Un grand groupe de chercheurs chinois a récemment caractérisé les co-infections microbiennes dans les voies respiratoires des patients atteints de coronavirus hospitalisé (COVID-19) et a démontré une prévalence élevée de co-infections virales et bactériennes – en particulier chez les personnes présentant une maladie grave. Leurs résultats sont actuellement disponibles sur le medRxiv * serveur préimprimé et peut servir à améliorer les schémas de traitement empiriques.
La pandémie de COVID-19 en cours, causée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), menace gravement la santé publique et l'économie mondiale. Début juillet 2020, il y avait plus de 11 millions de cas confirmés et plus de 500 000 décès dans le monde.
Novel Coronavirus SARS-CoV-2 Micrographie électronique à balayage colorisée d'une cellule fortement infectée par des particules de virus SARS-CoV-2 (jaune), isolée d'un échantillon de patient. Image capturée au NIAID Integrated Research Facility (IRF) à Fort Detrick, Maryland. Crédits: NIAID
COVID-19 affecte principalement les voies respiratoires et provoque une pneumonie virale qui peut évoluer vers un syndrome de détresse respiratoire aiguë. Cependant, l'infection s'accompagne fréquemment de symptômes gastro-intestinaux tels que douleurs abdominales, diarrhée ou vomissements. Récemment, il a été prouvé que le SRAS-CoV-2 infecte véritablement le tractus gastro-intestinal humain.
Mais la question demeure de savoir si le SRAS-CoV-2 est seul responsable de tous les stades et manifestations de gravité de COVID-19 ou si les co-infections microbiennes peuvent avoir un certain effet sur les résultats cliniques des individus infectés par le SRAS-CoV-2.
Par conséquent, en appliquant simultanément des cultures, des dosages colorimétriques et un séquençage métatranscriptomique, un grand groupe de chercheurs chinois a évalué les co-infections microbiennes dans une cohorte de 23 patients COVID-19 hospitalisés de Guangdong (une province de l'extrême sud de la Chine).
Profils d'ARN viral dans des échantillons cliniques de patients hospitalisés avec COVID-19
Sommaire
Des méthodes basées sur la culture classique à la technologie de pointe
En 2020, entre le 27 janvier et le 26 février (peu de temps après le début de l'épidémie), des échantillons cliniques en série – principalement des écouvillonnages de la gorge et du nez, des expectorations et des écouvillons anaux – ont été prélevés sur 8 patients COVID-19 hospitalisés légèrement et 15 gravement malades. Tous nécessitaient une ventilation mécanique et ont été admis à l'unité de soins intensifs.
Après extraction de l'acide ribonucléique total (ARN), un séquençage métatranscriptomique ultra-profond a été effectué en combinaison avec différents tests de diagnostic de laboratoire. L'abondance de diverses communautés microbiennes et les taux de co-infection ont été déterminés dans la cohorte susmentionnée de patients COVID-19.
Avant d'identifier les spécificités du virome et du microbiote, un logiciel spécialisé a été utilisé pour filtrer l'ARN ribosomal microbien à partir de données métatranscriptomiques non humaines. De plus, pour comparer les niveaux d'expression entre différents gènes, la normalisation des niveaux d'expression des gènes cibles a été effectuée parmi tous les gènes de virulence détectés.
Interactions entre l'hôte, le SRAS-CoV-2 et le microbiote
En résumé, cette étude a trouvé des co-infections microbiennes respiratoires chez 84,6% des patients gravement malades, où des co-infections bactériennes et virales ont été détectées par l'approche de séquençage susmentionnée chez 69,2% et 30,8% des patients, respectivement.
De plus, chez 23,1% des patients, les co-infections bactériennes avec Burkholderia cepacia complexe et Staphylococcus epidermidis ont été confirmés en utilisant une culture bactérienne classique. Un patient gravement malade a également présenté une infection secondaire, B. cenocepacia hébergeant une panoplie de gènes de virulence, qui peuvent être liés à la détérioration de la maladie et à la mort un mois après l'admission à l'hôpital.
Bactérie Staphylococcus epidermidis. Crédit d'image: royaltystockphoto.com / Shutterstock
« Détection et suivi des Burkholderia cepacia les infections nosocomiales associées au complexe sont recommandées pour améliorer le schéma thérapeutique préventif et réduire les issues fatales des patients hospitalisés infectés par le SRAS-CoV-2 « , soulignent encore les auteurs de l'étude.
De plus, les chercheurs ont observé des niveaux d'expression extrêmement élevés de Mycoplasma orale espèces bactériennes chez deux patients gravement malades avec séjour prolongé dans l'unité de soins intensifs (c'est-à-dire plus de 30 jours). Ces résultats indiquent la possibilité de Mycoplasmeco-infection associée à COVID-19 patients atteints d'une maladie grave, ce qui justifie notre attention accrue.
« Le dominant Protéobactéries transcrits dans l'intestin des cas de COVID-19 légers naïfs de traitement antibiotique dans cette étude, ainsi que les changements microbiens intestinaux marqués lors d'infections virales respiratoires dans le prédiabète rapportés dans une récente étude multi-omique longitudinale, les deux soutiennent les interactions entre l'hôte, les virus respiratoires et le microbiote commensal « , ajoutent les auteurs de l'étude, corroborant le lien entre COVID-19 et les symptômes gastro-intestinaux.
Modèles de co-infection qui influencent les décisions de traitement
Cette étude ambitieuse et intrigante a réussi à identifier des schémas distincts et plutôt intéressants de co-infections. Plus précisément, non seulement le SRAS-CoV-2 était fréquemment trouvé en corrélation avec une myriade de microbes pathogènes respiratoires chez les patients hospitalisés COVID-19, mais ils pouvaient également être liés à la gravité de la maladie.
De plus, les résultats démontrent l'intérêt d'utiliser la métatranscriptomique pour une co-détection impartiale des pathogènes respiratoires, ainsi que de fournir des informations opportunes et utiles pour la surveillance et la gestion des co-infections bactériennes chez les patients COVID-19 gravement malades.
Cependant, sans avoir d'échantillons de prétraitement, il est difficile de déterminer dans quelle mesure les différences trouvées dans les schémas microbiens respiratoires (associées aux infections par le SRAS-CoV-2) reflètent réellement la maladie ou le traitement antimicrobien – ou les deux.
« Pourtant, nos résultats suggèrent que les communautés bactériennes distinctes détectées dans les voies respiratoires et gastro-intestinales des patients gravement malades pourraient être liées à la perturbation importante du microbiote humain normal causée par le traitement aux antibiotiques, permettant la colonisation par des bactéries pathogènes résistantes aux antibiotiques, « ont déclaré les auteurs de l'étude dans leur medRxiv papier.
Dans tous les cas, l'attention de la communauté scientifique mondiale et du public devrait être dirigée vers les futures menaces potentielles d'un réservoir en plein essor de micro-organismes résistants aux antimicrobiens et de gènes associés qui suivront sans aucun doute la pandémie de COVID-19.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
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