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Rôle des probiotiques dans la lutte contre les infections virales en mettant l'accent sur le COVID-

Rôle des probiotiques dans la lutte contre les infections virales en mettant l'accent sur le COVID-19

Applied Microbiology and Biotechnology /Microbiologie appliquée et biotechnologie.

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Les transmissions interspécifiques de virus entre les animaux et les humains peuvent entraîner un potentiel pathogène imprévisible et de nouvelles maladies transmissibles. Ce mécanisme a récemment été illustré par la découverte de nouveaux virus pathogènes, tels que la nouvelle pandémie du syndrome respiratoire aigu sévère corona virus-2 (SRAS-CoV-2), l'épidémie de syndrome respiratoire du Moyen-Orient-coronavirus en Arabie saoudite et la mortelle épidémie d'Ebola en Afrique de l'Ouest. Le. Le SRAS-CoV-2 est à l'origine de la maladie à coronavirus-19 (COVID-19), qui a un impact mondial massif en termes de perturbations économiques et, surtout, de santé humaine. La maladie est caractérisée par une toux sèche, de la fièvre, de la fatigue, une myalgie et une dyspnée. Les autres symptômes comprennent les maux de tête, les maux de gorge, la rhinorrhée et les troubles gastro-intestinaux. La pneumonie semble être la manifestation la plus courante et la plus grave de l'infection. Actuellement, il n'existe pas de vaccin ou de médicament spécifique contre le COVID-19. En outre, la mise au point d'un nouvel antiviral nécessite un temps et des efforts considérables pour la conception et la validation des médicaments. Par conséquent, réutiliser l'utilisation de composés naturels peut fournir des alternatives et peut soutenir le traitement contre le COVID-19. Dans cette revue, nous discutons en détail du rôle thérapeutique prophylactique et de soutien des probiotiques pour la gestion du COVID-19. En outre, le rôle unique des probiotiques pour moduler le microbe intestinal et affirmer l'homéostasie intestinale et la production d'interféron en tant que mécanisme antiviral est décrit. En outre, le rôle régulateur des probiotiques sur l'axe intestin-poumon et le système immunitaire muqueux pour les mécanismes antiviraux potentiels est examiné et discuté.

Points clés


• Rôle du microbiote intestinal dans les maladies antivirales


• Facteurs influençant le mécanisme antiviral


• Probiotiques et Covid-19

De plus, le développement de nouveaux antiviraux présente plusieurs défis et nécessite un temps et des efforts considérables pour la conception et la validation des médicaments. Par conséquent, en explorant la réutilisation, l'utilisation de composés naturels peut fournir des alternatives et peut soutenir le traitement contre le COVID-19. Actuellement, aucune recherche ne soutient l'utilisation d'un supplément comme traitement adjuvant pour la gestion des sujets COVID-19. En plus du SRAS-CoV2, les infections virales de la grippe aviaire, du virus Ebola, de la dengue et du virus Zika restent mal contrôlées dans le monde.

Les microbes vivants, qui présentent des avantages pour la santé de l'hôte lorsqu'ils sont administrés en quantité appropriée, sont appelés probiotiques et comprennent un certain nombre de genres de bactéries et de levures. Les probiotiques comprennent Lactobacillus, Bifidobacterium, Leuconostoc, Pediococcus et Enterococcus. La microflore gastro-intestinale normale des humains est peuplée de microflore appartenant au genre Lactobacillus et Bifidobacterium. Ils sont sûrs et largement utilisés dans les yaourts et autres produits laitiers (López-Moreno et Aguilera 2020). Les probiotiques jouent un rôle dans l'équilibre de la réponse immunitaire défensive de l'hôte, stimulant ainsi la fonction de barrière muqueuse et modulant le système immunitaire.

Fait intéressant, il a été démontré que les bactéries intestinales exercent des effets bénéfiques grâce à la modulation de l'axe de la vitamine D. Grâce à l'axe de la vitamine D, les probiotiques peuvent protéger l'intégrité de la barrière muqueuse et supprimer l'inflammation de la muqueuse intestinale.

De plus, via l'axe de la vitamine D, les probiotiques peuvent réguler les systèmes immunitaires innés et adaptatifs. Ses effets comprennent la diminution des cellules T Th1 / Th17 et des cytokines pro-inflammatoires, telles que l'IL-1, l'IL-6, l'IL-8, l'IFNγ et le TNFα, en faveur de la réponse Th2, l'augmentation de la Treg, la régulation négative de la production d'IgG induite par les cellules T , inhibant la différenciation des DC et aidant à maintenir la tolérance de soi, tout en améliorant les réponses immunitaires innées protectrices.

Les interactions de l'axe intestin-poumon influencent le rôle des probiotiques dans les maladies respiratoires, de sorte que le dialogue immunitaire reste un processus à double sens. Le microbiote pulmonaire protège contre les infections respiratoires, principalement par la production de granulocytes-macrophages via la stimulation IL-17 et Nod2. En réponse aux infections pulmonaires, le microbiote intestinal joue un rôle crucial. Des études in vivo chez des souris sans germes ont montré une morbidité accrue au cours d'une infection pulmonaire aiguë.

De même, la modulation de la gravité des infections à Mycobacterium tuberculosis dans les poumons est corrélée au microbiote intestinal.

Les oligo-éléments tels que le zinc jouent un rôle essentiel dans la croissance et le développement normaux de l'hôte. Le zinc a des effets significatifs sur les populations bactériennes intestinales et le système immunitaire en stimulant la voie immunitaire Th1. Le principal mécanisme de l'homéostasie du zinc dans le corps est l'absorption gastro-intestinale du zinc ingéré équilibrée par la sécrétion de zinc endogène dans l'intestin et l'excrétion dans les fèces.


Les perturbations de l'homéostasie du zinc chez l'homme sont un facteur critique pour influencer l'immunité antivirale. La carence en zinc entraîne un risque de contracter des infections virales car il existe un déséquilibre des fonctions immunitaires Th1 et Th2, conduisant à un défaut de la voie Th1 (Gielda et DiRita 2012). Leonardi et coll. (2013) ont montré que le LAB enrichi en zinc pouvait être une source précieuse de cet élément dans les aliments, car les métalloprotéines de zinc ou les bioplexes sont la meilleure forme d'absorption par l'homme.

Le mécanisme du fonctionnement des probiotiques sur l'organisme hôte et le système immunitaire est compliqué et n'est pas encore complètement élucidé. Cependant, les remèdes et l'efficacité des vaccins contre les maladies virales sont limités par les taux élevés de mutation des virus, en particulier des virus à ARN. Dans cette revue, nous discutons de l'efficacité des probiotiques et de leur importance dans la prévention des infections virales. En outre, nous fournissons l'importance des microbes dans différentes parties du corps lors d'infections virales. Les recherches futures se concentreront potentiellement sur le traitement de diverses maladies virales en utilisant des probiotiques ou des paraprobiotiques comme adjuvant rationnel.

Microbiote pulmonaire et infection respiratoire

Par rapport à la partie gastro-intestinale inférieure, les poumons contiennent environ 10 à 100 bactéries pour 1000 cellules humaines, soit relativement moins de biomasse bactérienne (Sze et al. 2012). Une étude sur la fibrose kystique confirme que l'intestin et le microbiote pulmonaire se développent en même temps après la naissance, et il est prouvé qu'il existe une diaphonie constante entre ces deux zones (Marsland et al.2015). La composition dynamique du microbiome pulmonaire est déterminée par l'incorporation par la nutrition, la température, la qualité et la quantité des cellules anti-inflammatoires, l'élimination par la toux, la clairance mucociliaire, l'immunité innée et adaptative, l'immigration par micro-aspiration et inhalation de micro-organismes, et la croissance relative au sein de ses communautés (O'Dwyer et al.2016; Fanos et al.2020). Le poumon est un organe qui est continuellement exposé au microbiote, soit par inhalation, soit par micro-aspiration subclinique depuis le début de la vie. Le microbiome des poumons et des voies respiratoires a directement affecté l'immunité contre la maladie ou peut avoir un effet d'altération de l'immunité / inflammation locale pendant le développement de la maladie. Les voies respiratoires supérieures et l'oropharynx, où les microbes sont présents en abondance, ne sont pas éliminés par la défense muqueuse de l'hôte et la clairance mucociliaire (Wilson et Hamilos 2014), capables d'atteindre profondément les poumons. L'aspiration subclinique du contenu oropharyngé se produit universellement chez l'homme (O’Dwyer et al. 2016). Des études murines ont démontré une augmentation de la charge bactérienne dans les poumons au cours des 2 premières semaines de vie, et le phyla des organismes trouvés dans les poumons est passé des gamma-protéobactéries et des firmicutes aux bactéries (Frank et al.2010).

L'environnement pulmonaire devient riche en bactéries intestinales, telles que les Bacteroidetes et les Enterobacteriaceae, appelées «plus d'intestin dans le poumon» (Fanos et al. 2020). Les probiotiques colonisent principalement dans l'intestin, mais ils ont un impact fondamental sur les réponses immunitaires systémiques. Il peut également coloniser et exercer des réponses immunitaires sur des sites muqueux distants, y compris le poumon (Tapiovaara et al.2016; Baud et al.2020). L'étude a rapporté que le probiotique Lb. plantarum GG pourrait coloniser le système respiratoire supérieur, en particulier là où le système lymphatique est disponible. Les chercheurs ont isolé probiotique Lb. plantarum DSM9843 de l'épithélium amygdalien de six individus après 8 h de consommation orale de gruau d'avoine fermenté enrichi en Lb. plantarum DSM9843 (Tapiovaara et al.2016). De telles modifications du développement du microbiote étaient associées à une accumulation de la population de cellules T régulatrices qui pourrait favoriser la tolérance à la provocation allergénique (Frank et al. 2010). Le microbiote pulmonaire peut réguler spécifiquement l’immunité pulmonaire ou le développement de tissu lymphoïde associé aux bronches contre l’infection pulmonaire (O’Dwyer et al. 2016). Un humain peut faire face à différents organismes puissants, particules nocives et gaz lors d'une inhalation normale. Le dépôt de ces organismes nuisibles, tels que les moisissures, les bactéries et les virus, se produit sur les voies respiratoires ou les surfaces alvéolaires. Certains de ces organismes varient de moins de 3 à 5 μ et ne peuvent pénétrer que jusqu'aux poumons profonds. Les cils et la couche de mucus empêchent les agents pathogènes de pénétrer dans les poumons. Une fois qu’ils pénètrent dans le poumon, les mécanismes de défense du poumon sont activés par l’activation du macrophage alvéolaire (Janssen et al. 2016). Le macrophage alvéolaire avec son récepteur de surface cellulaire se lie aux particules déposées, les ingère, les tue et les digère. De plus, lorsque les poumons sont introduits avec des particules infectieuses aussi graves, les globules blancs, en particulier les neutrophiles, augmentent la circulation qui aide à ingérer et à tuer les agents pathogènes.

Le microbiote pulmonaire peut protéger contre les infections respiratoires à S. pneumoniae et K. pneumoniae, déclenchant la production pulmonaire de facteur de stimulation des colonies de granulocytes-macrophages (GM-CSF) par la stimulation sur l'interleukine 17 (IL-17) et Nod2 (Mukherjee et Hanidziar 2018). La cytokine pro-inflammatoire IL-17 est induite par les cellules T CD4 + et CD8 + des cellules stromales, endothéliales et épithéliales en réponse aux lipopolysaccharides. L'IL-17 se lie aux récepteurs cellulaires et active l'activité des neutrophiles, de l'AP-1 et du NF-κB (Ryzhakov et al. 2011). L'IL-17 induit également un stress du réticulum endoplasmique et une autophagie via l'enzyme 1 nécessitant de l'inositol, inhibant la reproduction du virus infectieux (Kim et al.2015). Les récepteurs de type Nod (NLR) agissent comme des récepteurs cytoplasmiques qui soutiennent les mécanismes de défense de l'hôte grâce à la stimulation de la signalisation NFκB. Le NFκB contrôle la transcription des gènes effecteurs avec la cytokine pro-inflammatoire TNF-α et la chimiokine neutrophile, IL-8. Dans des conditions raisonnables, le NFκB reste lent et se lie à la molécule inhibitrice IκB dans le cytoplasme. Lors de la stimulation, IκB est phosphorylé par IKK, envoie le signal d'ubiquitination, libère NFκB exempt d'IκB et découvre la séquence de localisation nucléaire (NLS) qui aide l'hétérodimère NFκB p65 / p50 à voyager dans le noyau et agit comme un facteur de transcription à régions promotrices cibles (Llewellyn et Foey 2017). Les NLR protègent contre les infections respiratoires pathogènes via l'induction de neutrophiles dans la moelle osseuse, régulent la durée de vie des neutrophiles circulatoires et des monocytes inflammatoires, soutiennent l'hématopoïèse, favorisent le développement des follicules lymphoïdes et stimulent l'activité adjuvante (Brown et al.2017). De plus, le microbiote intestinal joue un rôle essentiel dans la réponse du poumon aux infections bactériennes. Des études sur des souris sans germes ont montré une augmentation de la morbidité et de la mortalité au cours de l'infection pulmonaire aiguë par P. aeruginosa, K. pneumoniae et S. pneumoniae (Mukherjee et Hanidziar 2018). L'Organisation mondiale de la santé, comme le 30 janvier 2020, a alarmé une urgence de santé publique de portée internationale (USPPI) due au nouveau coronavirus (CoV) également appelé SRAS-CoV-2 qui provoque un syndrome respiratoire aigu sévère.

L'infection pulmonaire par le coronavirus entraîne des perturbations de l'épithélium dans les zones d'échange gazeux et les voies respiratoires associées (Fanos et al.2020). Les cellules épithéliales des alvéoles servent de récepteur du SRAS avec l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2), des enzymes liées à la digestion dans les entérocytes humains. Les coronavirus font fréquemment varier le récepteur de liaison et le site de liaison au cours de leur progression (Feng et al.2020). L'infection virale incite les macrophages alvéolaires à former des cellules géantes multinucléées, des monocytes et des cellules dendritiques pour agir contre le SRAS-CoV. Une concentration élevée de cytokines pro-inflammatoires, y compris CXCL10 (IP-10), CCL2 (MCP-1), IL-6 et CXCL8 (IL-8) dans le sérum, était évidente lorsque le poumon est exposé à une infection par le SRAS-CoV (Qian et al.2013). L'infection pulmonaire par le SRAS-CoV entraîne également des élévations marquées des concentrations d'ARNm d'interféron-b, d'interféron-1, de CXCL10, de CXCL11 et d'IL-6 (Zhaohui et al. 2013). Parmi plusieurs traitements possibles du COVID-19, comme nutritionnel, antiviral, anti-coronavirus et miscellanea, les médicaments contenant des probiotiques, en particulier les bifidobactéries et les lactobacilles, offrent une chance significative de guérison (Fanos et al.2020). Les probiotiques comme les bifidobactéries ou les lactobacilles ont des effets bénéfiques contre l'infection par le virus de la grippe dans les voies respiratoires (Zelaya et al.2016). La consommation de probiotiques améliore le niveau des interférons de type I, des cellules présentatrices d’antigène, des cellules NK et des cellules T et B dans le système immunitaire des poumons. L'administration de probiotiques peut également améliorer les cytokines pro et anti-inflammatoires, aidant à éliminer l'infection virale en minimisant les dommages cellulaires dans les poumons (Baud et al. 2020). Ces mécanismes suggérés peuvent également se manifester pour prévenir les complications concernant le COVID-19. Des études récentes suggèrent que l'implication de l'intestin dans le COVID-19 est encore plus importante et prolongée par rapport au poumon (Xu et al. 2020).

Microbes du nasopharynx

Le nasopharynx sert de niches prédominantes à divers types de microbiote commensaux et pathogènes (Lemon et al. 2010). Les microbes varient d'un fumeur à un non-fumeur, en bonne santé ou en mauvaise santé, et âgés par rapport aux nouveau-nés en termes d'appartenance et de répartition (Charlson et al. 2010). De nombreuses enquêtes ont découvert que le microbiome nasal des personnes en bonne santé est essentiellement composé des phyla Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes et Proteobacteria, les genres Bifidobacterium, Propionibacterium, Corynebacterium, Dolosigranulum et Moraxella étant prédominants (Huffnagle et al.2017; Kuffnagle et al.2017; . 2019). De nombreuses espèces pathogènes, dont Streptococcus pneumonia, Haemophilus grippe, Moraxella catarrahlis, Staphylococcus aureus et Neisseria meningitidis, existent dans le nasopharynx de personnes apparemment en bonne santé (Allen et al.2014). Comme les bactéries pathogènes, certains virus, y compris les rhinovirus, les entérovirus, les coronavirus et les adénovirus, ont été trouvés chez des personnes infectées asymptomatiques. Les études métagénomiques du Projet sur le microbiome humain pourraient faire progresser la distinction explicite des organismes importants tels que P. acnes, C. accolens, C. kropenstedtii, S. aureus et S. epidermitidis dans le nasopharynx (Anon 2012). Parmi les bactéries, H. influenzae était la bactérie la plus dominante, qui, avec S. pneumoniae et M. catarrhalis, constitue le microbiome humain du nasopharynx (Bisgaard et al. 2007).

En présence de S. pneumoniae, M. catarrhalis et H. influenzae, seuls ou dans un mélange de ces organismes, peuvent coloniser complètement les éosinophiles sanguins et augmenter le nombre d'IgE chez les jeunes à 4 ans (Bisgaard et al.2007). Toute infection des voies respiratoires supérieures conduit à des connexions élaborées entre les bactéries pathogènes et les virus, à la fois synergiques et compétitifs. Les micro-organismes des voies respiratoires supérieures peuvent modifier l'adhérence bactérienne, la colonisation bactérienne et la réponse immunitaire de l'hôte. Une enquête sur le microbiote nasopharyngé d'enfants atteints de bronchite sévère a mis en évidence des mouvements microbiens reposant sur la maladie virale du rhinovirus humain (VRC) (Heinonen et al.2016), l'infection respiratoire syncytiale (RSV) (Mejias et al.2013) ou la co-contamination . Le microbiote pulmonaire chez les patients atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) et les personnes en bonne santé au cours d'une provocation par un rhinovirus a démontré des changements massifs après l'infection (Huang et al.2017). La couche de mucus présente dans le nasopharynx aide à humidifier l'air respiré et emprisonne les micro-organismes entrés ou toute molécule étrangère (Kumpitsch et al.2019). Ce mucus contaminé ici et là est évacué par clairance mucociliaire (Bustamante-Marin et Ostrowski 2017). Curieusement, les organismes commensaux aux propriétés immunomodulatrices sont aptes à déclencher les réactions immunitaires de l'hôte et à se protéger rapidement contre les agents pathogènes (Michael et David 2013). Il a été démontré que le probiotique Lactobacillus GG, ou en association de Lactobacillus GG avec d'autres probiotiques, réduisait la survenue ou le risque d'URI chez les enfants (Kumpu et al. 2012).

Le nez humain et les voies respiratoires supérieures retiennent efficacement le pathogène en envahissant les particules immunogènes et les gouttelettes. Le pathogène détecté par les couches muqueuses du tractus gastro-intestinal (GI), respiratoire, urinaire et génital fonctionne comme le système immunologique du corps (Zhang et al. 2018). Le nez humain est recouvert d'une couche muqueuse de type 1 constituée d'une seule couche de cellules épithéliales, de cellules présentatrices d'antigène, de cellules caliciformes et d'organes lymphoïdes spécialisés similaires au tractus gastro-intestinal. Après fixation, la particule étrangère pathogène qui active le système immunitaire muqueux local même dans les voies respiratoires supérieures envahit particulièrement les poumons. Hua et coll. (2018) ont démontré que l'exposition nasale au coronavirus dans le nez et les voies respiratoires supérieures peut préparer immunologiquement les poumons pour une initiation plus rapide d'une réponse immunitaire innée et adaptative contre une infection homologue et hétérologue. Le système immunitaire joue un rôle crucial dans le traitement du coronavirus respiratoire aigu sévère par des modifications des sous-ensembles de lymphocytes T du sang périphérique et contribue à la compréhension du diagnostic et du traitement de la maladie (Lin et al.2020). En outre, une surproduction de cytokines et de chimiokines, l'activation de l'immunité à médiation par les lymphocytes T auxiliaires et la réponse inflammatoire de l'hôte ont été observées pendant la phase aiguë de l'infection par le SRAS (Russell et al. 2020).

Interaction des microbes intestinaux et modulation immunitaire

L'intestin est l'habitat clé où la plupart des microbes restent en symbiose dans l'hôte. Dans l'intestin, le microbiote joue un rôle indispensable dans le maintien de l'homéostasie intestinale (Kerry et al.2018). Le microbiome intestinal comprend différentes communautés microbiennes, sans s'y limiter, de bactéries, virus et champignons (Shi et al.2017). Le microbiome intestinal humain se compose d'environ 1000 espèces différentes de microbes et varie de densités de 104 à 105 bactéries par millimètre du tube digestif dans l'intestin grêle et 1011 bactéries par gramme de contenu luminal du côlon (Thomas et al.2017). La composition du microbiome peut différer d'une personne à l'autre et dépend des changements environnementaux et du patrimoine génétique (Harmsen et de Goffau 2016). Chez les personnes saines, le microbiome se compose principalement de quatre rassemblements d'organismes microscopiques: Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria et Actinobacteria (Gu et al.2013; Seedorf et al.2014), dans lesquels les deux phyla Firmicutes et Bacteroidetes représentent 90% de l'intestin microbiote. De plus, pour la plupart, les phylums dominants de l'intestin sont les Bacteroides et les Firmicutes, suivis des Proteobacteria et Actinobacteria (Rinninella et al.2019). Dans la relation symbiotique entre le microbiote et l'hôte, les deux sont mutuellement bénéfiques (Parker et al.2018). Le microbiome utilise l'espace, les nutriments et l'environnement de reproduction de l'intestin humain (Chang et Kao 2019). À son tour, la microflore intestinale aide à la fermentation des glucides, synthétise les vitamines et régule à la baisse la perméabilité intestinale (Kau et al. 2011). Le microbiote intestinal agit comme une barrière de défense et aide à modifier le système immunitaire intestinal.

Le microbiome des voies inférieures est influencé par divers facteurs environnementaux. Ainsi, la coopération entre le microbiome et le système immunitaire intestinal est indispensable pour préserver l'homéostasie intestinale. Lorsque cette homéostasie est épuisée par le changement équilibré de la communauté microbienne intestinale, la dysbiose provoque des maladies intestinales (Na et al.2017; Chang et Kao 2019). Des études ont révélé que la colonisation microbienne accélérée dans le tractus gastro-intestinal néonatal joue un rôle crucial dans la croissance du système immunitaire intestinal. Le microbiome intestinal présente une compétition contre la liaison des agents pathogènes, leur colonisation, leur survie et leur destruction directe par leurs métabolites (par exemple, l'acide organique, les composés antimicrobiens), et l'augmentation de l'immunité associée à l'intestin. L'administration orale de probiotiques protège contre l'infection de la muqueuse intestinale distante comme les bronches et la muqueuse urogénitale (Hao et al.2011; Barbieri et al.2017). Le risque de contamination par Salmonella enterica serovar Typhimurium peut être minimisé par l'administration orale de probiotiques induisant l'action phagocytaire et microbicide des macrophages (Galdeano et al. 2011). Selon Galdeano et al. (2011), les cytokines libérées par le probiotique agissent sur les cellules immunitaires inaccessibles depuis le tube digestif. Avec la production d'un anticorps spécifique, les probiotiques peuvent stimuler la réponse immunitaire systémique. Une quantité suffisante de probiotiques peut stimuler une immunité innée et adaptative de l'hôte. Le microbiote intestinal a également un impact sur la santé à distance sur l'immunité cardiaque, hépatique, rénale et pulmonaire (Marsland et al.2015; Enaud et al.2020). Dans l'axe intestin-poumon, la modulation immunitaire distale (intestinale) au cours d'une maladie respiratoire est médiée par le microbiote intestinal. Le microbiome intestinal sain peut altérer l'immunité intestinale ainsi que l'immunité pulmonaire par leur axe intestin-poumon (Fanos et al.2020).

Lors d'une infection des voies respiratoires des voies respiratoires, les organismes commensaux du corps stimulent la réponse immunitaire aux sites locaux (poumon) et distaux (intestin), considérés comme l'axe intestin-poumon, où le microbiote intestinal module le système immunitaire pulmonaire au cours de cette infection (Budden et al. 2017). L'axe intestin-poumon est supposé être bidirectionnel, c'est-à-dire via le système sanguin et lymphatique où les métabolites microbiens endotoxines peuvent avoir un impact sur le poumon en cas d'inflammation; il peut également influencer le microbiome intestinal. Par ce mécanisme, il existe une possibilité de nouveau SRAS-Cov2 qui pourrait également affecter l'altération du microbiote intestinal (Dhar et Mohanty 2020). Il a été démontré que le microbiote intestinal était impliqué dans la modulation de nombreuses maladies respiratoires du poumon (Taylor et al.2016). Les probiotiques ont montré des propriétés de destruction microbienne significatives par le biais des macrophages alvéolaires, des neutrophiles, des cellules tueuses naturelles et des niveaux accrus de cytokines pro-inflammatoires comme le TNF-α et l'IL-6 dans les poumons (Vieira et al.2016; Belkacem et al.2017). Les cytokines anti-inflammatoires (telles que les cellules Treg et l'IL-10) augmentent également avec l'augmentation des cytokines pro-inflammatoires dans le poumon des souris infectées (Khailova et al. 2013). Le moyen le plus important est que le système lymphatique se situe entre les poumons et l'intestin. Les commensaux, leurs parties corporelles (p. Ex. Lipopolysaccharide) et leurs métabolites (p. Ex., Acides gras à chaîne courte) se déplacent à travers le système lymphatique mésentérique de l'intestin vers les poumons en utilisant la circulation systémique et régulent l'immunité pulmonaire (Trompette et al. 2014; Bingula et al.2017). Une étude récente a révélé que les cellules lymphoïdes innées réparatrices des tissus pouvaient migrer de l'intestin vers les poumons, en réponse à une réponse immunitaire inflammatoire à l'IL-25 (Huang et al.2018). Une étude a rapporté que l'infection à K. pneumoniae était régulée à la baisse par la consommation de Bifidobacterium longum chez la souris. Looft et Allen (2012) ont conclu à la réduction du niveau de lactobacilles et de lactocoques et à la régulation à la hausse des entérobactéries dans la lumière intestinale lors d'une étude sur l'infection grippale dans un modèle clinique.

Réponse immunitaire muqueuse

La dysbiose de l’immunité de l’hôte peut stimuler le système immunitaire de l’organisme, c’est-à-dire l’organe immunitaire, les cytokines solubles et les récepteurs cellulaires, et le principal pilier de la défense immunitaire. La communication entre le microbiote et les facteurs environnementaux affecte l'immunité muqueuse (Neish 2014). La couche de mucus présente à la surface du tractus gastro-intestinal, des voies respiratoires et des voies vaginales a joué la première ligne de défense, où l'anticorps immunoglobuline A agit comme la première ligne d'immunité muqueuse (Corthesy 2013). Les mucines agissent comme une fonction de barrière de l'immunité au mucus. La particule étrangère ou le pathogène traverse une fois la barrière mucociliaire capable d'entrer en contact avec plusieurs peptides antimicrobiens solubles présents dans le mucus, tels que le lysozyme, la lactoferrine, la collectine et les défensines, produits par les cellules immunitaires des voies respiratoires. Ces peptides antimicrobiens sont impliqués dans la destruction directe du pathogène ou l'inhibition du pathogène par opsonisation ou recrutement d'autres cellules inflammatoires (Das et Thakur 2015; Boyton et Openshaw 2002). L'infection pathogène des cellules épithéliales de la muqueuse introduit des monocytes, des macrophages, des granulocytes, des cellules B, des cellules tueuses naturelles et des cellules dendritiques. L'initiation de ces cellules sûres repose sur différents récepteurs de reconnaissance de formes (PRR). Les PRR, y compris les récepteurs Toll-like (TLR) et la protéine 2 contenant le domaine d'oligomérisation de liaison aux nucléotides (NOD-2), les récepteurs de type lectine de type C (CLR) et les capteurs d'ADN cytosoliques activés par la signalisation intracellulaire induisent des réponses immunitaires, par et / ou les réponses immunogènes directes des chimiokines anti-inflammatoires ou régulatrices et / ou antivirales (Akira et al.2001; Ausubel 2005; Chaudhuri et Sabroe 2008; Hooper et Macpherson 2010). La destruction des agents pathogènes par les macrophages et les cellules dendritiques participe également au système immunitaire inné de la muqueuse respiratoire. Le macrophage alvéolaire élimine immédiatement le pathogène en émettant du NO et des espèces réactives de l'oxygène. Les cellules dendritiques (CD) aident à percevoir et à se dispenser de l'agent pathogène à partir de différentes perspectives. Les CD jouent un rôle important dans la clairance virale des poumons en déclenchant une réponse antivirale des lymphocytes T CD8 + cytotoxiques dans les ganglions lymphatiques (Ho et al. 2011). Les cellules dendritiques phagocytent efficacement le pathogène envahissant à travers les dendrites transépithéliales (Farache et al. 2013). Les cellules dendritiques aident également à bloquer et à transcytosiser le pathogène à travers les cellules épithéliales en coupe et les cellules M.

Les antigènes envahissants sont transcytozés à travers les cellules M vers les APC sous-épithéliales. Les APC envoient le signal à la région des lymphocytes T du tissu lymphoïde associé à la muqueuse (MALT) pour la présentation de l'antigène traité aux lymphocytes B. La cellule B génère des cellules B de surface immunoglobulines IgA positives (IgA +). Les cellules T stimulées par l'antigène et l'immunoglobuline de surface cellulaire entrent dans la circulation systémique par les ganglions lymphatiques. Au cours du transport intracellulaire médié par les immunoglobulines, un virus peut être neutralisé par celui-ci (Das et Thakur 2015). Les cytokines dérivées des épithéliums, comme le TGF-bêta, l'IL-25 et l'IL-33, jouent un rôle essentiel dans l'activation d'une réponse immunitaire muqueuse régulatrice Th2 ou T. Les lésions pulmonaires graves causées par le RSV ont augmenté l'infiltration des neutrophiles et la régulation à la hausse des cellules CD4 + productrices de TNF-α, IL-13 dans les poumons (Stokes et al. 2013). L'infection par le RSV augmente également la production de mucus en raison d'un taux accru d'IL-17, une cytokine pro-inflammatoire sécrétée par les cellules T activées dans le poumon (Chen et al. 2003). Les organismes probiotiques aident également à la maturation et à l'activation du système immunitaire muqueux (SIG) par divers réseaux de signaux médiés par leurs métabolites sécrétés, tels que l'acide organique, les acides gras à chaîne courte (AGCC) (Topping et Clifton 2001; Mcdermott et Huffnagle 2014) et des composés antimicrobiens appelés bactériocines (Galdeano et al.2019). Plusieurs virus provoquent une infection respiratoire chez l'homme (Marsland et al.2015). Les bactéries probiotiques pourraient également se lier à un virus envahissant, inhibant ainsi l'attachement du virus au récepteur de la cellule hôte (Salminen et al. 2010). Les médicaments probiotiques aident à renforcer l'immunité muqueuse et à fournir une restriction contre les infections virales respiratoires (Marsland et al.2015).

Probiotique comme amplificateurs immunitaires

Les probiotiques exercent plusieurs effets bénéfiques sur la santé de l'hôte par plusieurs systèmes potentiels via l'immunité locale (en maintenant le bien-être intestinal et l'intégrité de la paroi intestinale) et l'immunité systémique (en renforçant le système immunitaire spécifique et non spécifique). L'application des probiotiques est efficace et compétente pour plusieurs affections, y compris l'infection virale (Kanauchi et al.2018). Il y a plus d'un siècle, le lauréat du prix Nobel Elie Metchnikoff a réalisé une série d'essais montrant que l'ingestion de microbes produisant de l'acide lactique améliore des maladies comme les troubles digestifs et respiratoires (Gordon 2008). Les probiotiques modulent le système immunitaire inné de l'hôte en améliorant l'activité phagocytaire, les leucocytes (polymorphonucléaires et monocytes) et l'expression de certains récepteurs (CR1, CR3, FccRI et FcaR) associés à la phagocytose et augmentent la fonction microbicide des neutrophiles (Hao et al.2011). Le nombre et l'activité des cellules tueuses naturelles (NK) sont également considérablement améliorés dans le sang (Grudzien et Rapak 2018). La signalisation des récepteurs Toll-like (TLR) par les organismes commensaux présente un effet significatif pour préserver l'homéostasie intestinale de l'hôte en améliorant la fonction de barrière intestinale et en améliorant la réponse immunitaire locale (Belkaid et Hand 2014).


Les probiotiques peuvent également induire la production de cytokines pro et anti-inflammatoires dérivées d'APC (par exemple, IL-10, IL-12, IL-17, TNF-α, interféron-α) contre des particules étrangères par l'activation de l'immunité adaptative. Les cytokines pro-inflammatoires régulatrices de l'inflammation intestinale, les chimiokines et leurs récepteurs sont inhibés par la cytokine anti-inflammatoire IL-10, produite par différentes cellules immunitaires activées (Azad et al.2018). Les probiotiques ont deux effets immunomodulateurs différents: l'un est l'effet immunostimulateur, qui active la production d'IL-12, induit les cellules NK, Th1 et Th2 et agit contre les infections et les allergies; et un autre type est l'effet immunorégulateur, qui induit l'activation des cellules IL-10 et Treg par Th2, les DC, les cellules B et les monocytes pour l'immunité adaptative de l'hôte (Chiba et al. 2010) (Fig. 1). Une étude clinique récente sur des animaux et des humains a montré l'augmentation du taux d'IFN-g, d'IL-2, de facteur de nécrose tumorale (TNF) - 훽, de cellules sécrétant des IgA sériques et des IgA en réponse à la fonction immunitaire des souches de Lactobacillus ou de Bifidobacterium (Zhang et al.2018).

Avec l'amélioration de l'immunité intestinale, la consommation de probiotiques peut également réduire le risque ou modifier les infections respiratoires (Wang et al.2016). Les probiotiques stimulent l'immunité pulmonaire en améliorant la réponse de régulation T dans les voies respiratoires. Les LAB entrent directement dans la circulation de l'intestin au poumon et exercent une action immunomodulatrice différente. La consommation orale de lactobacilles peut moduler les profils de cytokines de manière systémique (Mortaz et al. 2013). Une autre étude a montré que Lactobacillus GG et Lb. casei, Shirota (LcS) et DN114001, peuvent prévenir et traiter les infections microbiennes dans les voies gastro-intestinales et respiratoires avec la grippe (Mortaz et al. 2013). Une étude communautaire chez les personnes âgées et les enfants a montré que les probiotiques Lb. paracasei, Lb. casei 431 et Lb. fermentum PCC peut réduire la fréquence, la durée et les symptômes de la grippe et des infections des voies respiratoires en augmentant le taux d'IFN-g dans le sang et de sIgA dans l'intestin (Zhang et al.2018). L'IFN-g induit la fonction bactéricide des macrophages, induit une activité opsonisante des cellules B et augmente les anticorps fixant le complément qui conduisent à une immunité à médiation adaptative (Marshall et al. 2018). La consommation de Bifidobacterium et de Lactobacillus s'est avérée améliorer les infections des voies respiratoires supérieures et inférieures chez les enfants et les jeunes (Rautava et al.2009; Smith et al.2013). La consommation d'IgG anti-grippales augmentées de Bifidobacterium breve pourrait protéger avec succès les infections des voies respiratoires chez la souris contre la grippe (Yasui et al 1999).

Par rapport aux adultes en bonne santé et aux personnes âgées, la population âgée immunodéprimée contient une diversité réduite et un nombre plus faible de la communauté microbienne intestinale de Firmicutes, Bifidobacteria, Clostridium, Faecalibacterium, Prausnitzii et Blautia coccoides-Eubacterium rectal et une fréquence plus élevée d'Enterobacteriaceae et de Bacteroidetes ( O'Toole et Claesson.2010). Les firmicutes et les Bacteroidetes symbolisent 93% de la microflore intestinale totale chez un individu en bonne santé (Rondanelli et al.2015). Le nombre d'organismes intestinaux et sa composition diminuent avec l'âge, avec des nombres induits d'anaérobies facultatifs et de bactéries Gram-négatives (principalement Enterobacter), et une diminution de l'architecture muqueuse. Ce changement de composition microbienne se produit en raison du milieu de vie, de la malnutrition, de l'état de santé et de l'administration de médicaments différents tels que les antibiotiques et les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) (Mäkivuokko et al.2010). Le séquençage de l'ADNr 16S de 18 adultes plus âgés prenant des AINS a montré les changements dans les phylums microbiens significatifs, tels qu'un nombre inférieur de Firmicutes et un nombre croissant de Bacteroidetes (Mäkivuokko et al.2010). Le temps de transit intestinal dépend également de l'âge croissant et de l'état de santé. Dans le cas du sujet immunodéprimé, le temps de transit intestinal est plus long et la masse cellulaire bactérienne fécale est moindre par rapport aux personnes en bonne santé (Patel et al.2013). Par conséquent, une variation de la disposition microbienne dans la lumière intestinale peut entraîner une diminution de la fonction du système immunitaire et une incidence plus élevée d'infections gastro-intestinales chez les personnes âgées que chez les jeunes. Les principaux changements immunologiques associés au vieillissement impliquent une réduction de l'efficacité des réponses immunitaires médiées par les cellules B et T (Rondanelli et al.2015), car le nombre de lymphocytes dans le sang périphérique avec CD3 + T et CD8 + T diminue avec l'âge. (Pu et al.2017).

Le vieillissement affecte à la fois les réponses immunitaires innées et adaptatives. Les personnes âgées manquent de capacités immunologiques comme une diminution de la phagocytose, une modification de la migration cellulaire, des changements dans les populations et le nombre de cellules et une diminution de la production d'anticorps qui réduisait l'efficacité de résistance à l'infection (Patel et al.2013). Des probiotiques appropriés peuvent considérablement renforcer l'immunité chez les personnes âgées (Hamilton-Miller 2004). L'administration d'un régime modifié avec des habitudes alimentaires nutritionnelles appropriées peut moduler la communauté microbienne. L'utilisation de probiotiques est sûre et représente une disposition bénéfique pour prévenir ou traiter divers troubles des personnes âgées (Blaut et al. 2006). L'efficacité du traitement des personnes âgées avec Bif. lactis DN173010 et Lb. casei Shirota est responsable de la production d'acides gras à chaîne courte comme l'acide butyrique, l'acide propionique, l'acide lactique et a diminué la valeur du pH colique qui a augmenté le péristaltisme dans le côlon, ce qui est capable de réduire le temps de transit intestinal (Patel et al.2013 ). Une étude de 12 semaines sur l'administration orale du yogourt complété par Lb. paracasei N1115 peut réduire significativement le risque d'infection des voies respiratoires supérieures (URTI) chez les personnes d'âge moyen et les personnes âgées par stimulation de l'immunité des lymphocytes T, et la fréquence des URTI chez les sujets par rapport au groupe témoin (Pu et al.2017) . Administration d'un produit laitier fermenté contenant la souche probiotique Lb. casei DN-114 001 pourrait diminuer la durée des maladies infectieuses courantes (CID) des voies respiratoires, en particulier dans la rhinopharyngite chez les personnes âgées par rapport au groupe témoin (Guillemard et al. 2010). Le probiotique Lactobacillus GG contribue à une modulation significative de la réaction allergique liée à l'eczéma atopique (Ozdemir et Goksu Erol 2013). Harata et coll. (2010) ont étudié que la pulvérisation intranasale de Lactobacillus GG pouvait réguler le système immunitaire respiratoire chez la souris contre l'infection par le virus de la grippe H1N1. Les probiotiques sont également responsables de la réduction du risque de pneumonie associée au ventilateur; d'autres infections respiratoires chez les personnes en bonne santé et malades et 40 à 60% des maladies pulmonaires obstructives chroniques (MPOC) infectées par le virus sont évitées par l'administration de probiotiques (Mortaz et al. 2013).

La consommation de probiotiques diminue le risque d'infection des voies respiratoires chez les enfants (Araujo et al.2015). Les infections typiques des voies respiratoires supérieures et certains types de grippe comprennent les suivantes: amygdales, pharynx, larynx et sinus (Eccles et al.2007; Thomas et Bomar 2020). Les signes d'infections critiques des voies respiratoires supérieures peuvent inclure l'écoulement nasal, les maux de tête, la toux, la congestion nasale, les maux de gorge, la fièvre légère, les éternuements et la pression faciale (Van Riel et al. 2006). L'utilisation de probiotiques diminue fondamentalement le danger du rhume de base et diminue la durée des manifestations des infections des voies respiratoires (Wang et al.2016). En outre, les probiotiques ont montré un rôle important dans la colonisation compétitive dans l'intestin pour exclure les agents pathogènes, en modulant la fonction de barrière intestinale et la perméabilité. Il a été montré plus tôt que les probiotiques peuvent augmenter le nombre et l'activité des neutrophiles, des leucocytes et des cellules tueuses naturelles, comme expliqué précédemment. Une étude a montré que les probiotiques modulent l'expression de l'interleukine (IL) -10 et diminuent l'expression des cytokines inflammatoires, telles que le facteur de nécrose tumorale-a, IL-1b et IL-8 (Oliva et al.2012), augmentent l'immunoglobuline salivaire A niveaux et produisent des bactériocines, et finalement exercent l'activité antimicrobienne (Fooks et Gibson 2002). Une méta-analyse a montré que l'administration de Lb. rhamnosus GG a empêché les ITR (Liu et al. 2013). Une autre méta-analyse a évalué l'efficacité des probiotiques sur la durée des épisodes de maladie respiratoire chez des enfants regroupés avec des adultes et contraints aux examens utilisant des souches de Lactobacillus et Bifidobacterium (King et al.2014). Tabbers et coll. (2011) ont montré la guérison de l'infection nosocomiale en utilisant Bifidobacterium animalis subsp. lactis souche BB-12. Il a été démontré que la souche L. reuteri DSM 17938 de BioGaia protège contre les infections des voies respiratoires supérieures et les problèmes gastro-intestinaux chez les enfants âgés de 6 mois à 3 ans (Gabryszewski et al. 2011).

Biodisponibilité du zinc et système immunitaire

Le zinc dans une grande partie du processus métabolique de la cellule est utilisé comme cofacteur fondamental pour les métallo-enzymes. Il est jugé essentiel pour l'intégrité de la membrane, la synthèse de l'ADN et la multiplication cellulaire, en particulier les cellules immunitaires (Hojyo et Fukada 2016; Read et al. 2019). Le zinc aide en outre à améliorer la réaction de l'hôte à de nombreuses infections et joue un rôle important dans le maintien de l'homéostasie de l'hôte (Fukada et Kambe 2014). L'administration de zinc a été suggérée pour améliorer la fonction médiée par les lymphocytes T, augmenter les niveaux d'ARNm d'IL-2 et réduire la production de cytokine pro-inflammatoire, d'ADN, de TNF-α et d'oxydation lipidique (Barnett et al. 2010). L'indisponibilité du zinc est corrélée à l'immunité cellulaire entravée et son déficit a été observé pour réduire le nombre de lymphocytes B et T, en particulier CD4 +, et l'activation de la cytokine Th1. Le zinc stabilise également la membrane cellulaire et sa carence perturbe la muqueuse intestinale, réduit les enzymes de la bordure de la brosse et augmente la perméabilité muqueuse, la fonction des macrophages et la sécrétion intestinale d'eau par la production de cytokines, la destruction intracellulaire et la phagocytose (Shankar et Prasad 1998) .


Une méta-analyse de la supplémentation orale en zinc chez les patients souffrant d’infections respiratoires aiguës a permis d’observer une réduction des symptômes et de la durée de l’infection par le rhume (Science et al. 2012). Une autre étude sur la supplémentation en zinc chez les enfants atteints de pneumonie a indiqué une réduction vitale des maladies (Rerksuppaphol et Rerksuppaphol 2019).

Le zinc aide à inhiber la protéase virale et interfère dans les processus physiques tels que l'attachement du virus, l'infection et l'enrobage (Read et al.2019). La barrière épithéliale respiratoire contient une jonction serrée et une jonction d'adhésion, où la E-cadehérine et la β-caténine agissent comme les principales molécules transmembranaires. Une carence en zinc entraîne une dégradation protéolytique des molécules d'E-cadhérine et de β-caténine, ce qui entraîne une augmentation des fuites à travers la cellule épithéliale pulmonaire supérieure et alvéolaire (Gammoh et Rink 2017). L'appauvrissement en zinc induit également une migration abandonnée des neutrophiles autour de la jonction serrée interrompue avec l'induction de la production de chimiokine, provoquant finalement une maladie pulmonaire. Le zinc peut inhiber plusieurs infections virales des voies respiratoires, y compris le virus de l'herpès simplex (HSV) et le rhinovirus non enveloppé (Suara et Crowe 2004). Le virus respiratoire syncytial (RSV) est l'agent viral le plus important pour l'infection aiguë des voies respiratoires (IRA), également prévenu par les sels de zinc en empêchant la propagation de cellule à cellule dans des conditions de culture in vitro. La supplémentation en zinc avec de la vitamine A est efficace pour contrer les maladies respiratoires aiguës (IRA), tout comme la diarrhée (Cuevas et Koyanagi 2005). La supplémentation en sulfate de zinc de 10 à 20 mg / jour a montré un risque significativement réduit d'échec du traitement en cas d'infection aiguë sévère des voies respiratoires inférieures chez les enfants en Inde (Basnet et al. 2012). Une autre étude a révélé qu'une augmentation des concentrations plasmatiques de zinc avec un apport quotidien de 10 mg de gluconate de zinc pourrait réduire l'incidence des infections aiguës des voies respiratoires inférieures (Overbeck et al. 2008). Le zinc inhiberait l'activité ARN polymérase dépendante de l'ARN de plusieurs virus, notamment le coronavirus, l'artérivirus, le rhinovirus et le virus de l'hépatite C (Kar et al.2019). Afin de fournir du zinc sous une forme hautement biodisponible, les souches probiotiques Lb fermentum SR4 et Lb rhamnosus GG (LGG) ont été étudiées pour leur capacité à accumuler du zinc. Les résultats ont démontré qu'une biodisponibilité plus élevée du Zn était chélatée par SR4 et LGG jusqu'à 57% et 48%, respectivement, par rapport aux formes inorganiques (ZnSo4) et gluconate de zinc disponibles dans le commerce (Lule et al.2020). te Velthuis et coll. (2010) ont révélé que la combinaison de Zn2 + et de pyrithione (PT) à de faibles concentrations inhibe la réplication du coronavirus du SRAS (SARS-CoV).

Une étude a montré que la consommation de jusqu'à 50 mg de zinc par jour supprime la réplication virale pandémique du COVID-19 en améliorant la résistance de l'hôte contre l'infection virale (Razzaque 2020). Cependant, le zinc maintient des caractéristiques antivirales directes, grâce à l'activation de réponses antivirales innées et acquises (humorales) (Maywald et al.2017; Read et al.2019).

Rôle de la vitamine D pour lutter contre les infections virales

La vitamine D, qui est principalement présente dans la peau, est importante dans la réabsorption du calcium dans l'intestin et les reins en activant le transport transcellulaire du calcium. La forme active de la vitamine D, l'hormone 1,25-dihydroxyvitamine D (1,25OHD, également appelée VDR) régule l'expression des gènes, en particulier dans la fonction immunitaire et l'inflammation (Gunville et al.2013). Le fonctionnement de la vitamine D du système immunitaire aide à maintenir les jonctions serrées, les jonctions espacées et les jonctions adhérentes. Les maladies virales affectent l'intégrité de la jonction, augmentant ainsi le taux d'infections chez l'hôte (Rossi et al.2020). Une carence en vitamine D peut réduire les niveaux de 25-hydroxyvitamine D (25OHD) affectant ainsi l'hôte. Les bactéries probiotiques ont été caractérisées pour produire des vitamines et influencer positivement la composition du microbiote intestinal et du système immunitaire (Hill et al. 2014). Les bactéries probiotiques, appartenant principalement aux genres Lactobacillus et Bifidobacterium, confèrent un certain nombre d'avantages pour la santé, en agissant contre l'apport de vitamines et en protégeant contre les carences (Jayawardena et al.2020). Les apports alimentaires plus élevés en vitamines liposolubles, en particulier en vitamine D, sont associés à une diversité microbienne réduite d'alpha-protéobactéries comprenant principalement des agents pathogènes humains (Steinert et al.2020).

Des études ont démontré l'importance de la vitamine D directement ou indirectement dans la lutte contre l'infection causée par des virus tels que le rotavirus (Zhao et al.2019), la dengue (Martinez-Moreno et al.2020) et la grippe (Urashima et al.2010). Dans COVID-19, l'augmentation des taux de létalité chez les personnes âgées peut être due à la réduction des concentrations sériques de 25OHD avec l'âge (Razdan et al.2020). La production réduite de vitamine D est le résultat de niveaux plus faibles de 7-déhydrocholestérol dans la peau en raison du moins de temps passé au soleil. Les effets immunomodulateurs de la vitamine D agissent à la fois sur le système immunitaire inné et adaptatif, réduisant ainsi le risque d'infection et de décès. Chez les patients atteints de COVID-19, le système immunitaire inné génère des cytokines pro-inflammatoires et anti-inflammatoires en réponse aux infections virales et bactériennes (Huang et al.2020). La vitamine D est un modulateur de l'immunité adaptative. La 1,25OHD supprime les réponses médiées par les cellules T auxiliaires de type 1 (Th1), en réprimant la production de cytokines inflammatoires IL-2 et d'interféron gamma (INFγ) (Lemire et al. 1985). De plus, la 1,25OHD favorise la production de cytokines par les cellules T helper de type 2 (Th2), ce qui contribue à améliorer la suppression indirecte des cellules Th1 en la complétant par des actions médiées par une multitude de types cellulaires. De plus, la 1,25OHD favorise l'induction des cellules T régulatrices, inhibant ainsi les processus inflammatoires. L'infection au COVID-19 a déclenché une sécrétion accrue des cytokines Th2 (par exemple, les interleukines 4 et 10) qui suppriment l'inflammation, ce qui diffère de l'infection par le SRAS-CoV (Huang et al.2020). Le SRAS-CoV et le MERS-CoV diffèrent des infections au CoV en produisant des tempêtes de cytokine pro-inflammatoire.

Cette section défend le rôle des concentrations plus élevées de 25OHD dans la réduction du risque d'infection et de décès par infections aiguës des voies respiratoires (ARTI), y compris le CoV et la pneumonie. La saison de pointe pour les ARTI est généralement lorsque les concentrations de 25OHD sont les plus faibles. Ainsi, la supplémentation en vitamine D peut être lancée régulièrement par des probiotiques producteurs de vitamines pour élever les concentrations de 25OHD au-dessus de 40 à 60 ng / ml. Cependant, pour le traitement des patients infectés par COVID-19, une dose plus élevée pourrait être utile (Jeyaraman et al.2020). Une étude plus approfondie sur la supplémentation en vitamines par les probiotiques doit être évaluée en utilisant une large population d'individus en bonne santé comprenant un nombre égal d'hommes et de femmes volontaires. Cela éclairera également les différences de réponse immunitaire lors d'infections. Le 23 mars 2020, le Dr Tom Frieden, ancien directeur du Centre de contrôle et de prévention des maladies, a proposé d'utiliser la vitamine D pour lutter contre la pandémie COVID-19.

Probiotiques et contrôle des infections virales

Le patient immunodéprimé rencontre une dysbiose dans le microbiote intestinal conduisant ainsi à l'accumulation d'agents pathogènes dans le tractus intestinal. Les infections causées par des bactéries intestinales sont parmi les plus difficiles et les plus difficiles à traiter, avec un grand potentiel pour mettre la vie en danger. Dans le cas des infections virales chez l'homme, l'épithélium des voies respiratoires est une porte d'entrée. Le premier niveau de protection chez l'hôte est par le mucus tenace par mouvement des cils dans l'épithélium cylindrique, l'immunoglobuline A sécrétoire limite la sécrétion des voies respiratoires. L'influence de l'infection virale sur les cellules dendritiques (DC) conduit à une cascade de réactions avec une activation des cellules CD4 + et CD8 + et le développement ultérieur d'une immunité spécifique à médiation par les cellules T et B.


Les probiotiques, en plus d'être des bactéries bénéfiques, possèdent également une activité antivirale. Les probiotiques sont choisis comme alternatives car ils agissent comme des amplificateurs immunitaires naturels (Lakshmi et al. 2013). Les probiotiques et leurs métabolites peuvent également interférer indirectement avec le virus en modifiant l'état des cellules, en stimulant l'immunité innée et / ou adaptative. Ils exercent une activité antivirale par (1) l'interaction directe probiotique-virus, (2) la production de métabolites inhibiteurs antiviraux et (3) la stimulation du système immunitaire. Les bactéries lactiques (LAB) et leurs bactériocines servent d'agents antiviraux (Al Kassaa et al.2014). Les LAB sont connus pour synthétiser des exopolysaccharides (EPS), qui peuvent conférer des avantages pour la santé aux personnes telles que des activités immunomodulatrices, antitumorales, antibiofilm et antioxydantes. Une de ces souches, Lb. plantarum CRL1506, après administration orale, a démontré des propriétés antivirales, en diminuant les lésions tissulaires induites par l'inflammation (Yang et al.2017). Analyse de Lb. les métabolites plantarum ont montré une présence majeure de sucres, indiquant ainsi que les principales substances actives antivirales pourraient être des polysaccharides. Des études antérieures ont également démontré que la colonisation de l'épithélium par les lactobacilles entravait stériquement l'adhésion du virus à la surface. Callahan et coll. (1991) ont rapporté que les exopolysaccharides sulfatés inhibent l'adhérence du VIH aux cellules cibles, bloquant ainsi l'entrée virale dans l'hôte. De même, Bacillus subtilis OKB105 et la surfactine se sont révélés avoir une activité antivirale contre le TGEV pénétrant dans les cellules épithéliales intestinales porcines en adsorbant les particules virales et en bloquant l'attachement viral par inhibition compétitive (Wang et al.2017).

Probiotiques et paraprobiotiques de Lb. plantarum ou Lb. reuteri contre le virus de la pneumonie a diminué le recrutement des granulocytes et l'expression de multiples cytokines pro-inflammatoires et réduit la récupération du virus. Cela indique que le mécanisme d'action peut être indépendant du TLR (Gabryszewski et al. 2011). Un essai clinique de Lb. plantarum HEAL 9 et Lb. paracasei 8700: 2 chez les individus en bonne santé a réduit le risque de contracter des infections du rhume et des symptômes pharyngés (Berggren et al. 2011). Une étude menée par Kokubo et al. (2019) ont montré que le plasma de Lactococcus lactis LC affecte l'activation des cellules dendritiques plasmacytoïdes. Cela atténue les gènes dégénératifs musculaires et la concentration du facteur de croissance β-transformateur de cytokine contrôlé par la fatigue. Kg. rhamnosus M21 lors du traitement de la pneumonie chez la souris a montré des niveaux accrus d'interféron-γ et d'interleukine-2, qui sont des cytokines représentatives des lymphocytes T auxiliaires de type I (Song et al.2016) (tableau 1). L'application de probiotiques a démontré un potentiel clinique dans les expériences animales. Diverses souches de Lactobacillus spp. et Bifidobacterium spp. par voie orale ou intranasale ont montré une suppression des symptômes d'infection contre les infections virales, y compris la grippe (Kawahara et al.2015; Zolnikova et al.2018). Ceux-ci diminuent les titres de charge virale et augmentent les cellules T auxiliaires dans le parenchyme pulmonaire. Dans une autre étude, l'administration simultanée de Lb. rhamnosus et Bif. lactis a augmenté l'IFN-y et l'interleukine (IL) -4, l'IL-10 et l'IL-6 dans le lavage bronchoalvéolaire et l'activité des cellules phagocytaires (Gill et al.2001; Di Cerbo et al.2016). En conséquence, les probiotiques peuvent provoquer la destruction de l'acide nucléique viral et limiter la réplication du virus. Cependant, la question des propriétés probiotiques, pour un choix de prévention ou de traitement contre le SRAS, le MERS et le COVID-19, reste ouverte. Des recherches supplémentaires doivent être axées sur les essais cliniques pour l'administration de probiotiques en tant que traitement adjuvant pour la prise en charge des patients COVID-19.

Conclusions

La sécurité des probiotiques, y compris les lactobacilles et les bifidobactéries, a été démontrée par de nombreuses études cliniques. Les preuves actuelles montrent que les probiotiques et les facteurs dérivés des probiotiques sont prometteurs pour améliorer les avantages pour la santé et la régulation de l'homéostasie de l'hôte, y compris la santé immunitaire. La protection contre les infections virales s'est avérée être un avantage de l'action probiotique. Les probiotiques exercent leurs effets bénéfiques par la modulation des réponses immunitaires de l'hôte, maintiennent l'homéostasie intestinale et produisent de l'interféron, supprimant ainsi la tempête de cytokines induite par le virus. Bien que quelques essais contrôlés randomisés aient montré que l'administration de probiotiques pouvait contrecarrer la pneumonie associée au ventilateur chez les patients COVID-19, l'efficacité de la réduction de la mortalité reste incertaine. Les lactobacilles et les bifidobactéries ont montré un effet bénéfique prometteur et leur administration peut surmonter la dysbiose intestinale induite par l'infection par le SRAS-CoV2. Par conséquent, il est raisonnable de modifier la microflore avec l'administration de probiotiques et ainsi potentiellement améliorer le statut immunitaire de l'hôte. Pourtant, la stimulation immunitaire et l'expression des cytokines sont spécifiques de la souche et peuvent varier selon les consortiums de bactéries probiotiques. Il est probable qu'une approche nouvelle et plus ciblée de la modulation du microbiote intestinal comme l'une des approches thérapeutiques du COVID-19 et de ses comorbidités sera nécessaire.


Alors que la recherche sur les probiotiques passe à l'étape suivante, le mécanisme de chaque action probiotique doit être élucidé pour une utilisation clinique efficace. Cela conduit à une demande potentielle de médecine personnalisée. Des essais cliniques futurs pourraient caractériser la microflore individuelle de base et leur schéma génétique de réponses lors de l'introduction de probiotiques, révélant ainsi la puissance de l'application des probiotiques dans la prévention et le traitement des maladies humaines. En outre, dans le cadre de la recherche translationnelle et clinique, des biomarqueurs doivent être identifiés pour l'évaluation des thérapies, y compris les probiotiques chez les hôtes. Cela confirme en effet que la stimulation immunitaire par les probiotiques favorise potentiellement une résistance prolongée aux infections virales et aux maladies chez l'homme.


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