El microbioma intestinal puede ayudar o dificultar las defensas contra el SARS-CoV-2
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Cuando el SARS-CoV-2 comenzó a propagarse por todo el mundo, se pensaba que Afecta principalmente al sistema respiratorio. Pronto quedó claro que el virus tenía efectos de mayor alcance, incluso en el sistema gastrointestinal y sus simbiontes bacterianos.
Esto no sorprendió a Siew Ng, gastroenterólogo del Center for Gut Microbiota. Investigación en la Universidad China de Hong Kong. Anteriormente habíamos encontrado una gran cantidad de microbiomas intestinales deteriorados en diferentes condiciones, incluidas las personas con enfermedades infecciosas, dice Ng. Los pacientes con COVID-19 no fueron diferentes. En una proporción bastante sustancial de personas, también tienen manifestaciones intestinales, como diarrea, como dolor abdominal.
Un estudio inicial sugirió que casi el 20 por ciento de los pacientes con infección confirmada por SARS-CoV-2 tenía síntomas gastrointestinales. Ese mismo estudio encontró que las personas infectadas con COVID-19 arrojan ARN viral en sus heces, otra pista de que el virus estaba ingresando al intestino.
Desde entonces, los investigadores han identificado patrones en la composición de las bacterias intestinales, un estado llamado disbiosis en el que hay pérdida de diversidad y de bacterias beneficiosas, pero un aumento de bacterias malas que se asocian con peores resultados y una recuperación más lenta de la COVID-19. Son los primeros días de esta línea de investigación, pero sus defensores dicen que los cambios en el microbioma intestinal podrían alertar a los pacientes en riesgo de peores resultados por COVID-19, o que su composición podría incluso modificarse para ayudar a los pacientes a evitar enfermedades graves.
La conexión microbiomaCOVID-19
El SARS-CoV-2 ingresa a las células huésped a través de un tipo de receptor llamado enzima convertidora de angiotensina 2 o ACE2. ACE2 se encuentra en múltiples tipos de células en el cuerpo humano, incluidas las que recubren el intestino, y los estudios han relacionado su producción allí con el microbioma intestinal. Los receptores ACE2 de alguna manera regulan la microbiota y la infección causa la desregulación. del sistema intestinal y eso provocará la disbiosis de la microbiota, dice Tao Lin, microbiólogo del Baylor College of Medicine en Houston.
Las repercusiones de esa disbiosis se extienden mucho más allá del sistema digestivo, por ejemplo, el El intestino se describe a menudo como el órgano inmunitario más grande del cuerpo humano. El microbioma contiene bacterias saludables o buenas y bacterias patógenas o malas, dice Fatima El-Assaad, científica médica del Centro de Investigación de Microbiomas de la UNSW en Sydney, Australia. Sabemos que a veces algunos de estos bichos buenos, cuando están ausentes, hay una manifestación de ciertas enfermedades, o cuando hay una abundancia de un bicho malo, hay una manifestación de esa enfermedad, dice El-Assaad.
Consulte El microbioma y la salud humana
Pero la salud del microbioma no es tan simple como el aumento o disminución de una especie en particular. Estos microbios no viven aislados; trabajan con sus comunidades, dice ella. Es como esta homeostasis que están tratando de mantener.
Si bien aún no se comprende completamente cómo el microbioma intestinal influye en la salud de su huésped, se cree que un mecanismo es a través de sustancias llamadas metabolitos que liberan las bacterias, dice Ken Cadwell, microbiólogo de la Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York en Nueva York.
Esos metabolitos en sí mismos pueden llegar a otros órganos y tejidos, dice Cadwell. En particular, parecen tener una influencia significativa en el sistema inmunológico. El microbioma proporciona productos que estimulan el sistema inmunitario: produce subproductos metabólicos, así como componentes de la pared celular bacteriana, que desencadenan respuestas inmunitarias.
Un estudio de 2019 ilustró esto al proporcionar a voluntarios humanos sanos con bajo anticuerpos antigripales preexistentes, un ciclo de antibióticos para perturbar sus microbiomas intestinales y, a continuación, una dosis de vacuna antigripal. En comparación con un grupo de control, los tratados con antibióticos mostraron una respuesta inmunitaria significativamente reducida a la vacuna contra la influenza. Ni siquiera es la infección pulmonar real con el virus, pero se ve un efecto de agotamiento del microbioma, dice Cadwell. Ese es un resultado bastante sorprendente.
Por el contrario, los investigadores han estado examinando qué sucede con la homeostasis del microbioma intestinal cuando invade un patógeno. Durante la primera ola de infecciones por SARS-CoV-2 en Hong Kong en marzo de 2020, Siew Ng y sus colegas analizaron la microbiota intestinal de 15 pacientes que dieron positivo por SARS-CoV-2, tomando de dos a tres muestras fecales cada semana hasta el los pacientes abandonaron el hospital (la hospitalización era obligatoria para cualquier persona que diera positivo a SARS-CoV-2 en Hong Kong en ese momento, independientemente de los síntomas).
El equipo descubrió que todos los pacientes con COVID-19 habían aumentado niveles de especies de bacterias patógenas como Clostridium hathewayi, Actinomyces viscosus y Bacteroides nordii, y niveles reducidos de bacterias beneficiosas como Faecalibacterium prausnitzii, bacteria Lachnospiraceae, Eubacterium rectale y Ruminococcus obeum en sus intestinos en comparación con controles sanos. Los pacientes con COVID-19 que habían sido tratados con antibióticos durante sus estancias en el hospital mostraron comunidades aún más reducidas de bacterias beneficiosas y un mayor número de bacterias patógenas.
La disbiosis en la microbiota intestinal persistió incluso después de que los pacientes despejaran sus infecciones por SARS-CoV-2 y, lo que es más importante, el grado de diferencia en el microbioma en comparación con los controles sanos se correlacionó con la gravedad de la COVID-19.
Ng y sus colegas confirmaron esos hallazgos en un estudio más amplio de 100 pacientes con COVID-19. 19 pacientes. Ese estudio también investigó más a fondo los rasgos fisiológicos asociados con la disbiosis y descubrió que las personas con niveles bajos de especies bacterianas buenas tenían niveles más altos de moléculas de señalización llamadas citoquinas que están asociadas con la inflamación.
La investigación El equipo ha seguido a algunos de los pacientes durante 6 a 12 meses y descubrió que la disbiosis asociada con COVID-19 es duradera. Lo intrigante es que aquellos que continúan teniendo una microbiota intestinal anormal persistente son las personas que tienen síntomas más persistentes, el llamado COVID prolongado, dice Ng. Por el contrario, las personas que se recuperan por completo de COVID-19 muestran un perfil de microbioma intestinal similar al de las personas que nunca experimentaron la enfermedad. Creo que eso nos da una señal de que quizás la disbiosis puede contribuir a algunos de los resultados o síntomas que hemos presenciado, dice ella.
Un estudio reciente de Cadwell y sus colegas, aún no revisado por pares. , descubrió que la infección por SARS-CoV-2 causaba disbiosis en ratones. Los investigadores también analizaron muestras fecales de 101 pacientes con COVID-19 y encontraron una disbiosis similar en su composición bacteriana, incluida una baja diversidad de especies bacterianas. Este fue especialmente el caso en pacientes que desarrollaron infecciones secundarias del torrente sanguíneo.
Asima Bhattacharyya, fisióloga del Instituto Nacional de Educación e Investigación Científica en Bhubaneswar, India, y sus colegas sugieren que la disbiosis intestinal contribuye a la COVID-19. 19 fenómeno de hipoxia silenciosa, en el que los pacientes tienen niveles de oxígeno en sangre extremadamente bajos pero no se sienten sin aliento. En un artículo de opinión publicado el mes pasado, los investigadores plantean la hipótesis de que debido a que uno de los ácidos grasos de cadena corta liberados por las bacterias intestinales buenas, el butirato, interactúa con los neurotransmisores en el cerebro, su ausencia durante la COVID-19 podría hacer que los pacientes sean menos conscientes de los síntomas de la enfermedad, como la hipoxia. Tal vez exista una correlación muy fuerte entre los microbios intestinales con la función cerebral, la neuroquímica cerebral y la composición de estos neurotransmisores que en realidad hacen que nuestro cerebro responda a los diferentes cambios que ocurren a nuestro alrededor, dice Bhattacharyya.
La cuestión de la causalidad
Pero en todos los estudios en humanos realizados hasta ahora que relacionan el SARS-CoV-2 con la disbiosis, la microbiota intestinal de los pacientes solo se tomaron muestras después de que se infectaron con el virus. Esto plantea la cuestión de si la disbiosis intestinal preexistente contribuyó a una COVID-19 más grave o si la COVID-19 fue la causa de la disbiosis intestinal. Es una cuestión de huevo y gallina, dice el inmunólogo Eran Elinav del Instituto de Ciencias Weizmann en Israel.
Ahora está bien establecido que las personas con diabetes, obesidad y presión arterial alta tienen un mayor riesgo de COVID-19 grave. Esas condiciones también están asociadas con microbiomas intestinales menos saludables, lo que podría ayudar a explicar esta conexión.
También existe la posibilidad de que los pacientes con COVID-19 grave sean más propensos a ser tratados con antibióticos, lo que podría, como estudia Ngs sugirió causar una mayor alteración de la microbiota intestinal. Si el virus realmente se ve afectado en su capacidad de transmisión y su capacidad para causar enfermedades por el microbioma, en otras palabras, la cuestión de la causalidad, en mi opinión, aún no está resuelta, dice Elinav.
Ng y sus colegas están también esperan explorar esta pregunta con sus propios estudios en animales, en los que analizan la microbiota intestinal tanto antes como después de la COVID-19 para ver si la disbiosis intestinal preexistente conduce a una COVID-19 más grave o si el SARS-CoV-2 cambia el microbioma intestinal en diferentes grados que predicen los resultados de COVID-19.
Tratamiento del microbioma
Ya sea que la infección por SARS-CoV-2 esté o no causando alteraciones en el microbioma intestinal o exacerbándola, existe la posibilidad de mejorar el microbioma intestinal en pacientes con COVID-19. 19 pacientes, por ejemplo, al aumentar el número y la diversidad de bacterias beneficiosas, también podría mejorar los síntomas de COVID-19.
Un tratamiento para la disbiosis intestinal grave, como ocurre en personas con infección por Clostridium difficile , es un trasplante de microbios fecales de un donante sano. Si bien es poco probable que esto se convierta en un tratamiento convencional para el COVID-19, también existen enfoques menos intensivos que podrían usarse para aumentar las poblaciones de bacterias buenas en personas diagnosticadas con COVID-19, y tal vez ayudar a evitar resultados más graves de la enfermedad.
Existe la posibilidad de que mejorar el microbioma intestinal en pacientes con COVID-19, por ejemplo, al aumentar la cantidad y diversidad de bacterias beneficiosas, también podría mejorar los síntomas de COVID-19.
En primer lugar, Cadwell aboga por un uso más cuidadoso de los antibióticos, dada la evidencia de que pueden alterar el microbioma intestinal. No quiero ser demasiado crítico con los médicos en primera línea, especialmente durante una crisis, pero existe la tentación de prescribir antibióticos en exceso, especialmente si siente que nada más funciona, dice.
R Un enfoque más intervencionista, dice El-Assaad, podría ser usar probióticos con bacterias intestinales beneficiosas. Ng y sus colegas ya realizaron un estudio piloto utilizando una formulación probiótica y prebiótica que se desarrolló en base a datos de miles de personas, diseñada para aumentar los niveles de bacterias intestinales buenas en personas con COVID-19. Si bien los resultados aún no se han publicado, Ng dice que los 25 pacientes que recibieron los probióticos especialmente formulados, alrededor de dos tercios de los cuales tenían una enfermedad leve y un tercio con una enfermedad de moderada a grave, tenían niveles más altos de bacterias buenas en el intestino, eran más probablemente se recuperaron completamente de COVID-19 y tenían niveles más bajos de moléculas inflamatorias en la sangre que los 30 controles que recibieron atención estándar. Ahora se están llevando a cabo ensayos clínicos controlados más grandes, y Ng, quien es cofundador científico no ejecutivo de la biotecnología que obtuvo la licencia de la patente de la fórmula, dice que si van bien, entonces quizás se refuercen las especies intestinales beneficiosas que se conocen. ser agotado en COVID-19 podría servir como una forma bastante segura y novedosa de mitigar la infección.
Hay otro aspecto de la interacción entre COVID-19 y el microbioma intestinal: cambios en el comportamiento y la dieta. durante la pandemia también puede estar cambiando el microbioma intestinal. Nuestros hábitos de higiene han cambiado drásticamente, dice Elinav, y señala que las personas se lavan más las manos, usan desinfectantes, se distancian socialmente y cambian sus hábitos alimenticios. El hecho de que todos estén tratando de mantenerse más limpios es bueno para el COVID, no estoy seguro de que sea bueno para el microbioma, dice.
Los estudios también han sugerido que, durante los confinamientos, las personas comen más carbohidratos ricos alimentos reconfortantes y menos frutas y pescados frescos, cambios en la dieta que pueden afectar a las comunidades de microbios intestinales. También pueden comer más y hacer menos ejercicio, todo mientras experimentan más estrés. Por el contrario, algunas personas informan que comen de manera más saludable durante el encierro, tal vez debido a un aumento en la cocina casera y al ejercicio. De cualquier manera, dice Elinav, si estos [cambios en la dieta y el comportamiento relacionados con COVID] afectarían nuestra salud en el futuro es una pregunta abierta y fascinante que muchos de nosotros estamos tratando de estudiar.