I pazienti malati di COVID-19 tipicamente sviluppano febbre e sintomatologia respiratoria, ma alcuni di loro presentano anche sintomatologia gastro-intestinale come diarrea, vomito e dolori addominali, sia in ammissione sia durante il ricovero [1,2]. Il recettore ACE2 (angiotensin converting enzyme 2) è stato identificato essere altamente espresso sulla superficie delle cellule epiteliali gastrointestinali, suggerendo quindi che SARS-CoV-2 può direttamente infettare il tratto gastrointestinale e replicarsi in situ [3].
È stato anche suggerito come i PRRs (pattern recognition receptors) della famiglia dei TLRs (Toll-like receptors), in particolar modo il TLR4, sono coinvolti nel riconoscimento dei pattern molecolari da SARS-Cov-2 generando la risposta infiammatoria [4]. E’ comunemente noto come TLR4 risponda in presenza di PAMPs (pathogen-associated molecular patterns) tra I quali l’endotossina è uno dei più potenti, stimolando le risposta immune innata e la risposta infiammatoria. TLR4 può essere attivato anche dai DAMPs (damage-associated pattern molecules) come HMGB1, rilasciato a seguito di Acute Lung Injury (ALI)[5].
Il virus SARS-CoV-2 può generare diverse risposte patogeniche nell’ospite. Se diversi soggetti sviluppano poca sintomatologia o non ne sviluppano proprio, altri invece soffrono di effetti diretti del virus in modo importante a livello polmonare e non solo, compresa l’attivazione di un’eccessiva risposta immunitaria che conduce a una disfunzione multi-organica, analoga a quello che si sviluppa in corso di sepsi. Inoltre, è stato ipotizzato che il danno endoteliale e la compromissione o la perdita della funzione della barriera intestinale possono causare il rilascio in circolo di prodotti batterici (come l’endotossina) contribuendo quindi alla fisiopatologia di COVID-19.
In uno studio recente, 19 pazienti con diagnosi di polmonite da COVID-19, sono stati sottoposti ad analisi di attività endotossinica (EAAÔ), (1→3)-β-D-Glucan (BG) e sequenza genica 16S rRNA al fine di identificare endotossinemia, batteriemia e i prodotti derivati circolanti. Il BG serico è un marker di disfunzione della barriera intestinale.
Dei 19 pazienti, 14 sono stati ricoverati in terapia intensiva e 10 hanno ricevuto ventilazione meccanica. 8 pazienti (42%) avevano alto livello di EAA™ (≥ 0,6) e circa metà dei pazienti avevano alto livello serico di BG che tendeva ad essere più alto con il progredire della malattia. Solamente 1 paziente aveva emocoltura positiva, mentre 18 pazienti risultavano positivi per amplificazione genica di 16S rRNA. I batteri Gram-negativi erano quelli presenti con più elevata incidenza.
Questo studio osservazionale mostra come l’endotossinemia misurata come attività endotossinica e presenza di DNA batterico viene riscontrata spesso nel sangue di pazienti affetti da COVID-19 con forme di polmonite, indicando quindi come la perdita della funzione della barriera della mucosa intestinale contribuisca in modo significativo alla patogenesi di COVID-19.
L’articolo è disponibile qui.
References
- Gu, J., B. Han, and J. Wang, COVID-19: Gastrointestinal Manifestations and Potential Fecal-Oral Transmission.Gastroenterology, 2020. 158(6): p. 1518-1519. (Pubmed)
- Lin, L., et al., Gastrointestinal symptoms of 95 cases with SARS-CoV-2 infection. Gut, 2020. 69(6): p. 997-1001. (Pubmed)
- Zhang, H., et al., The digestive system is a potential route of 2019-nCov infection: a bioinformatics analysis based on single-cell transcriptomes. bioRxiv, 2020: p. 2020.01.30.927806. (Link)
- Choudhury, A. and S. Mukherjee, In silico studies on the comparative characterization of the interactions of SARS-CoV-2 spike glycoprotein with ACE-2 receptor homologs and human TLRs. J Med Virol, 2020. (Pubmed)
- Andersson, U., W. Ottestad, and K.J. Tracey, Extracellular HMGB1: a therapeutic target in severe pulmonary inflammation including COVID-19? Mol Med, 2020. 26(1): p. 42. (Pubmed)
- Sirivongrangson, P., et al., Endotoxemia and circulating bacteriome in severe COVID-19 patients. medRxiv, 2020: p. 2020.05.29.20109785. (Link)