Dans une étude récente publiée dans Biomédecine moléculaire, les chercheurs ont évalué les caractéristiques taxonomiques du microbiome intestinal (intestin) chez les patients atteints d’infections actives par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2). Ils ont comparé leurs résultats à ceux d’au moins deux semaines après la clairance virale et à des personnes non infectées.
Sommaire
Arrière plan
Les personnes atteintes de la maladie à coronavirus aiguë 2019 (COVID-19) présentent plusieurs symptômes, mais tous les facteurs contribuant aux résultats cliniques graves restent à comprendre. Plusieurs études ont démontré des associations entre le microbiome intestinal et la gravité du COVID-19. Les patients présentent des symptômes gastro-intestinaux (GI) et excrétent le virus dans les selles, ce qui suggère l’association du tractus gastro-intestinal avec le COVID-19 aigu.
Les humains ont divers microbes, appelés le microbiome, résidant dans le tractus gastro-intestinal et la peau, avec la plus grande population dans le côlon. Ces commensaux interagissent avec l’immunité humaine, le métabolisme et le système nerveux central. Cependant, il existe également une grande variation interpersonnelle dans les types de microbiome intestinal et leur abondance.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont recueilli 60 échantillons de selles de 20 patients, y compris ceux atteints de COVID-19 aigu, ceux qui s’étaient rétablis et des témoins sains. Ils ont examiné l’abondance des gènes d’acide ribonucléique ribosomal (ARNr) 16S dans des échantillons de selles. Le séquençage a récupéré une moyenne de 26 775 unités taxonomiques opérationnelles débruitées (OTU) par échantillon fécal, et une profondeur d’échantillonnage de 10 000 lectures par échantillon était suffisante pour les analyses de diversité. L’équipe a déterminé les différences de diversité α entre les patients positifs au COVID-19 et les patients récupérés par la métrique de distance de l’indice de Shannon. De même, ils ont évalué les chevauchements et les différences de structure communautaire (diversité β) dans les trois groupes d’étude.
Résultats de l’étude
Au cours de la COVID-19 aiguë, 30 % des patients ont présenté des symptômes gastro-intestinaux. Cependant, à peine 5% des patients COVID-19 avaient des comorbidités impliquant des troubles gastro-intestinaux, tandis que 50%, 35% et 35% souffraient respectivement d’hypertension, d’obésité et de diabète. Ces individus étaient significativement plus âgés que les témoins mais suivaient un régime alimentaire régulier, à l’exception de deux qui avaient adopté un régime pauvre en sodium. Les participants de tous les groupes d’étude, 10% des témoins, 60% des positifs au COVID-19 et 20% des patients récupérés avaient pris des antibiotiques au cours des six mois précédents, 50% des positifs au COVID-19 recevant au moins un type de traitement COVID-19. À toutes les profondeurs d’échantillonnage supérieures à 1000, les chercheurs ont noté des différences marquées dans la richesse en espèces entre les patients et les témoins positifs au COVID-19 et les témoins et les sujets récupérés. Notamment, l’utilisation d’antibiotiques était corrélée à une richesse en espèces considérablement réduite uniquement chez les patients positifs au COVID-19, et non dans les deux autres groupes d’étude.
L’analyse de la diversité α par la régularité de Pielou n’a pas montré de différences significatives entre les trois groupes d’étude. De plus, la diversité α ne variait pas avec le sexe dans aucun groupe, quelle que soit l’exposition aux antibiotiques. La diversité β se chevauchait entre les individus et les témoins récupérés au COVID-19, mais ces derniers différaient des patients positifs au COVID-19 en termes de diversité β. L’analyse des coordonnées principales (PCoA) a révélé que l’utilisation d’antibiotiques était à l’origine de la divergence observée dans les populations microbiennes chez les patients positifs au COVID-19.
Parmi les patients sans exposition aux antibiotiques, l’analyse UniFrac de la diversité β a montré une dissemblance marquée entre les patients positifs au COVID-19 et les deux autres groupes d’étude. Dans l’ensemble, ces résultats ont mis en évidence une dysbiose du microbiote intestinal chez les patients atteints de COVID-19, bien que l’effet soit principalement dû à l’utilisation d’antibiotiques et n’ait pas persisté après la guérison.
Les chercheurs ont identifié 55 espèces bactériennes qui différaient significativement entre les patients positifs au COVID-19, suggérant que l’utilisation d’antibiotiques perturbait davantage la richesse en espèces (α-diversité) chez les patients COVID-19. De plus, ces patients présentaient un regroupement distinct de la diversité β en fonction de l’utilisation d’antibiotiques, et la structure de leur communauté microbienne intestinale variait en fonction des symptômes gastro-intestinaux et de l’obésité.
Au niveau des taxons bactériens, le COVID-19 a réduit l’abondance relative des Lachnospiraceae et augmenté l’abondance des Prevotellaceae. Alors que l’abondance de Lachnospiraceae a été restaurée chez les patients récupérés, Prévotellacées atteint les niveaux les plus élevés après la guérison, une tendance apparente chez les patients sans utilisation d’antibiotiques. Les patients guéris du COVID-19 en fonction de l’utilisation d’antibiotiques ont montré des variations substantielles dans Eubactérie rabondance relative par rapport à deux autres groupes d’étude.
De plus, les patients COVID-19 avaient beaucoup moins d’abondance du genre Faecalibactérie, Adlercreutziaet le Eubactérie brachy groupes ainsi que des bactéries productrices d’acides gras à chaîne courte (SCFA), telles que Ruminococcaceae et Lachnospiracées. Notez qu’un nombre réduit de bactéries productrices de SCFA pourrait interférer avec les réponses immunitaires de l’hôte contre l’infection par le SRAS-CoV-2. De même, des niveaux enrichis de Prévotellacées et le Eubactérie les espèces du groupe brachy pendant une période prolongée pourraient expliquer les manifestations orales persistantes chez les personnes atteintes de COVID-19 depuis longtemps.
conclusion
La présente étude a mis en évidence que le COVID-19 aigu pouvait induire une dysbiose du microbiote intestinal et épuiser les bactéries commensales pendant des périodes prolongées, un phénomène encore renforcé par l’utilisation d’antibiotiques. Ces résultats pourraient éclairer le développement de probiotiques pour le traitement du COVID-19.
Des recherches futures sur des cohortes longitudinales plus importantes avec de grandes variations dans le gradient de gravité du COVID-19 pourraient améliorer la compréhension du rôle du microbiome intestinal dans la progression de la maladie et la récupération ultérieure.
