Un article publié dans Revues critiques en science alimentaire et nutrition journal fournit un aperçu du rôle du microbiote intestinal dans la formation de la réponse immunitaire de l’hôte au coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Étude : Microbiome d’intestin et immunité antivirale dans COVID-19. Crédit d’image : Design_Cells / Shutterstock
Sommaire
Arrière plan
Le SRAS-CoV-2, l’agent pathogène responsable de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), est un virus à ARN qui affecte principalement les voies respiratoires supérieures et inférieures. Le virus est également connu pour cibler potentiellement le tractus gastro-intestinal (GI) et altérer la composition et la diversité du microbiote intestinal.
Le microbiote intestinal est un ensemble de microbes qui vivent naturellement dans le tractus gastro-intestinal. Le tractus gastro-intestinal contient des milliards de microbes qui interagissent les uns avec les autres pour réguler divers processus physiologiques, y compris le système immunitaire. L’altération de la composition et de la diversité du microbiote intestinal est appelée dysbiose, qui altère la réponse immunitaire et l’inflammation.
Microbiote intestinal et COVID-19
Des symptômes gastro-intestinaux, notamment des nausées, des vomissements et de la diarrhée, ont été observés chez 60 % des patients atteints de COVID-19. Un microbiote intestinal altéré a été observé chez les patients COVID-19, indépendamment de la présence de symptômes gastro-intestinaux. Fait important, il a été observé que la dysbiose persiste jusqu’à 6 mois après la clairance clinique du SRAS-CoV-2 des voies respiratoires.
Les altérations du microbiote intestinal couramment observées chez les patients atteints de COVID-19 comprennent des populations bactériennes commensales réduites avec des fonctions immunomodulatrices qui aident à maintenir l’intégrité de la barrière gastro-intestinale et l’homéostasie immunitaire.
Une proportion importante de patients atteints de COVID-19 développent des symptômes à long terme, médicalement appelés COVID-19 à long terme. Des études ont montré que les personnes atteintes de longue durée de COVID ont réduit la population bactérienne commensale et modifié le microbiote intestinal global. De plus, la population bactérienne réduite est corrélée à une concentration sérique accrue de médiateurs pro-inflammatoires chez ces patients.
Une réduction de la population bactérienne commensale s’accompagne d’un enrichissement de la population bactérienne pathogène et d’une réduction de la diversité du microbiote intestinal. Des études ont suggéré que ces changements dans la composition et la diversité du microbiote intestinal pourraient être associés à une perméabilité intestinale accrue, une translocation microbienne, une hyperinflammation et un mauvais pronostic COVID-19.
Outre la population bactérienne, l’infection par le SRAS-CoV-2 est connue pour modifier la population fongique de l’intestin. Un enrichissement en pathogènes fongiques opportunistes a été observé chez les patients COVID-19. De tels agents pathogènes sont associés à la pneumonie et aux symptômes respiratoires et affectent l’assemblage des bactéries intestinales.
Entrée du microbiome intestinal et de la cellule hôte du SRAS-CoV-2
La glycoprotéine de pointe du SRAS-CoV-2 interagit avec l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) du récepteur membranaire de la cellule hôte pour initier le processus d’entrée virale. Outre les cellules épithéliales respiratoires, l’ACE2 est exprimé à un niveau élevé dans l’estomac, l’iléon et le côlon, soulignant la possibilité d’une entrée virale directe dans le tractus gastro-intestinal.
L’abondance de certaines espèces bactériennes qui régulent à la baisse l’expression de l’ACE2 est connue pour être corrélée négativement à la gravité du COVID-19. Les patients atteints de diabète ou d’obésité présentent une faible abondance de ces bactéries et sont les plus exposés au risque de mortalité liée au COVID-19.
Microbiome intestinal et réponse immunitaire à l’infection par le SRAS-CoV-2
Le microbiote intestinal est connu pour stimuler la réponse immunitaire antivirale de l’hôte en modulant la signalisation de l’interféron de type 1. Chez les patients atteints de COVID-19 sévère, une réponse interféron altérée et une réponse immunitaire adaptative supprimée sont connues pour causer des lésions pulmonaires. L’altération induite par le SRAS-CoV-2 du microbiote intestinal pourrait être associée à ces pathologies.
L’inflammasome, un complexe multiprotéique cytosolique, est connu pour s’associer à la pathogenèse du COVID-19. Des preuves récentes ont suggéré que les inflammasomes induisent la libération de pièges extracellulaires de neutrophiles par les neutrophiles chez les patients atteints de COVID-19 sévère, qui à son tour est associée à une altération de la fonction pulmonaire.
Un microbiote intestinal altéré pourrait contribuer à la pathogenèse du COVID-19 en déclenchant l’activation de l’inflammasome. Par exemple, chez les patients COVID-19 souffrant de troubles cardiaques, une activation accrue des inflammasomes et des marqueurs élevés d’un intestin qui fuit, tels que la protéine de liaison aux lipopolysaccharides, ont été observés.
Le microbiote intestinal est vital pour la régulation du système immunitaire adaptatif. Par exemple, en réponse à une infection virale, le microbiote intestinal induit l’activation des lymphocytes B et des lymphocytes T, participant ainsi à la production d’anticorps et à la production de cellules immunitaires mémoire spécifiques au virus.
L’administration de bactéries commensales spécifiques s’est avérée augmenter les niveaux d’anticorps neutralisants dans le sang en réponse à la vaccination virale. Des effets similaires ont été observés chez les patients COVID-19.
Axe immunitaire intestin-poumon
Le microbiote intestinal joue un rôle essentiel dans la régulation de la santé pulmonaire. Les cellules immunitaires sont migrées de l’intestin vers les voies respiratoires pour détruire les agents pathogènes envahisseurs. C’est ce qu’on appelle l’axe immunitaire intestin-poumon.
La modification de la composition du microbiote intestinal augmente le risque de maladies respiratoires, telles que l’asthme. Chez les patients COVID-19, des bactéries opportunistes des voies respiratoires supérieures ont été identifiées dans le microbiote intestinal. De même, un déséquilibre du microbiote pulmonaire a été observé chez les patients COVID-19 atteints de dysbiose. Ces observations mettent en évidence la survenue d’une translocation bidirectionnelle des microbes entre l’intestin et le poumon.
Modulation du microbiote intestinal comme intervention thérapeutique pour COVID-19
Compte tenu de l’association significative entre la dysbiose et la réponse immunitaire anti-SARS-CoV-2, la modulation du microbiote intestinal a été considérée comme une intervention thérapeutique potentielle pour le COVID-19.
La transplantation du microbiote fécal, qui représente l’ensemble du microbiote intestinal, d’un donneur sain dans le tractus gastro-intestinal d’un receveur est considérée comme une stratégie potentielle pour traiter une infection bactérienne. Cette stratégie est actuellement en cours d’investigation clinique chez les patients COVID-19.
Les prébiotiques alimentaires sont des fibres non digestibles utilisées pour augmenter la proportion de bactéries commensales et réduire la proportion de bactéries pathogènes. Il existe des preuves suggérant les avantages pour la santé des prébiotiques chez les patients atteints de COVID-19.
Les probiotiques sont des organismes vivants ayant des effets immunomodulateurs. De plus, les peptides produits par les probiotiques ont montré des effets inhibiteurs de l’ACE2. Ainsi, les probiotiques sont considérés comme une stratégie adjuvante potentielle dans le traitement des patients COVID-19.
