Dysbioza jelit u makaków zakażonych SARS-CoV-2

Drobiazgowo regulowana interakcja między mikrobiotą jelit a gospodarzem wpływa na wiele funkcji fizjologicznych, w tym homeostazę układu odpornościowego. Z danych przedklinicznych i klinicznych wynika, że w przypadku ostrej wirusowej infekcji dróg oddechowych skład mikrobioty jelit ulega przejściowym zmianom. W przypadku COVID-19 badanie mikrobioty jelit podczas infekcji jest o tyle ważniejsze, że SARS-CoV-2 ma receptory ACE2 również na poziomie jelitowym, że wirus jest stwierdzany u ponad 25% zakażonych pacjentów i że zmiany składu mikrobioty jelit związane z chorobami płuc mogą wpływać na nasilenie choroby. To badanie przedkliniczne było pierwszym poświęconym wpływowi infekcji SARS-CoV-2 na dynamiczne zmiany mikrobioty jelit makaków.

Makak – dobry model zakażenia SARS-CoV-2

Dane dla ludzi, którymi obecnie dysponujemy, są bardzo ważne, ale nie pozwalają prześledzić całości procesu ewolucji infekcji (to jest od stanu przed zakażeniem do stanu po jego zwalczeniu). Naukowcy dołożyli do układanki kilka brakujących elementów dzięki dwóm gatunkom makaków (Macaca fascicularis i Macaca mulatta). Te nieczłekokształtne naczelne są dobrym modelem do badań nad COVID-19, ponieważ wirus namnaża się w ich górnych i dolnych drogach oddechowych i powoduje patologiczny stan płuc i dróg oddechowych, nie wywołując przy tym objawów choroby. Dwa makaki każdego gatunku zostały zakażone drogą donosową i dotchaśniową. Na 9 dni przed zakażeniem, a następnie w dniu 0 i w dniach 3, 5, 7, 10, 13, 20 i 26 po zakażeniu pobrano próbki krwi (w celu pomiaru cytokin) i stolca. W dniu 4 dwa makaki miały przejściową biegunkę.

COVID-19: dysbioza trwająca nawet po ustąpieniu zakażenia…

Analiza metodą sekwencjonowania genu ARNr16S wykazała istotne zmiany składu mikrobioty jelit, których maksymalne natężenie miało miejsce w 10–13 dni po infekcji. Niektóre zmiany składu mikrobioty mogą trwać po usunięciu SARS-CoV-2 z górnych dróg oddechowych (wirus niewykrywalny w nosogardzieli i tchawicy w dniu 20, ale wykrywalny w stolcu dwóch makaków) nawet do 26. dnia. Podczas infekcji, zwłaszcza w dniu 13, zaobserwowano dużą liczbę zmian obfitości taksonów bakterii. Zwłaszcza względna obfitość Acinetobacter i niektórych rodzajów z rodziny Ruminococcaceae była dodatnio skorelowana z obecnością wirusa w górnych drogach oddechowych.

…i mikrobiota jelit wykazująca zaburzenia funkcjonowania

Do oceny funkcjonalnych skutków zmian mikrobioty jelit związanych z infekcją zastosowano podejście metabolomiczne. W jakim celu? Aby skwantyfikować trzy spośród najważniejszych kategorii metabolitów pochodzących z mikrobioty: krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), kwasy żółciowe i metabolity tryptofanu. Poziom SCFA ulegał zmianie podczas infekcji, zwłaszcza między 2. a 13. dniem. Co więcej, u zakażonych zwierząt stwierdzono zmiany poziomu kilku kwasów żółciowych i metabolitów tryptofanu. Względna obfitość kilku taksonów znanych jako producenci SCFA (głównie z rodziny Ruminococcaceae) była ujemnie skorelowana z niektórymi ustrojowymi markerami stanu zapalnego, natomiast kilka gatunków z rodzaju Streptococcus wykazywało silną korelację z tymi markerami. Badanie to dowodzi, że eksperymentalne zakażenie makaków SARS-CoV-2 sprzyja dysbiozie jelit pod względem jej składu i funkcjonowania. Istnienie dysbiozy po ustąpieniu zakażenia może grać rolę w długotrwałych postaciach COVID-19 sygnalizowanych obecnie u ludzi.

Źródła:

Sokol H, Contreras V, Maisonnasse P, et al. SARS-CoV-2 infection in nonhuman primates alters the composition and functional activity of the gut microbiota. Gut Microbes. 2021;13(1):1-19. doi:10.1080/19490976.2021.1893113