Koronavírusová choroba COVID-19 infekcia 3D lekárska ilustrácia. Obrazový kredit:Corona Borealis Studio / Shutterstock. Nová štúdia tvrdí, že závažný COVID-19 je spôsobený pozitívnou spätnou väzbou spustenou systémovým zápalom a sprostredkovanou abnormálnou priepustnosťou čreva. Toto zistenie by mohlo potenciálne pomôcť otvoriť nové cesty liečby.
Skorší výskum respiračných infekcií ukázal, že poškodenie pľúc prerušuje bežný rozhovor medzi pľúcnymi bunkami a črevným mikrobiómom, vyvolanie systémového zápalu a spôsobenie závažných chorôb. Takýto zápal tiež spôsobuje poruchu črevnej bariéry, umožnenie črevným mikróbom prejsť črevným epitelom a dostať sa do systémového obehu. To spôsobuje ďalší zápal a zhoršuje poranenie pľúc, dokončenie slučky pozitívnej spätnej väzby.
Môže sa vyskytnúť aj vírusová infekcia črevných buniek, viesť k priamemu poškodeniu a ďalšiemu narušeniu štruktúry a funkcie čriev, ako aj celistvosť črevnej bariéry. Tieto mechanizmy sú pravdepodobnejšie u starších alebo chorých osôb, ktorí už častejšie trpia črevnou dysbiózou.
Súčasná štúdia, publikovaný ako predtlač v medRxiv* server v novembri 2020, je založený na modeli systémovej biológie, používa sa na vyšetrenie plazmy od 60 pacientov s COVID-19, ale s rozsahom klinickej závažnosti. Ich vek sa pohyboval od 50 do 65 rokov.
Vedci zistili prudký nárast priepustnosti tesných spojov črevného epitelu pri závažnom ochorení COVID-19, signalizuje stratu funkcie črevnej bariéry. Toto bolo sprevádzané prudkým nárastom proteínového zonulínu, "Jediný známy fyziologický mediátor priepustnosti tesných spojov v tráviacom trakte." Zvýšený zonulín bol ukazovateľom vyššej úmrtnosti na závažný COVID-19.
Tiež merali hladinu plazmatického lipopolysacharidového (LPS) väzbového proteínu (LBP), marker akútnej infekcie alebo zápalu, ktorý sa viaže na bakteriálny LPS a spúšťa imunitný systém. To odráža zvýšený mikrobiálny prístup do krvného obehu cez deravé črevo, a jeho hladina sa zvýšila pri závažnom ochorení COVID-19, v porovnaní s ľahšími prípadmi.
Vyskytli sa aj zvýšenia hladín hubového markera, β-glukán, a proteínu tesného spoja occludin, pri ťažkom ochorení COVID-19. Avšak, koncentrácia črevného proteínu viažuceho mastné kyseliny (I-FABP) bola nezmenená, vylúčenie smrti črevných enterocytov.
Podľa očakávania, mikrobiálna migrácia čreva cez črevnú bariéru bola sprevádzaná znakmi myeloidného zápalu, s vyššími hladinami markerov zápalu neutrofilov a monocytov pri závažných ochoreniach, spolu s cytokínmi ako IL-6 a IL-1β, a reaktanty akútnej fázy CRP a D-dimér.
Imunomodulačné molekuly, ako sú lektíny, tiež vykazovali výrazne zvýšené hladiny u ťažko chorých pacientov, ktorí infekcii nakoniec podľahli. Vedci navyše pozorovali nerovnováhu v hladinách C3a a GDF15, ukazovatele aktivácie komplementu a oxidačného stresu, respektíve v smrteľných prípadoch.
Vedci poznamenávajú, "Tieto údaje podporujú našu hypotézu, že narušenie integrity črevnej bariéry, čo má za následok mikrobiálnu translokáciu, je spojená s vyšším systémovým zápalom a imunitnou aktiváciou počas závažného ochorenia COVID-19.
Abnormálna črevná permeabilita nielenže priamo spôsobuje systémový zápal, ale je spojená so zmenami koncentrácií radu plazmatických metabolitov. Nie sú to len dobre známe markery črevnej dysfunkcie, ale bioaktívne zlúčeniny, spojené so zápalovými a imunitnými reakciami.
Napríklad, je narušených niekoľko dôležitých dráh aminokyselín. Patria sem niektoré ako citrulín, ktoré sa produkujú iba v enterocytoch, alebo iné ako tryptofán, ktoré sú katabolizované enterocytmi. Výsledkom je nárast aminokyselín, ako je citrulín, kyselina jantárová, a v produktoch rozkladu tryptofánu. Tieto poruchy sú znakmi črevnej dysbiózy a dysregulácie imunitných interakcií s črevným mikrobiómom.
Štúdia:Vážny COVID-19 je poháňaný narušenou integritou narušenej črevnej bariéry. Obrazový kredit:SewCream / Shutterstock Tieto zmeny sa pozorovali u pacientov s ťažkým ochorením v porovnaní s kontrolami alebo s miernym ochorením COVID-19.
Pozorované zmeny metabolitov boli spojené so zápalovými markermi a markermi narušenia črevnej bariéry. Napríklad nízke hladiny citrulínu a vysoké hladiny metabolitu tryptofánu boli spojené s vyššími hladinami IL-6.
Poruchy metabolizmu aminokyselín pri závažnom ochorení COVID-19 narušili aj niekoľko lipidových dráh. Zo 16 najvýraznejšie postihnutých dráh tie, ktoré zahŕňali metabolizmus glycerofosfolipidu a cholínu, boli výrazne narušené. Oba sú úzko spojené s črevným mikrobiómom, a dysbióza má negatívny vplyv na rozklad a absorpciu týchto lipidov. Preto závažný COVID-19 je spojený so systémovými poruchami spôsobenými poruchou črevnej bariéry.
Glykány zdobia mnoho bielkovín a protilátok, ktoré regulujú imunitnú odpoveď. Enzýmy, ktoré ich degradujú, pochádzajú z niekoľkých črevných mikróbov, a ich translokácia môže viesť k zmene glykozylačného profilu. Toto, zasa môže vyvolať viac zápalu aktiváciou komplementu.
Je známe, že takáto zmena v glykozylačnom profile plazmatických glykoproteínov prebieha pri zápalovom ochorení čriev (IBD). Navyše, Transplantácia fekálnej mikrobioty za účelom korekcie zloženia črevného mikrobiómu ovplyvňuje glykozyláciu IgG aj séra.
Strata galaktózy, napríklad, zabraňuje aktivácii protizápalového kontrolného bodu, ktorý potláča zápal sprostredkovaný komplementom, ktorý je tvorený galaktózou sprostredkovanou väzbou dektínu-1 na FcyRIIB na myeloidných bunkách. Zdá sa, že to spôsobuje zápal a aktiváciu komplementu pri IBD.
Vedci použili algoritmus strojového učenia Lasso na výber tých markerov, ktoré by mohli najlepšie rozlíšiť mierny COVID-19 od závažného. Výsledky zahŕňali zonulín, LBP a sCD14, s AUC viac ako 99%. Potom to použili na odhad rizika hospitalizácie, a zistil, že má citlivosť okolo 98% so špecificitou okolo 95%, s celkovou presnosťou 96%. Pomer Kyn-Trp je tiež schopný silnej diskriminácie. To zdôrazňuje úzke prepojenie medzi narušením čreva a závažným ochorením COVID-19.
Vedci zhrnuli, „Naše údaje naznačujú, že závažný COVID-19 je spojený s dramatickým zvýšením priepustnosti tesných spojov a translokáciou bakteriálnych a hubových produktov do krvi. To narušilo integritu črevnej bariéry a mikrobiálna translokácia silne koreluje so zvýšeným systémovým zápalom, zvýšená imunitná aktivácia, znížená črevná funkcia, narušený plazmatický metabolizmus a glycín, a vyššia úmrtnosť. “
Vedci tiež naznačujú, že to môže naznačovať možnosť dlhodobých následkov v dôsledku narušenia črevnej bariéry a narušenej funkcie čriev. To môže zahŕňať metabolickú dysfunkciu u „diaľkových dopravcov“ COVID-19. Štúdie, ktoré to pochopia, by mali byť prioritou, sprevádzaný výskumom najúčinnejších spôsobov, ako to zlepšiť. To by mohlo byť vhodné pre obmedzenie rozsiahleho používania antibiotík, ktoré majú vplyv na priebeh choroby, najmä u starších pacientov a pacientov s metabolickým ochorením.
Za druhé, štúdia môže nakoniec umožniť predpovedať závažný COVID-19, pomocou identifikovaného nárastu viacerých biomarkerov, vrátane plazmatických lipidov, aminokyseliny a ich metabolity, a glykány.
Nakoniec, štúdia odhaľuje niektoré potenciálne terapeutické ciele pri závažnom ochorení COVID-19. Patria sem zonulín, ktoré by bolo možné úspešne inhibovať na zlepšenie integrity črevnej bariéry, a citrulínu. Ďalej by sa mala skúmať aj súvislosť medzi závažným ochorením COVID-19 a genetickou predispozíciou k vysokej produkcii zonulínu.
Opäť lektíny a ďalšie glykány, ktoré modulujú zápal, môžu pomôcť zabrániť cytokínovej búrke pri závažnom ochorení COVID-19. Je známe, že použitie vysoko glykozylovaných imunitných komplexov inhibuje zápal sprostredkovaný komplementom, a mohli by byť prispôsobené na použitie v COVID-19.
Celkovo preto, autori dospeli k záveru, „Lepšie porozumenie interakcii medzi črevami, črevná mikrobiota, a metabolizmus aminokyselín počas COVID-19 by mohol informovať o farmaceutických a diétnych prístupoch na zlepšenie výsledkov COVID-19. “
medRxiv vydáva predbežné vedecké správy, ktoré nie sú predmetom vzájomného hodnotenia, a preto, by nemali byť považované za presvedčivé, viesť klinickú prax/správanie súvisiace so zdravím, alebo sa s nimi zaobchádza ako so zavedenými informáciami.
Perfectus Biomed bude vystavovať na konferencii IPS v Liverpoole
Výskum sa zameriava na aerobiómy,
Črevné baktérie spojené so silnejšími svalmi u starších ľudí
Vidiecka a mestská mikrobiota sa líši od mladého veku,
Strava a výživa ovplyvňujú mikrobiómy v sliznici hrubého čreva
Krajiny so staršou populáciou majú vyššie infekcie a úmrtia na SARS-CoV-2,
Molekuly mikróbov proti koronavírusu by mohli byť kľúčom k novej liečbe
Mikróby v čreve, ktoré produkujú prospešné zlúčeniny, by mohli byť kľúčom k liečbe symptómov koronavírusu. Črevný mikrobióm. Obrazový kredit:Anatomy Image/Shutterstock.com Využitie čre
Vedci vyvinuli 3D tlačenú pilulku, ktorá vzorkuje baktérie nachádzajúce sa v čreve
Črevný mikrobióm sa skladá z biliónov živých mikróbov, a viac ako tisíc druhov baktérií. Je známe, že črevo hrá hlavnú úlohu v zdraví tela. Tím univerzitných inžinierov mohol vyvinúť spôsob, ako študo
Geneticky ladiace črevné baktérie znižujú riziko rakoviny hrubého čreva a konečníka u myší
Vedci zistili, že úprava génov baktérií prítomných v črevách myší by mohla pomôcť znížiť zápal a súvisiace riziko rakoviny hrubého čreva a konečníka. Výskum vedcov z UT Southwestern bol zverejnený ten