Bactéria intestinal: o impacto surpreendente dos vírus

O microbioma desempenha um papel vital na saúde. Um estudo recente investigou como os vírus que matam as bactérias intestinais influenciam esses micróbios. As descobertas tornam um quadro já complicado muito mais ainda.

Os bacteriófagos (representados aqui) são mais numerosos do que as bactérias.

Para obter mais informações baseadas em pesquisas sobre o microbioma e como ele afeta sua saúde, visite nosso hub dedicado.

O microbioma é fascinante e moderno.

O aumento do interesse público proporcionou um impulso no financiamento para estudar as interações entre nós e nossas bactérias intestinais.

Os cientistas descobriram agora relações entre o microbioma e uma série de condições, desde diabetes e obesidade até Parkinson e depressão.

Graças ao alto perfil das bactérias intestinais, as prateleiras dos supermercados estão agora repletas de produtos probióticos.

Apesar de sua ampla disponibilidade e popularidade, no entanto, há poucas evidências que sugiram que eles forneçam muitos benefícios fora de um pequeno número de condições específicas.

Embora os cientistas saibam que os micróbios dentro de nós são vitais, projetar uma maneira de moderá-los para melhorar a saúde e combater as doenças ainda está muito longe.

A principal razão para isso é a complexidade estonteante do microbioma. Não é uma entidade única e homogênea, mas um mundo de seres microscópicos que interagem, influenciam e inibem seus vizinhos, capazes de matar, nutrir e se comunicar uns com os outros.

Já, neste ponto, podemos ver as grandes dificuldades em compreender os meandros do microbioma, mas alguns pesquisadores estão examinando o próximo nível de complexidade: bacteriófagos.

Apresentando o bacteriófago

Bacteriófagos, ou simplesmente fagos, são vírus que destroem exclusivamente bactérias. Incrivelmente, os fagos superam as bactérias; onde há bactérias, há fagos em espadas.

Os fagos também são específicos; eles tendem a destruir apenas uma espécie ou cepa de bactéria. Antes do advento dos antibióticos, os cientistas usavam fagos para combater infecções. No entanto, quando os pesquisadores descobriram os antibióticos, eles tomaram o lugar dos fagos; os antibióticos eram mais baratos e mais fáceis de produzir do que os fagos.

Agora, com o aumento da resistência aos antibióticos, alguns pesquisadores estão revisitando a ideia da terapia fágica.

Obviamente, se os fagos matam as bactérias, é provável que influenciem o microbioma. Pesquisadores do Brigham and Women’s Hospital e do Wyss Institute, ambos em Boston, MA, estão interessados ​​em exatamente como esses vírus abundantes podem impactar nossas bactérias intestinais. Eles publicaram os resultados de seu estudo mais recente na revista Hospedeiro celular e micróbio.

“Um dos maiores interesses em meu laboratório é entender as mudanças na dinâmica do microbioma intestinal. Os bacteriófagos são um grande componente do microbioma, mas ainda não foram muito estudados. ”

Autor do estudo sênior, Dr. Georg Gerber

O que os fagos estão fazendo?

Embora saibamos que os fagos são abundantes no intestino, não sabemos muito sobre seu comportamento.

“Algumas pessoas estão explorando a terapia fágica, usando fagos para matar micróbios”, diz o Dr. Gerber, “mas os fagos também são encontrados naturalmente no intestino, coexistindo com o resto do ecossistema. Queríamos descobrir o que eles estão fazendo lá. ”

Para investigar, os pesquisadores usaram ratos gnotobióticos; eles criaram esses animais de forma que não tivessem bactérias vivendo neles ou dentro deles.

Para começar, eles introduziram aos camundongos 10 espécies de bactérias que comumente residem no intestino humano, incluindo Enterococcus faecalis e Escherichia coli.

Em seguida, eles adicionaram fagos que visam especificamente as bactérias que transplantaram para os ratos. Por exemplo, os alvos de fago T4 E. coli, e os ataques de fago VD13 E. faecalis. Eles então rastrearam o sucesso de cada micróbio.

Os fagos são caçadores específicos: cada tipo mata apenas um tipo de bactéria. Portanto, quando os cientistas introduzissem um fago nos ratos, eles veriam um declínio nesse tipo de bactéria. No entanto, o impacto sobre outras bactérias foi mais surpreendente.

Mudança generalizada

Os cientistas mostraram que, embora qualquer fago ataque apenas uma espécie de bactéria, esse fago também afetaria outras espécies; algumas espécies prosperaram enquanto outras diminuíram.

Olhando para o quadro mais amplo, os pesquisadores também avaliaram a variedade de compostos produzidos tanto pela bactéria quanto pelo rato; isso é chamado de metaboloma.

Eles descobriram que quando introduziram um fago nos camundongos e a composição bacteriana mudou, ocorreram também mudanças nos níveis de certos produtos químicos biologicamente ativos. Os autores do estudo escrevem:

“Os fagos podem modular metabólitos, que são conhecidos por afetar o hospedeiro mamífero.”

Em outras palavras, uma única cepa de um vírus pode alterar o tipo ou a quantidade de moléculas biológicas disponíveis para o animal hospedeiro.

Possibilidades futuras e muito mais trabalho

O Dr. Gerber não perdeu as amplas possibilidades que essas descobertas levantam. Ele diz: “Essa descoberta me fascina para o acompanhamento e levanta questões significativas: Podemos usar fagos para modular essas atividades? Isso poderia ser uma intervenção para condições, como depressão, em que você deseja alterar os níveis de neurotransmissores? ”

Claro, esse experimento usou um microbioma construído artificialmente em um modelo de roedor, o que torna difícil a extrapolação para humanos. No entanto, ele se concentrou em obter uma visão geral de como os fagos podem influenciar uma população de bactérias. Conforme os autores do estudo escrevem:

“Camundongos gnotobióticos, colonizados com uma coleção limitada e conhecida de bactérias, mas ainda assim complexa, apresentam um sistema modelo atraente para caracterizar de forma abrangente o comportamento dos fagos no ambiente intestinal”.

Se os fagos fizerem mudanças radicais no microbioma de um camundongo, é provável que também ocorram mudanças no microbioma humano. As mudanças podem ser diferentes, mas o princípio permanece.

Como deixamos claro na introdução, os efeitos do microbioma são difíceis de entender antes que os fagos entrem em cena, portanto, projetar uma intervenção médica estará muito longe. No entanto, isso certamente não torna as descobertas menos interessantes ou dignas de serem investigadas.

“Mesmo que não sejam usados ​​como uma terapêutica direta, nosso estudo sugere que os fagos podem ser uma boa ferramenta para compreender os efeitos potenciais de outras terapêuticas que alteram o microbioma”, conclui o Dr. Gerber.