patiënten hadden een fatale afloop in het ziekenhuis.
Lymfopenie en bloedarmoede werden bij de helft waargenomen, en tweederde van de patiënten, samen met hoge monocytenaantallen. Neutrofielen waren ook verhoogd, bij 60% van de mannen tegenover 45% van de vrouwen. Dit is belangrijk omdat zij de eerste responders zijn op elke infectie.
Het totale aantal leukocyten was verhoogd bij ongeveer 40% van de personen met COVID-19, maar bij slechts 17% van de proefpersonen werden afwijkingen in het aantal bloedplaatjes waargenomen. Slechts twee patiënten vertoonden hoge niveaus van hersennatriuretisch peptide (BNP), waarschijnlijk door hartfalen.
C-reactief peptide, een inflammatoire marker, was verhoogd bij alle patiënten, met zes patiënten die niveaus vertoonden die consistent waren met ernstige ontsteking. Acht proefpersonen vertoonden hoge ferritinewaarden, met de helft van hen met niveaus die wijzen op een ontsteking.
Bijna alle patiënten hadden hoge nuchtere glucose- en lactaatdehydrogenase (LDH) niveaus. Ongeveer tweederde had bloedarmoede, Verhoogde troponine-I-spiegels, suggereert hartletsel, werden gevonden bij 80% van de mannelijke proefpersonen, versus slechts één vrouwelijke proefpersoon.
De 14 plasmamonsters die ter beoordeling op de aanwezigheid van bacteriën werden gestuurd, leverden meer dan 150, 000 sequentiëring leest, waarbij het signaal wijst op een sterke bacteriële aanwezigheid in tweederde van de monsters. De totale microbiële populatie was vergelijkbaar tussen patiënten met COVID-19.
Met behulp van polymerasekettingreactie, een dysbiose-index werd bereikt om de overvloed aan bacteriële groepen in elk monster te meten. Alle negen monsters die op de aanwezigheid van bacteriën wezen, vertoonden dezelfde drie hoofdphyla, Proteobacteriën , Firmicutes , en Actinobacteriën , met één patiënt met onbekende bacteriën in significantere aantallen van alle 14.
Dit zijn dezelfde die zijn gevonden in gezond plasma, ook.
De meest verrijkte stam was Proteobacteriën , terwijl Bacteriën waren in zeer beperkte aantallen aanwezig. Van de twee patiënten met een fatale afloop van COVID-19, het aantal Firmicutes was laag. Misschien is de overvloed aan deze stam een biomarker voor de ernst van de ziekte.
Zowel Gram-negatieve bacteriën als lipopolysachariden (LPS), dat een belangrijk endotoxine is dat afkomstig is van de celwand van deze bacteriën, hoger zijn in de plasmamonsters van COVID-19-patiënten.
De aanwezigheid van darmmicroben in plasma kan wijzen op defecten in de darmepitheelbarrière, waardoor bacteriën door de epitheelcellen kunnen migreren naar de systemische bloedvaten. Dit is een belangrijk onderdeel van systemische ontsteking en ligt ten grondslag aan de progressie van COVID-19 bij deze patiënten.
Als een marker van darmpermeabiliteit, vetzuurbindend eiwit-2 (FABP2) niveaus werden gemeten, aangezien dit een eiwit is dat in de darmepitheelcellen wordt aangetroffen om vrije vetzuren te binden, cholesterol, en retinoïden. Als zodanig, de verhoging in plasma duidt op slijmvliesbeschadiging in de darm.
Zoals verwacht, De FABP2-spiegels waren hoog in het plasma van COVID-19-patiënten in vergelijking met gezonde personen.
Darmmicrobiële peptiden in plasma zijn toxisch omdat ze ontstekingsroutes veroorzaken en tot systemische schade leiden. Als maatstaf voor dit fenomeen, de onderzoekers observeerden hogere niveaus van peptidoglycaan (PGN) en LPS in COVID-19-plasma, op bijna het dubbele van de niveaus bij gezonde controles.
De translocatie van darmmicroben, normaal alleen te vinden in de ontlasting, in de systemische circulatie is een fundamentele determinant van de immuunfunctie en het metabolisme. De aanwezigheid van darmmicroben in plasma kan ontstekingssignaleringsroutes in het lichaam activeren en ook verergeren.
Ontsteking is de sleutel tot de pathogenese van ernstige en kritieke COVID-19. De bevindingen van deze studie kunnen de theorie ondersteunen dat dit wordt veroorzaakt door de beweging van darmbacteriën in de bloedsomloop van het lichaam bij deze patiënten. Dit, beurtelings, kan te wijten zijn aan een hogere darmpermeabiliteit vanwege een disfunctie van de epitheliale barrière.
Er is vastgesteld dat virusuitscheiding in de ontlasting tot een maand aanhoudt nadat de longsymptomen zijn verdwenen, wat aangeeft dat virale kolonisatie van de darm langer kan duren dan van de luchtwegen.
COVID-19-patiënten in deze steekproef hadden meer kans diabeet en zwaarlijvig te zijn in vergelijking met de controles. Bij dergelijke patiënten de commensale bacteriën Lactobacillus zijn minder overvloedig, en deze vermindering werd gevonden in een kleine groep van negen patiënten die werden getest aan het begin van de ziekenhuisopname in deze studie.
De meeste sterfgevallen door COVID-19 zijn te wijten aan sepsis. In dit onderzoek, de overvloed aan meerdere pathogene soorten zoals Acinetobacter en Pseudomona zat hoger in de darm. Zelfs nadat de infectie was verdwenen, dysbiose hield aan, wat erop wijst dat de darmen op de lange termijn de gevolgen van deze ziekte kunnen ondervinden.
Het plasmametaboloom is gekoppeld aan het darmmicrobioom in de pathogenese van veel ziekten. Falen van de darmbarrière leidt tot de detectie van bacteriële stofwisselingsproducten in het plasma, bij aandoeningen zoals colitis ulcerosa.
De studie suggereert, " L eaky gut en microbiële dysbiose kunnen bijdragen aan cytokinestorm bij patiënten die ernstig ziek zijn met COVID-19 ."
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.