Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont profilé les microbiomes salivaires et nasopharyngés des patients atteints de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) et ont déterminé l’association entre les microbiomes et la gravité du COVID-19.
Étude : Les microbiomes salivaires et nasopharyngés sont associés à l’infection par le SRAS-CoV-2 et à la gravité de la maladie. Crédit d’image : Kateryna Kon / Shutterstock
Les infections au coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) provoquent des symptômes légers ou nuls chez quelques individus, tandis que des lésions pulmonaires graves ou la mort chez les autres. En raison d’une présentation clinique aussi variée, il est essentiel d’identifier les biomarqueurs de la gravité du COVID-19 qui bénéficieraient grandement aux patients atteints de COVID-19.
Les facteurs nécessaires à l’invasion du SRAS-CoV-2 dans l’hôte comprennent la sérine protéase transmembranaire 2 et 4 (TMPRSS 2, 4) et l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) sont exprimées en grandes quantités dans les glandes salivaires et les cellules de l’épithélium buccal. De plus, le microbiome du nasopharynx nécessite une exploration plus approfondie en raison du fait que la muqueuse du nasopharynx est le principal site d’infection, de multiplication et de dissémination du SRAS-CoV-2 dans les tissus et organes de l’hôte.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploré le rôle des microbiomes salivaires et nasopharyngés dans la gravité des infections par le SRAS-CoV-2.
Des échantillons de salive (orale) et des échantillons d’écouvillonnage nasopharyngé ont été obtenus de 60 et 54 patients positifs pour le SRAS-CoV-2, respectivement, qui étaient symptomatiques, et leur diagnostic de COVID-19 a été confirmé par réaction en chaîne par polymérase (PCR). La plupart des échantillons ont été obtenus dans les deux semaines suivant l’apparition des symptômes de la COVID-19. À titre de comparaison, 18 et 12 échantillons d’écouvillons salivaires et nasopharyngés ont été obtenus à partir d’individus SARS-CoV-2-négatifs, respectivement.
L’acide désoxyribonucléique (ADN) microbien extrait des échantillons a été soumis au séquençage du gène de l’acide ribonucléique (ARN) ribosomal 16S pour la caractérisation du microbiome. De plus, l’association entre les microbiomes nasopharyngés et salivaires, les niveaux de cytokines plasmatiques et l’âge a été évaluée.
L’association entre les altérations au niveau communautaire des microbiomes oraux et nasopharyngés et les symptômes du COVID-19 a été évaluée en comparant la diversité alpha et la diversité bêta parmi les participants symptomatiques COVID-19 et non COVID-19. Les symptômes de la COVID-19 évalués étaient la fièvre, l’essoufflement, la toux, les nausées/vomissements et la diarrhée. La gravité de la COVID-19 a été déterminée en fonction du statut des admissions en unité de soins intensifs (USI).
En outre, une analyse d’abondance différentielle a été effectuée pour les microbiomes salivaires et nasopharyngés des patients en USI et non-USI COVID-19 pour l’évaluation au niveau du genre des différences microbiennes au niveau des taxons chez les patients atteints de COVID-19 sévère et de COVID-19 non sévère. La corrélation entre les découvertes microbiennes et les réponses immunitaires systémiques a été déterminée sur la base des associations entre les abondances relatives de chaque genre et les niveaux de cytokines plasmatiques.
Résultats
Dans l’analyse de séquençage des gènes, pour les échantillons oraux et les échantillons d’écouvillonnage nasopharyngé, les lectures moyennes par participant étaient de 17 820 et 8 543, respectivement. Les cinq phylums les plus abondants dans le microbiome oral étaient Actinobactéries, Firmicutes, Bacteroidetes, Fusobactéries et Protéobactéries. Les patients positifs au SRAS-CoV-2 ont démontré une abondance plus faible de Fusobactéries et Protéobactéries dans le microbiote buccal.
Associations entre les microbiomes salivaires et nasopharyngés des patients positifs au SRAS-CoV-2 et les symptômes et l’âge du COVID-19. (A) Diversité alpha, représentée par la richesse, dans les échantillons de salive (rouge) et d’écouvillonnage nasopharyngé (bleu), pour les patients présentant un symptôme donné (rouge foncé ou bleu foncé) ou sans (rouge clair ou bleu clair). Âge versus diversité alpha représentée par l’indice de Shannon et la richesse des communautés microbiennes salivaires (B) et nasopharyngées (C). Analyse des coordonnées principales (PC) des distances UniFrac pondérées (D, E, gauche) et non pondérées (D, E, droite) pour les communautés microbiennes salivaires (D) et nasopharyngées (E) avec l’âge. Les zones ombrées des panneaux B et C indiquent les intervalles de confiance à 95 %. La signification statistique a été évaluée à l’aide du test des rangs signés de Wilcoxon pour le panel A, de la régression linéaire pour les panels B et C et de PERMANOVA pour les panels D et E. *, P < 0,05.
Les cinq principaux phylums du microbiome du nasopharynx étaient Actinobactéries, Firmicutes, Fusobactéries, Protéobactéries, et Bacteroidetes, et leurs abondances ne différaient pas significativement entre les patients COVID-19 et les patients non-COVID-19. Par rapport aux patients COVID-19 non sévères, la prise orale Bifidobactérie, Solobactérie, et Lactobacille ont été épuisés chez les patients atteints de COVID-19 sévère. De plus, les microbes nasopharyngés tels que Protée, Cupraviduset Lactobacille ont été augmentés, alors que Paracoque a été épuisé chez les patients atteints de COVID-19 sévère.
L’abondance de Bifidobactérie dans le microbiome salivaire était négativement associé aux taux plasmatiques de biomarqueurs COVID-19 tels que la protéine chimiotactique des monocytes-1 (MCP-1) et l’interleukine 17F (IL-17F). Le statut d’infection par le SRAS-CoV-2, mais pas la gravité de l’infection, était associé à des altérations au niveau communautaire des microbiomes oraux et nasopharyngés.
La diversité alpha des microbiomes oraux et nasopharyngés a été considérablement réduite chez les patients COVID-19 par rapport aux patients non COVID-19. Cependant, aucune différence significative n’a été observée dans la diversité alpha entre les patients en soins intensifs et non en soins intensifs pour les microbiomes salivaires et nasopharyngés. La diversité alpha du microbiome salivaire et nasopharyngé a démontré une corrélation négative avec l’âge et était associée à la diarrhée et à la fièvre.
Dans les échantillons de salive, Bifidobactérie, Lactobacilleet Solobactérie étaient plus abondants chez les patients non hospitalisés. Une plus grande abondance de Bifidobacterium oral était associée à des niveaux inférieurs de MCP-1 et d’IL-17F. Dans les prélèvements nasopharyngés, Protée, Cupraviduset Lactobacille étaient plus abondants dans le groupe des soins intensifs, alors que Paracoque était plus abondant dans le groupe non-USI.
Pour résumer, les résultats de l’étude ont démontré les profils microbiens oraux et nasopharyngés des patients COVID-19 et ont montré que la gravité du COVID-19 était associée à l’abondance relative de certains taxons bactériens.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
