W dobie pandemii szukamy rozwiązań, które ułatwią walkę z nowym patogenem. Przyglądamy się przebiegowi infekcji u różnych osób, aby dowiedzieć się, co decyduje o jej łagodnej lub bardzo ciężkiej postaci. Jak zidentyfikować osoby znajdujące się w grupie ryzyka? Czy tylko wiek decyduje o ciężkim przebiegu COVID-19? A jeśli tak, to jak wytłumaczyć fenomen wracających do zdrowia 100 latków?

Należy na wstępie nadmienić, że bezpośrednią przyczyną śmierci z powodu COVID-19 często nie jest samo działanie wirusa, ale samobójczy atak układu odpornościowego chorego na objęte infekcją tkanki. Dochodzi do zjawiska nazywanego burzą cytokin, spowodowanej swego rodzaju deregulacją odpowiedzi immunologicznej. Wiedząc to, możemy wywnioskować, że właściwe mechanizmy regulacyjne i dobra kondycja układu odpornościowego mogą decydować o tym, czy uda nam się przejść infekcję bez większego uszczerbku.

Jedną z hipotez branych obecnie pod uwagę jest wpływ mikrobiomu na przebieg infekcji nowym koronawirusem. Skąd jednak ten pomysł? Wszystko zaczęło się od jednej z chińskich publikacji, wskazującej na nieprawidłowy skład mikrobiomu pacjentów z ciężkim przebiegiem COVID- 19.

Kolejnym argumentem, przekonującym badaczy, aby przyjrzeć się sytuacji w jelitach, była rosnąca liczba publikacji wskazujących na obecność objawów żołądkowo-jelitowych u pacjentów chorujących na COVID- 19 [1]. Początkowo zgłaszany odsetek chorych z objawami gastroenterologicznymi oscylował w okolicy 5-10%, jednak wraz z rosnącym poziomem wiedzy i przypadków sięgnął 50-60%. Okazało się też, że objawy jelitowe poprzedzają rozwinięcie symptomów z układu oddechowego i predysponują do cięższego przebiegu infekcji [2,3].

Później, za sprawą zespołu naukowców z Holandii, dowiedzieliśmy się, że w jelitach znajduje się receptor dla COVID- 19 (ACE-2) oraz, że wirus jest w stanie aktywnie replikować w śluzówce jelit [4].

Okazało się również, że skład mikrobiomu jelitowego może wpłynąć na rozwinięcie lub zatrzymanie burzy cytokin [5]. Metabolity bakterii jelitowych mogą wpłynąć na produkcję cytokin prozapalnych. Mikrobiom może niekiedy zwiększyć ilość białek ostrej fazy i sygnałowanie interferonu w komórkach płuc, aby bronić organizm przed infekcją. Jest to przystosowanie potencjalnie pozytywne, mające na celu zwiększenie naszej siły w walce z infekcją. Niestety czasem w przebiegu COVID-19 odpowiedź organizmu wymyka się spod kontroli. Nadmierne uwolnienie cytokin prozapalnych prowadzi do hiperzapalenia, a w efekcie do zespołu ostrej niewydolności oddechowej (SARDS) i niewydolności wielonarządowej [6].

Liczne obserwacje eksperymentalne i kliniczne sugerują, że mikrobiom jelitowy odgrywa kluczową rolę w patogenezie posocznicy i SARDS [7]. Wykazano także, że mikrobiom jelitowy wpływa na zdrowie płuc poprzez istotne, wzajemne oddziaływanie między mikrobiomem a płucami, które jest określane jako „oś jelitowo-płucna” więc zdrowie naszych jelit może bezpośrednio przekładać się na zdrowie naszych płuc [8].

Hipoteza związana z mikrobiomem mogłaby częściowo tłumaczyć, dlaczego osoby starsze są bardziej narażone na rozwinięcie ostrej niewydolności oddechowej i utratę życia w przebiegu infekcji koronawirusem. U osób starszych następują znaczne zmiany w profilu mikrobiomu, który może predysponować do zwiększenia odpowiedzi zapalnej i gorszej tolerancji infekcji wirusowych. Tłumaczyło by to również, dlaczego niektórzy seniorzy dobrze radzą sobie z infekcją, szczególnie jeśli mimo wieku cieszą się dobrym zdrowiem.

Badania wskazują, że osoby długowieczne i zdrowe, pomimo upływu lat, mają mikrobiom podobny składem do mikrobiomu zdrowych 30 latków [9]. Ich mikrobiom nie „starzeje się”, jak przypuszczają badacze, dzięki zdrowemu stylowi życia i odpowiedniej diecie. Istnieje też koncepcja zapalenia związanego z wiekiem (inflammaging) spowodowanego zaburzeniami w mikrobiomie. Pierwszy raz zaobserwowano to zjawisko w badaniu na modelu zwierzęcym, gdzie młodej myszy przeszczepiono mikrobiom myszy starej. W efekcie u myszy młodych doszło do rozwinięcie imflammaging i zwiększonej produkcji TNF- alfa [10].

W literaturze możemy też znaleźć przykłady protekcyjnego działania bakterii probiotycznych względem rozwinięcia infekcji wirusowej. Badanie będące metaanalizą 1244 publikacji wskazało na istotny wpływ suplementacji probiotycznej na skrócenie czasu trwania i złagodzenie objawów infekcji rotawirusem [11]. Zdrowy mikrobiom jelitowy może także produkować substancje zabezpieczające przed wirusem. Jedno z badań na modelu zwierzęcym dotyczyło zakażeń wirusem grypy. Stwierdzono, że LPS pochodzący z mikrobioty komensalnej może wiązać i destabilizować wiriony grypy, zmniejszając w ten sposób ogólną stabilność wirusa [12].

Może się więc okazać, że zdrowy styl życia, prawidłowa dieta i podaż błonnika mogą mieć wpływ nie tylko na utrzymanie prawidłowej masy ciała i prewencje chorób dietozależnych, ale też naszą odporność i długowieczność. Dbanie o dobrą kondycję mikrobiomu może nam się opłacić nie tylko w czasach pandemii.

---

Bibliografia:

1. Jin, X., et al. (2020). Epidemiological, clinical and virological 847 characteristics of 74 cases of coronavirus-infected disease 2019 (COVID-19) with 848 gastrointestinal symptoms. Gut

2. Lin, L., et al. (2020). Gastrointestinal symptoms of 95 cases with SARS-CoV-2 863 infection. Gut.

3. Ng, S.C., and Tilg, H. (2020). COVID-19 and the gastrointestinal tract: more than 881 meets the eye. Gut.

4. Science 10.1126/science.abc1669 (2020). SARS-CoV-2 productively infects human gut enterocytes Mart M. Lamers, Joep Beumer, Jelte van der Vaart, Kèvin Knoops

5. Microbiota-dependent signals are required to sustain TLR-mediated immune responses. Weaver LK, Minichino D, Biswas C, Chu N, Lee JJ, Bittinger K, Albeituni S, Nichols KE, Behrens EM. JCI Insight. 2019 Jan 10;4(1)

6. 5. Front Immunol. 2019 Jul 4;10:1551. doi: 10.3389/fimmu.2019.01551. eCollection 2019,The Commensal Microbiota and Viral Infection: A Comprehensive Review. Li N1, Ma WT1, Pang M1, Fan QL2, Hua JL1

7. R.P. Dickson, A. Arbor The microbiome and critical illness Lancet Respir. Med., 4 (1) (2017), pp. 59-72

8. S. Keely, N.J. Talley, P.M. Hansbro Pulmonary-intestinal cross-talk in mucosal inflammatory disease Mucosal Immunol., 5 (1) (2012), pp. 7-18

9. Bian G, Gloor GB, Gong A, et al. The gut microbiota of healthy aged Chinese is similar to that of the healthy young. mSphere. 2017; 2(5). doi: 10.1128/mSphere.00327-17.

10. Aged Gut Microbiota Contributes to Systemical Inflammaging after Transfer to Germ-Free Mice, Front. Immunol., 02 November 2017 Floris Fransen, Adriaan A. van Beek, Theo Borghuis

11. Efficacy of probiotic use in acute rotavirus diarrhea in children: A systematic review and meta-analysis. Ahmadi E, Alizadeh-Navaei R, Rezai MS. Caspian J Intern Med. 2015 Fall;6(4):187-95

12. Bandoro C, Runstadler JA. Bacterial lipopolysaccharide destabilizes influenza viruses. mSphere. (2017) 2:17