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Bactérias do microbioma humano codificam a resistência ao medicamento antidiabético acarbose

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Os medicamentos podem modificar o microbioma1 e, reciprocamente, o microbioma1 pode afetar a eficácia do medicamento. Um estudo recente na revista Nature identificou um mecanismo potencial através do qual as bactérias orais e intestinais inibem seletivamente o medicamento antidiabético acarbose2.

Certas doenças, como diabetes tipo 23, são conhecidas por afetar a composição do microbioma1 intestinal – ou a comunidade de microrganismos dentro do intestino – assim como o fazem medicamentos usados ​​para tratar doenças, incluindo a acarbose2 e outros medicamentos antidiabéticos. Por outro lado, também há evidências de que o microbioma1 pode modular a eficácia de medicamentos no diabetes4 e outras doenças, embora os mecanismos pelos quais isso ocorre sejam pouco definidos.

O diabetes4 tipo 2 é caracterizado por uma capacidade prejudicada de regular os níveis de glicose5 no corpo. O medicamento antidiabético acarbose2 é ingerido oralmente antes das refeições e inativa as enzimas do sistema digestivo6 que quebram os carboidratos, resultando em níveis reduzidos de glicose5 liberados na corrente sanguínea.

Saiba mais sobre "Microbioma1 intestinal humano", "O que são bactérias" e "Bactérias do bem".

Um estudo recente de Balaich e colegas descobriu que as bactérias dentro do microbioma1 oral e intestinal são capazes de inibir a acarbose2. Por meio de análise computacional de dados de sequenciamento de microbioma1 (metagenômica7), os autores identificaram espécies bacterianas específicas carregando genes que codificam quinases semelhantes a uma quinase conhecida por fosforilar a acarbose2 para gerar um produto com capacidade reduzida de inibir enzimas digestoras de carboidratos (AcbK). A atividade quinase-acarbose2 foi demonstrada bioquimicamente para um subconjunto destas quinases, designadas como Maks.

A Mak mais abundante, Mak1, mostrou fosforilar e inativar a acarbose2 de maneira semelhante à AcbK e conferir resistência à acarbose2 quando expressa em bactérias. Usando dados metagenômicos de pacientes em um ensaio clínico anterior, os pacientes mak-positivos foram menos responsivos à acarbose2 do que os pacientes mak-negativos.

Mais pesquisas são necessárias em coortes maiores de pacientes para avaliar a utilidade dos genes mak como biomarcadores da resposta à acarbose2. No entanto, essas descobertas sugerem que o impacto do microbioma1 na resposta ao medicamento é, pelo menos em parte, devido aos produtos bioquímicos do próprio microbioma1, por meio da interação direta do microbioma1 com o medicamento, e sugerem oportunidades potenciais para atingir o microbioma1 para melhorar a eficácia do medicamento.

No artigo, os pesquisadores abordam como o microbioma1 humano codifica um grande repertório de enzimas e vias bioquímicas, a maioria das quais permanece descaracterizada. No estudo, usando uma estratégia de pesquisa baseada em metagenômica7, descobriu-se que os membros bacterianos do intestino humano e do microbioma1 oral codificam enzimas que fosforilam seletivamente um medicamento antidiabético usado clinicamente, acarbose2, resultando em sua inativação.

A acarbose2 é um inibidor de α-glicosidases humanas e bacterianas, limitando a capacidade do organismo alvo de metabolizar carboidratos complexos. Usando ensaios bioquímicos, cristalografia de raios-X e análises metagenômicas, mostramos que as quinases de acarbose2 derivadas do microbioma1 são específicas para acarbose2, fornecem ao seu organismo uma vantagem protetora contra a atividade da acarbose2 e são difundidas nos microbiomas de populações humanas de países ocidentais e não ocidentais.

Esses resultados fornecem um exemplo de resistência generalizada do microbioma1 a um medicamento não antibiótico e sugerem que a resistência à acarbose2 se disseminou no microbioma1 humano como uma estratégia defensiva contra um potencial produtor endógeno de uma molécula intimamente relacionada.

Leia sobre "Diabetes Mellitus8", "Opções de tratamentos para o diabetes4" e "A resistência aos antibióticos e as superbactérias".

 

Fontes:
Nature, publicação em 24 de novembro de 2021.
Communications Medicine, notícia publicada em 06 de janeiro de 2022.

 

NEWS.MED.BR, 2022. Bactérias do microbioma humano codificam a resistência ao medicamento antidiabético acarbose. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1408410/bacterias-do-microbioma-humano-codificam-a-resistencia-ao-medicamento-antidiabetico-acarbose.htm>. Acesso em: 1 out. 2022.

Complementos

1 Microbioma: Comunidade ecológica de microrganismos comensais, simbióticos e patogênicos que compartilham nosso espaço corporal. Microbioma humano é o conjunto de microrganismos que reside no corpo do Homo sapiens, mantendo uma relação simbiótica com o hospedeiro. O conceito vai além do termo microbiota, incluindo também a relação entre as células microbianas e as células e sistemas humanos, por meio de seus genomas, transcriptomas, proteomas e metabolomas.
2 Acarbose: Medicamento hipoglicemiante de uso oral para tratamento do diabetes tipo 2. Ele bloqueia a enzima alfa glicosidase que digere o amido dos alimentos. O resultado é uma redução do aumento do açúcar no sangue durante todo o dia, especialmente após as refeições.
3 Diabetes tipo 2: Condição caracterizada por altos níveis de glicose causada tanto por graus variáveis de resistência à insulina quanto por deficiência relativa na secreção de insulina. O tipo 2 se desenvolve predominantemente em pessoas na fase adulta, mas pode aparecer em jovens.
4 Diabetes: Nome que designa um grupo de doenças caracterizadas por diurese excessiva. A mais frequente é o Diabetes mellitus, ainda que existam outras variantes (Diabetes insipidus) de doença nas quais o transtorno primário é a incapacidade dos rins de concentrar a urina.
5 Glicose: Uma das formas mais simples de açúcar.
6 Sistema digestivo: O sistema digestivo ou digestório realiza a digestão, processo que transforma os alimentos em substâncias passíveis de serem absorvidas pelo organismo. Os materiais não absorvidos são eliminados por este sistema. Ele é composto pelo tubo digestivo e por glândulas anexas.
7 Metagenômica: É a análise genômica das comunidades de microrganismos de um determinado ambiente por técnicas independentes de cultivo. Ela fornece a informação da capacidade metabólica e funcional da comunidade microbiana.
8 Diabetes mellitus: Distúrbio metabólico originado da incapacidade das células de incorporar glicose. De forma secundária, podem estar afetados o metabolismo de gorduras e proteínas.Este distúrbio é produzido por um déficit absoluto ou relativo de insulina. Suas principais características são aumento da glicose sangüínea (glicemia), poliúria, polidipsia (aumento da ingestão de líquidos) e polifagia (aumento da fome).
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