Revertendo efeito do uso de antibióticos e dieta sobre o intestino
Equipe de cientistas do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC, Portugal) mostrou que as bactérias que vivem no intestino "conversam" umas com as outras. Usando pequenas moléculas em vez de palavras, estas conversas microbianas alteram os números de certas espécies de bactérias no intestino e começam a reparar o enorme dano causado por longos tratamentos com antibióticos. Estas conclusões mostram o potencial que pode ser obtido através da utilização da própria linguagem das bactérias, para comunicar, controlar e explorar a multiplicidade de micróbios que vivem no interior do intestino humano. Este estudo foi destaque na revista científica Cell Reports.
Durante muito tempo, as bactérias foram vistas como organismos predominantemente nocivos, responsáveis por muitas doenças em todo o mundo. Esta imagem foi mudando ao longo dos últimos dez anos. Os cientistas têm vindo a identificar várias características benéficas de certas espécies bacterianas, particularmente aquelas que vivem dentro do corpo humano, nomeadamente no intestino. Estes micróbios podem ser vistos como pequenos inquilinos no intestino, que ajudam o organismo a obter o máximo dos alimentos ingeridos e a proteger-se contra invasores oportunistas que causam doenças. "Quando perdemos alguns desses inquilinos, por exemplo, quando tomamos antibióticos ou mudamos a nossa dieta, o desequilíbrio resultante na comunidade de bactérias pode deixar-nos em risco de contrair uma infecção, doença inflamatória intestinal, obesidade ou cancro. É por isto tão importante entender como estas bactérias interagem", explica Karina Xavier, autora do estudo.
Uma das formas pela qual as bactérias podem interagir é através de um tipo de linguagem química. As bactérias podem produzir e trocar pequenas moléculas conhecidas como autoindutores. A deteção destas moléculas por outras bactérias permite que estes micróbios regulem de forma sincronizada comportamentos na comunidade, um processo chamado de quorum sensing. Muitos destes sinais químicos são específicos para espécies individuais de bactérias, mas a produção e resposta a uma molécula, o autoindutor-2 (AI-2) pode ser observado em todo o reino bacteriano. Como este sinal AI-2 pode promover a comunicação bacteriana entre espécies e permitir que as bactérias alterem comportamentos, a equipe de investigação liderada por Karina Xavier investigou qual o papel de AI-2 na comunicação entre as bactérias do intestino dos mamíferos. "Nós sabemos que as bactérias podem interagir umas com as outras em tubos de ensaio no laboratório", disse Jessica Thompson, primeira autora deste estudo, "a grande questão era se isso iria acontecer dentro do corpo, e perceber o significado destas conversas para nós, hospedeiros das bactérias". Usando o ratinho como organismo modelo, os investigadores foram capazes de confirmar que AI-2 é produzido e detectado por bactérias Escherichia coli (E. coli) no intestino.
Em seguida, os investigadores perguntaram se esta molécula poderia influenciar a composição de espécies de bactérias no intestino após o tratamento com antibiótico. A grande maioria das espécies de bactérias presentes no intestino do ratinho pertencem a dois grupos principais – Bacteroides e Firmicutes. Os investigadores observaram que, após o tratamento com estreptomicina – um antibiótico potente conhecido por causar desequilíbrios na comunidade bacteriana do intestino – a diversidade de espécies de bactérias diminuiu substancialmente e quase todas as espécies que permaneceram após o tratamento pertenciam ao grupo Bacteroides. Surpreendentemente, este desequilíbrio na comunidade microbiana foi reduzido quando os ratinhos foram alimentados com bactérias E. coli que produzem uma grande quantidade de AI-2. Estes resultados sugerem que os sinais produzidos pelas próprias bactérias podem fornecer ferramentas úteis para restabelecer ou proteger as nossas bactérias benéficas do dano causado por antibióticos. Para Ana Rita Oliveira, co-primeira autora deste estudo, "este estudo mostra que conversas entre bactérias que utilizam AI-2 como linguagem são capazes de modular a composição das bactérias intestinais. Esta foi a primeira vez que se mostrou que uma comunicação bacteriana tem um impacto sobre o equilíbrio das espécies na flora intestinal".
Karina Xavier acrescenta que "foi particularmente interessante constatarmos que o aumento do sinal universal de bactérias, o AI-2, favoreceu um grupo de bactérias que sabemos que é essencial para proteger o hospedeiro de muitos agentes infecciosos e inflamatórios. Daqui para frente, espero que, através da melhor compreensão dos mecanismos envolvidos, sejamos capazes de criar estratégias para atenuar o efeito de antibióticos contra as 'bactérias boas' e usá-los para combater a doença".
Este estudo foi desenvolvido no Instituto Gulbenkian de Ciência (Oeiras, Portugal) em colaboração com o Centers of Biomedical Research Network (CIBER) in Epidemiology and Public Health (Madrid, Espanha) e o Departamento de Genómica y Salud, Centro Superior de Investigación en Salud Pública, FISABIO (Valencia, espanha). Este estudo foi financiado pelo International Early Career Scientist programme, Howard Hughes Medical Institute (EUA), a Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, Portugal), o Ministerio de Ciencia e Innovacion (Espanha) e Marie-Curie Career Integration Grant (FP7, Comissão Europeia). Karina Xavier foi também uma Investigadora Associada do Instituto de Tecnologia Química e Biológica – Universidade Nova de Lisboa
Fonte: Instituto Gulbenkian de Ciência
