Die nasale Mikrobiota gibt Hinweise darauf, bei wem das Coronavirus zu Symptomen führt

Diese nasopharyngeale Mikrobiota wird im Allgemeinen als Schutz vor Viren, Bakterien und anderen Krankheitserregern angesehen, die in diese natürlichen Atemwege eindringen, sagt Dr. Sadanand Fulzele, Geriatrieforscher in der medizinischen Abteilung des Medical College of Georgia an der Augusta University.

Als die Forscher die Mikrobiota von 27 Personen im Alter von 49 bis 78 Jahren untersuchten, die negativ auf das Virus reagierten, von 30 Personen, die positiv waren, aber keine Symptome aufwiesen, und von 27 Personen, die positiv waren und mäßige Symptome hatten, die keinen Krankenhausaufenthalt erforderten, zeigten sich unterschiedliche Muster, berichten sie in der Zeitschrift Diagnostics.

"Millionen von Menschen infizieren sich, und nur relativ wenige von ihnen entwickeln Symptome. Dies könnte einer der Gründe dafür sein", sagt Dr. Ravindra Kolhe, Direktor des Georgia Esoteric and Molecular Laboratory (GEM Lab) des MCG, das mehr als 100.000 COVID-Tests durchgeführt hat.

Die signifikantesten Veränderungen gab es bei den symptomatischen Patienten, von denen etwa die Hälfte keine ausreichende Menge an Mikrobiota hatte, um eine Sequenzierung durchzuführen, sagt der korrespondierende Autor Fulzele.

Sie waren überrascht, dass sie in der Nasen-Rachen-Höhle von symptomatischen Personen diese "niedrigen Werte" von Bakterien fanden, im Vergleich zu nur zwei bzw. vier Personen in den negativen und positiven Gruppen ohne Symptome. Die große Mehrheit der positiven Personen ohne Symptome hatte immer noch eine ausreichende Mikrobiota, bemerkt Erstautor Kolhe.

"Wir wissen nicht, was zuerst da war: die Krankheit oder die Auslöschung der Mikrobiota", sagt Fulzele. Laufende Nasen und Niesen könnten für den Verlust verantwortlich sein, eine bereits deutlich geringere Anzahl bakterieller Bewohner könnte das Risiko der Individuen für die Entwicklung dieser Art von Symptomen erhöht haben, oder das Virus könnte die Landschaft verändert haben, sagt Fulzele, der letzteres vermutet.

Aufgrund seiner Erfahrung mit der Mikrobiota im Magen-Darm-Trakt hält Kolhe den unterschiedlichen Gehalt und die Größe der Mikrobiota für eine weitere gute Möglichkeit, und beide würden gerne eine endgültige Antwort erhalten. "Wir haben im Moment nicht genügend Daten", sagt Kolhe.

Sie fanden auch Unterschiede in der Art der Bakterien, obwohl die Forscher anmerken, dass die Funktion einiger der gefundenen Bakterien nicht gut verstanden wird.

Wie der Name des Virus und die fast zweijährige Erfahrung mit dem Virus zeigen, erfolgt die Übertragung des schweren akuten respiratorischen Coronavirus 2 (SARS-Cov-2) vor allem dann, wenn jemand hustet, niest oder sogar spricht und Tröpfchen, so genannte Aerosole, die das Virus enthalten, durch die Luft in die Nase oder den Mund einer anderen Person gelangen.

Bei Menschen über 65 Jahren und/oder mit Grunderkrankungen wie Bluthochdruck und Diabetes besteht ein erhöhtes Risiko für Krankenhausaufenthalte und Todesfälle durch die Infektion, weshalb die Forscher beschlossen, die Mikrobiota im oberen Teil der Atemwege, dem Nasopharynx älterer Menschen, zu untersuchen.

Die feuchte, schleimproduzierende Auskleidung dieses Bereichs wirkt wie eine natürliche Barriere gegen Eindringlinge, und es ist auch eine bedeutende Anzahl von Immunzellen vorhanden, sagt Fulzele, und ihre Reaktion auf Atemwegsviren ist entscheidend.

In diesem Bereich befinden sich auch zahlreiche ACE-2-Rezeptoren, an die sich das Stachelvirus bindet, und Kolhe zufolge ist dies ein wichtiger Landeplatz für dieses Virus.

Ihre neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die veränderte Mikrobiota bei den symptomatischen Patienten ihre Immunantwort auf das Virus beeinflusst, so Kolhe und Fulzele.

Die symptomatischen Personen wiesen signifikant höhere Konzentrationen von zwei Bakterienarten auf, darunter Cutibacterium, die normalerweise auf der Haut vorkommen und mit Akne, aber auch mit Herzinfektionen und Schulterinfektionen nach Operationen in Verbindung gebracht werden. Umgekehrt war das Vorkommen einer Handvoll anderer, nicht gut untersuchter Bakterien deutlich geringer.

Die Mikrobiota beider infizierter Gruppen, sowohl der symptomatischen als auch der asymptomatischen, wies hohe Werte von Bakterien wie Cyanobakterien auf, die auch als Blaualgen bezeichnet werden und in verunreinigtem Wasser vorkommen können, aber auch ein üblicher Bewohner des menschlichen Mikrobioms sind, der offenbar eine Rolle bei der Regulierung der Immunreaktion spielt. Diese Bakterien gelangen in der Regel über die Schleimhäute, z. B. in der Nase, in den Körper und sind dafür bekannt, dass sie Lungenentzündungen und Leberschäden verursachen. Diejenigen, die Symptome hatten, wiesen doppelt so viele dieser Bakterien auf wie ihre asymptomatischen Kollegen.

Fulzele stellt fest, dass es zwischen den asymptomatischen und den symptomatischen Patienten keine signifikanten Veränderungen in der Vielfalt der Mikrobiota gab - nur diese großen Unterschiede in der Menge -, aber sie stellten fest, dass sich die Anzahl der einzelnen Bakterien nach oben und unten bewegte.

Zum Beispiel sah die Grafik der Anzahl eines anderen wasserliebenden Bakteriums, Amylibacter, wie Treppenstufen aus, da sie sich bei den symptomatischen Personen von negativ zu positiv bewegte, während es bei einer Handvoll anderer Bakterien einen Abwärtstrend gab.

Während die Beziehung zwischen der nasopharyngealen Mikrobiota und dem Schweregrad von COVID-19 unbekannt bleibt, weist ihre Studie auf einen "starken Zusammenhang" zwischen der nasalen Mikrobiota, der SARS-CoV-2-Infektion und dem Schweregrad hin, schreiben sie.

Ihre Analyse wurde durchgeführt, bevor die aktuellen Virusvarianten auftauchten, aber die Forscher sagen, dass die Unterschiede in der Mikrobiota wahrscheinlich auch für diese gelten, und sie haben bereits mit dieser Analyse begonnen.

Größere Studien sind erforderlich, um sicherzustellen, dass die gefundenen eindeutigen Muster Bestand haben, so die Forscher. Sie stellen derzeit einen Zuschussantrag, der eine größere Studie ermöglichen soll, und suchen nach anderen Testzentren, die sich als Partner zur Verfügung stellen möchten. Die Verwendung desselben Nasopharyngealabstrichs, der für viele COVID-Tests verwendet wird, würde es ermöglichen, gleichzeitig mit dem Test eine Mikrobiota-Analyse durchzuführen, so die Forscher.

Sie verweisen auf den auffälligen Kontrast, der sich in den fast zwei Jahren der Erfahrung mit dem Virus herauskristallisiert hat: Die meisten Infizierten sind asymptomatisch oder leiden unter leichten Symptomen wie bei einer Erkältung, während andere eine schwere virale Lungenentzündung bekommen, ins Krankenhaus eingeliefert werden müssen und sterben.

Eine Handvoll neuerer Studien wurde nun veröffentlicht, die darauf hindeuten, dass die bakterielle Zusammensetzung des Nasenkanals einen "drastischen" Einfluss auf die Entwicklung von Atemwegsinfektionen und die Schwere der Symptome haben kann, schreiben sie. Einige Studien deuten darauf hin, dass die nasale Mikrobiota die Viruslast, die Immunreaktion und die Symptome einer Rhinovirusinfektion beeinflussen kann, die für etwa 10-40 % der Erkältungen verantwortlich ist.

Eine Vielzahl anderer Erkrankungen wie das entzündliche Darmsyndrom, Magengeschwüre und Viruserkrankungen wurden mit signifikanten Veränderungen in der Mikrobiota des Darms, der Nasen- und der Mundhöhle in Verbindung gebracht, schreiben sie.

Die Bakterienvielfalt in der Mikrobiota ist im Allgemeinen eine gute Sache und nimmt mit dem Alter natürlich ab, sagt Fulzele. Sie kann auch durch Gewohnheiten wie Rauchen beeinträchtigt und durch eine abwechslungsreiche Ernährung verbessert werden.