Пробиотики как потенциальные иммуномодуляторы при лечении пациентов с COVID-19

актуальность

COVID-19 — тяжелое воспалительное респираторное заболевание, вызванное SARS-CoV-2, которое объявлено Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) как глобальная пандемия [1]. Сегодня, несмотря на все внедрены стратегии предотвращения распространения COVID-19, распространенность заболевания продолжает расти, что требует постоянной готовности и инвестиций в систему здравоохранения и другие ресурсы, направленные на управление распространением COVID-19. Ситуация осложняется тем, что сейчас отсутствуют лекарственные средства, имеющие доказательную базу эффективности и безопасности применения при COVID-19, а массовая вакцинация находится лишь на начальной стадии внедрения.

Пробиотики — живые микроорганизмы, содержащиеся в различных продуктах питания, и, попадая в организм естественным и безопасным путем, способствуют оптимизации баланса здоровой и болезнетворной микрофлоры кишечника, а также восстановлению патологически измененного функционирования желудочно-кишечного тракта. К наиболее распространенным пробиотических микроорганизмов относятся Lactobacillus и Bifidobacterium. За последние два десятилетия многие исследователи предполагали, что применение пробиотиков может помочь в модулировании иммунного ответа и лечении в случае различных типов заболеваний, включая заболеваниями вирусной этиологии. Нередко полученные на моделях животных результаты исследований указывали на то, что пробиотики, в частности Lactobacillus plantarum, Bacillus subtilis, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum и Bifidobacterium bifidumИмеют положительный эффект в поддержании здоровья иммунной системы хозяина, помогает организму восстанавливаться после респираторной вирусной инфекции [2]. Подобные исследования демонстрировали, что применение пробиотиков не только улучшало показатели здоровья животных, но и снижало вирусную нагрузку в их легких и повышало выживаемость [3].

В журнале «Nutrition Research» опубликована статья, в которой авторы рассматривали возможность использования пробиотиков для профилактики вирусных инфекций. В частности тема касалась ключевых пробиотических штаммов, которые могут быть полезными в предотвращении инфицирования вирусными агентами, а также усилить иммунную функцию, таким образом уменьшить влияние вирусных инфекций, особенно актуален в условиях мирового пандемии COVID-19 [4]. Предлагаем вашему вниманию обзор этой статьи.

Особенности патогенеза COVID-19

Понимание причин развития характерной клинической картины при COVID-19 может помочь определить эффективную и безопасную терапию заболевания. Современная гипотеза патогенеза COVID-19 связана с тем, что SARS-CoV-2 проявляет тропизм к клеткам человека, которые имеют рецептор к ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) -2 (легкие, сердце, кишечник и т.д.), осуществляется с помощью шиповидного белка . Обычно инвазия SARS-CoV-2 начинается в легких, попав в организм, вирус проникает в АПФ-2-положительные клетки, где начинает реплицироваться. Вследствие поражения легочной ткани вирусом развивается дыхательная недостаточность и поражение других систем организма. Воспалительная реакция на инвазию вируса сопровождается нерегулируемой противовоспалительным цитокинов бурей, что приводит к поражению легких, развития острого респираторного дистресс-синдрома и смерти. Вследствие повышенного уровня цитокинов и хемокинов, у пациента наблюдается усиление аномальных системных воспалительных реакций, вызывающих повреждения многих органов и систем, включая легкими, сердцем, почками и печенью, что в дальнейшем приводит к истощению организма и смерти. Кроме того, результаты некоторых исследований также свидетельствуют, что инфицирование COVID-19 ассоциировано с дисбактериозом кишечника, а чрезмерная нагрузка на слизистую оболочку кишечника изменяет микрофлору, что приводит к потере целостности кишечного барьера [5, 6].

Потенциальное воздействие пробиотиков при лечении COVID-19

Предотвращение адсорбции вируса на поверхности эпителия слизистой оболочки имеет решающее значение для снижения риска заболевания. Данные литературы свидетельствуют, что некоторые виды пробиотических микроорганизмов, в том числе Lactobacillus и Bifidobacterium, Обладают способностью захватывать вирусы и влиять на связывание вируса с рецепторами клеток-хозяев, что является эффективной стратегией в борьбе с инвазией. Сбалансирования иммунных реакций и повышения иммунного ответа являются одними из ключевых стратегий при лечении COVID-19. Данные литературы свидетельствуют, что потребление пробиотиков способствует поддержанию здоровья иммунной системы хозяина за счет сбалансирования иммунологического ответа и играет потенциальную роль в предотвращении или уменьшении проявлений различных заболеваний. Соответственно, применение пробиотиков при менеджменте пациентов, инфицированных COVID-19, может быть эффективной стратегией лечения заболевания.

Данные различных исследований показывают, что такие пробиотические микроорганизмы, как Lactobacillus и Bifidobacterium, Повышают иммунный ответ и обладают противовирусной активностью. Так, результаты исследования на одной мышиной модели показали, что пробиотики способствуют клиренса вируса гриппа и нейтрализуют выработки антител через Т-хелперные клетки 1-го типа. В другом исследовании показано, что смертность от гриппа снизилась с 100 до 60% при введении мертвых и живых пробиотиков соответственно, и с 60 до 30% при применении интраназального пути введения [7]. Подобные преимущества обнаружены при введении пробиотиков рода Bacillus за счет их способности в подавлении репликации вируса. В исследовании штамма L. casei продемонстрировано, что интраназальное использования термически инактивированного пробиотического штамма L. casei DK128 способствовало защиты от штамма вируса гриппа H3N2 [8].

Результаты других исследований демонстрировали потенциальную эффективность видов Lactobacillus для защиты от вирусной инфекции, что связано с его иммуномодулирующее активностью. Так, комбинация трех штаммов Lactobacillus ассоциировалась с противовирусной активностью, увеличивая продукцию воспалительных цитокинов и влияя на регуляторный фактор интерферона-7 и других иммуномодулирующих генов [9]. Результаты другого исследования показали, что противовирусные эффекты, ассоциированные с введением пробиотиков, могут быть обусловлены подавлением специфического белка, который опосредует репликацию вируса, а именно SWI2 / SNF2 белка-активатора CREB-связывающего белка (SRCAP) [10].

В исследованиях с участием людей продемонстрировано, что пробиотики защищают от простуды и гриппа на> 50%, повышая уровень гамма-интерферона в сыворотке крови и секреторного иммуноглобулина A в кишечнике. Эти результаты свидетельствуют о том, что пробиотики являются безопасными и эффективными средствами в борьбе с респираторными инфекциями. У новорожденных ежедневное введение пробиотиков от рождения до года ассоциировалось с меньшим на 28% риском повторных респираторных инфекций [11].

Механизмы эффективности пробиотиков

Таким образом, учитывая существующие данные о патогенезе поражения SARS-CoV-2, исследователи считают, что укрепление иммунитета хозяина является одним из ключевых моменты при менеджменте пациентов, инфицированных COVID-19. А с учетом потенциальных механизмов положительного влияния пробиотиков их применение может быть эффективной стратегией лечения пациентов с COVID-19.

Авторы пришли к выводу, что наиболее эффективными пробиотическими штаммами есть L. gasseri SBT2055, L. casei DK128, B. subtilis 3, L. rhamnosus CRL1505 и штаммы B. bifidum, Поскольку их использование в исследованиях ассоциировалось с повышением выживаемости на 50-80% и мощным противовоспалительным реакцией. Другие штаммы, такие как L. rhamnosus GG, L. casei, L. plantarum, штамм L. casei Shirota, B. lactis Bb-12 и B. longumБыли менее эффективными и снижали проявления инвазии вируса в верхних дыхательных путях, гриппоподобные симптомы и диарею, связанную с применением антибиотиков только на 40-70%. Иммуномодулирующее активность демонстрировали такие штаммы, как L. reuteri ATCC 55730, L. paracasei, L. casei 431, L. fermentum PCC и B. infantis 35624.

Соответственно, эффективность и безопасность применения пробиотиков в борьбе с COVID-19 может заключаться в их способности уменьшать инвазию вирусных агентов в респираторном тракте путем связывания с вирусом или поверхностью эпителия, что, соответственно, предотвращает прикрепление вируса к рецепторам эпителиальных клеток. Кроме того, пробиотики обладают способностью улучшать функцию эпителиального барьера кишечника и корректировать дисбактериоз кишечника, наряду с выделением множественных пептидов и других молекул, которые могут подавлять репликацию вирусных агентов. Учитывая все эффекты пробиотиков, их применение также может моделировать проявления цитокиновой бури при COVID-19 и сбалансировать иммунологический ответ и вместе с другими положительными эффектами воздействия на иммунную систему может влиять на активацию ее клеточного иммунитета и специфических реакций антител против вируса. А учитывая то, что течение COVID-19 связан с развитием оксидативного стресса, который составляет дисбаланс между продукцией свободных радикалов и истощением антиоксидантной системы защиты организма, исследователи считают, что антиоксидантное действие пробиотиков может быть полезной в комплексной терапии при острого респираторного дистресс синдрома при COVID-19.

Список использованной литературы:

1. Wang С., Horby PW, Hayden FG et al. (2020) A novel coronavirus outbreak of global health concern. Lancet North Am. Ed., 395: 470-473.
2. Lehtoranta L., Pitkäranta A., Korpela R. (2014) Probiotics in respiratory virus infections. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., 33 (8): 1289-1302. doi: 10.1007 / s10096-014-2086-y.
3. Hardy H., Harris J., Lyon E. et al. (2013) Probiotics, Prebiotics and Immunomodulation of Gut Mucosal Defences: Homeostasis and Immunopathology. Nutrients, 5 (6): 1869-1912. doi: 10.3390 / nu5061869.
4. Singh K., Rao A. (2021) Probiotics: A potential immunomodulator in COVID-19 infection management. Nutrit. Res., 87: 1-12 (https://doi.org/10.1016/j.nutres.2020.12.014).
5. AEC Antunes, Vinderola G., Xavier-Santos D. et al. (2020) Potential contribution of beneficial microbes to face the covid-19 pandemic. Food Res. Int., 136, Article 109577.
6. Infusino F., Marazzato M., Mancone M. et al. (2020) Diet supplementation, probiotics, and nutraceuticals in sars-cov-2 infection: a scoping review. Nutrients, 12: 1-21.
7. Zhang H., Yeh C., Jin Z. et al. (2018) Prospective study of probiotic supplementation results in immune stimulation and improvement of upper respiratory infection rate. Synth. Systems Biotechnol., 3: 113-120.
8. Jung YJ., Lee YT., Le V. et al. (2017) Heat-killed Lactobacillus casei confers broad protection against influenza a virus primary infection and develops heterosubtypic immunity against future secondary infection. Sci Rep., 7: 1-12.
9. Shojadoost B., Kulkarni RR, Brisbin JT et al. (2019) Interactions between Lactobacilli and chicken macrophages induce antiviral responses against avian influenza virus. Res. Vet. Sci, 125: 441-450.
10. Eguchi K., Fujitani N., Nakagawa H. et al. (2019) Prevention of respiratory syncytial virus infection with probiotic lactic acid bacterium Lactobacillus gasseri SBT2055. Sci Rep., 9: 1-11.
11. Rautava S., Salminen S., Isolauri Е. (2009) Specific probiotics in reducing the risk of acute infections in infancy-a randomised, double-blind, placebo-controlled study. Br. J. Nutr., 101: 1722-1726.

Анна Хиць,
Редакция журнала «Украинский медицинский журнал»