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Cientistas criaram um microbioma humano do zero

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Nossos corpos abrigam centenas ou milhares de espécies de micróbios – ninguém sabe ao certo quantos. Esse é apenas um dos muitos mistérios sobre o chamado microbioma1 humano.

Nosso ecossistema interno afasta os patógenos, ajuda a digerir os alimentos e pode até influenciar o comportamento. Mas os cientistas ainda precisam descobrir exatamente quais micróbios fazem o quê ou como. Muitos estudos sugerem que muitas espécies precisam trabalhar juntas para realizar cada um dos trabalhos do microbioma1.

Para entender melhor como os micróbios afetam nossa saúde2, os cientistas criaram pela primeira vez um microbioma1 humano sintético, combinando 119 espécies de bactérias encontradas naturalmente no corpo humano3. Quando os pesquisadores deram a mistura a camundongos que não tinham um microbioma1 próprio, as cepas4 bacterianas se estabeleceram e permaneceram estáveis – mesmo quando os cientistas introduziram outros micróbios.

O novo microbioma1 sintético pode até resistir a patógenos agressivos e fazer com que os camundongos desenvolvam um sistema imunológico5 saudável, como faz um microbioma1 completo. As descobertas foram publicadas na revista Cell.

Saiba mais sobre "Microbioma1 intestinal humano" e "Bactérias do bem - o que elas têm a oferecer".

Uma melhor compreensão do microbioma1 poderia levar a uma maneira poderosa de tratar uma série de doenças. Os médicos já podem usar o microbioma1 para tratar infecções6 intestinais com risco de vida pela bactéria7 Clostridium difficile. Eles só precisam transplantar fezes de um doador saudável, e a infecção8 geralmente desaparece.

“Funciona surpreendentemente bem”, disse a Dra. Alice Cheng, gastroenterologista da Universidade de Stanford que liderou o novo estudo.

Dr. Cheng e seus colegas agora podem usar o novo microbioma1 sintético para aprender sobre o papel de cada micróbio individual, conhecimento que pode ajudar os médicos a lidar com outros distúrbios. Por exemplo, os cientistas poderiam misturar um coquetel de 118 das 119 espécies no laboratório e ver como o microbioma1 modificado afeta a saúde2 dos camundongos.

No artigo publicado, os pesquisadores descrevem o projeto, a construção e o aumento in vivo de um microbioma1 intestinal complexo.

Destaques

  • Apresenta-se a hCom1, uma comunidade definida de 104 espécies de bactérias intestinais.
  • Foram preenchidos nichos abertos in vivo para formar a hCom2, uma comunidade definida de 119 espécies.
  • Em camundongos gnotobióticos, a hCom2 exibiu resistência robusta à colonização contra E. coli.
  • Camundongos colonizados por hCom2 ou por uma comunidade fecal humana são fenotipicamente semelhantes.

Resumo

Esforços para modelar o microbioma1 intestinal humano em camundongos levaram a importantes descobertas sobre os mecanismos das interações hospedeiro-micróbio. No entanto, as comunidades modelo estudadas até o momento foram definidas ou complexas, mas não ambas, limitando sua utilidade.

Neste estudo, os pesquisadores construíram e caracterizaram in vitro uma comunidade definida de 104 espécies bacterianas compostas pelos táxons9 mais comuns da microbiota10 intestinal humana (hCom1).

Em seguida, usou-se um processo experimental iterativo para preencher nichos abertos: camundongos livres de germes foram colonizados com hCom1 e depois desafiados com uma amostra fecal humana.

Identificou-se novas espécies que foram enxertadas após desafio fecal e foram adicionadas à hCom1, produzindo a hCom2.

Em camundongos gnotobióticos, a hCom2 exibiu maior estabilidade ao desafio fecal e resistência robusta à colonização contra Escherichia coli patogênica11.

Os camundongos colonizados por hCom2 ou por uma comunidade fecal humana são fenotipicamente semelhantes, sugerindo que este consórcio permitirá uma interrogação mecanicista de espécies e genes em fenótipos associados ao microbioma1.

Leia sobre "Disbiose intestinal12", "Probióticos13 e Prebióticos" e "As relações entre intestino e cérebro14".

 

Fontes:
Cell, Vol. 185, Nº 19, em setembro de 2022.
The New York Times, notícia publicada em 06 de setembro de 2022.

 

NEWS.MED.BR, 2022. Cientistas criaram um microbioma humano do zero. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1425670/cientistas-criaram-um-microbioma-humano-do-zero.htm>. Acesso em: 5 dez. 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 Saúde: 1. Estado de equilíbrio dinâmico entre o organismo e o seu ambiente, o qual mantém as características estruturais e funcionais do organismo dentro dos limites normais para sua forma de vida e para a sua fase do ciclo vital. 2. Estado de boa disposição física e psíquica; bem-estar. 3. Brinde, saudação que se faz bebendo à saúde de alguém. 4. Força física; robustez, vigor, energia.
3 Corpo humano: O corpo humano é a substância física ou estrutura total e material de cada homem. Ele divide-se em cabeça, pescoço, tronco e membros. A anatomia humana estuda as grandes estruturas e sistemas do corpo humano.
4 Cepas: Cepa ou estirpe é um termo da biologia e da genética que se refere a um grupo de descendentes com um ancestral comum que compartilham semelhanças morfológicas e/ou fisiológicas.
5 Sistema imunológico: Sistema de defesa do organismo contra infecções e outros ataques de micro-organismos que enfraquecem o nosso corpo.
6 Infecções: Doença produzida pela invasão de um germe (bactéria, vírus, fungo, etc.) em um organismo superior. Como conseqüência da mesma podem ser produzidas alterações na estrutura ou funcionamento dos tecidos comprometidos, ocasionando febre, queda do estado geral, e inúmeros sintomas que dependem do tipo de germe e da reação imunológica perante o mesmo.
7 Bactéria: Organismo unicelular, capaz de auto-reproduzir-se. Existem diferentes tipos de bactérias, classificadas segundo suas características de crescimento (aeróbicas ou anaeróbicas, etc.), sua capacidade de absorver corantes especiais (Gram positivas, Gram negativas), segundo sua forma (bacilos, cocos, espiroquetas, etc.). Algumas produzem infecções no ser humano, que podem ser bastante graves.
8 Infecção: Doença produzida pela invasão de um germe (bactéria, vírus, fungo, etc.) em um organismo superior. Como conseqüência da mesma podem ser produzidas alterações na estrutura ou funcionamento dos tecidos comprometidos, ocasionando febre, queda do estado geral, e inúmeros sintomas que dependem do tipo de germe e da reação imunológica perante o mesmo.
9 Táxons: Táxon (no plural “taxa”) é a unidade taxonômica associada à classificação científica de seres vivos. Reino, ordem, gênero e espécie são exemplos de taxa.
10 Microbiota: Em ecologia, chama-se microbiota ao conjunto dos microrganismos que habitam um ecossistema, principalmente bactérias, protozoários e outros microrganismos que têm funções importantes na decomposição da matéria orgânica e, portanto, na reciclagem dos nutrientes. Fazem parte da microbiota humana uma quantidade enorme de bactérias que vivem em harmonia no organismo e auxiliam a ação do sistema imunológico e a nutrição, por exemplo.
11 Patogênica: 1. Relativo a patogenia, patogênese ou patogenesia. 2. Que provoca ou pode provocar, direta ou indiretamente, uma doença.
12 Disbiose intestinal: Definida como o desequilíbrio da flora intestinal, entre os microrganismos benéficos e patogênicos, que resulta em uma situação desfavorável à saúde do indivíduo.
13 Probióticos: Suplemento alimentar, rico em micro-organismos vivos, que afeta de forma benéfica seu consumidor, através da melhoria do balanço microbiano intestinal.
14 Cérebro: Derivado do TELENCÉFALO, o cérebro é composto dos hemisférios direito e esquerdo. Cada hemisfério contém um córtex cerebral exterior e gânglios basais subcorticais. O cérebro inclui todas as partes dentro do crânio exceto MEDULA OBLONGA, PONTE e CEREBELO. As funções cerebrais incluem as atividades sensório-motora, emocional e intelectual.
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