Bactérias intestinais produzem hormônio envolvido na depressão pós-parto

Pesquisadores descobriram que a flatulência pode servir a um propósito além de ser desconfortável ou engraçada: o gás liberado por algumas bactérias intestinais estimula outras bactérias intestinais a produzirem um hormônio¹ envolvido na gravidez² e em um tratamento aprovado pela FDA para depressão pós-parto, de acordo com uma nova pesquisa liderada por cientistas da Harvard Medical School.

O trabalho mostra como as bactérias intestinais podem produzir novos hormônios a partir de esteroides na bile³ e, ao fazê-lo, agir como um órgão endócrino⁴. Esta pesquisa aumenta a lista crescente de maneiras pelas quais a microbiota⁵ intestinal pode influenciar a biologia e a saúde⁶ humanas. O estudo também fornece novas evidências de que os médicos poderão um dia tratar ou prevenir certos tipos de problemas de saúde⁶ mental manipulando o microbioma⁷ intestinal.

As descobertas foram publicadas na revista Cell.

Leia sobre "Microbioma⁷ intestinal humano", "Conhecendo os corticoides" e "Gestação semana a semana".

“Embora seja do conhecimento comum que a saúde⁶ intestinal é importante para o nosso bem-estar geral, ainda está sendo descoberto exatamente como as bactérias que residem no nosso trato gastrointestinal interagem umas com as outras e com as nossas próprias células⁸ para impactar a nossa saúde⁶ mental”, disse a primeira autora Megan McCurry, que conduziu o trabalho como estudante de pós-graduação e pesquisadora de pós-doutorado no laboratório de Sloan Devlin no Instituto Blavatnik da HMS. “Este trabalho revela como certas bactérias intestinais realizam uma transformação química que produz um esteroide que pode impactar a saúde⁶ das mulheres e a depressão pós-parto.”

Trabalhando em placas⁹ de Petri em laboratório e com ratos, McCurry e colegas encontraram dois tipos relacionados de bactérias no trato gastrointestinal humano – Gordonibacter pamelaeae e Eggerthella lenta – que podem modificar esteroides. Eles descobriram ainda que essa modificação química ocorre na direção oposta à forma como as células⁸ humanas produzem esteroides.

“Nossas células⁸ produzem esteroides apenas na direção oxidativa, ou seja, perdendo elétrons, enquanto mostramos que as bactérias intestinais podem ir na direção inversa, conhecida como redução, ou ganhar elétrons – tornando a transformação bacteriana única”, disse Devlin, professor associado de química biológica e farmacologia¹⁰ molecular da HMS e autor sênior¹¹ do estudo.

A equipe descobriu que as bactérias podem alterar os corticoides encontrados na bile³ – esteroides que desempenham papéis na função imunológica e no metabolismo¹². As bactérias os transformam em derivados da progesterona, que são hormônios sexuais e neuroesteroides que afetam o cérebro¹³ e o sistema nervoso¹⁴.

“Sabemos que o corpo humano¹⁵ produz progesterona nas glândulas¹⁶ suprarrenais, na placenta e nos ovários¹⁷. Nosso trabalho sugere que o microbioma⁷ atua como um órgão endócrino⁴ adicional”, disse Devlin.

Devlin e sua equipe descobriram que um dos derivados da progesterona produzido pelas bactérias intestinais é a alopregnanolona, assim chamada há um século porque o corpo a produz durante a gravidez².

Em parceria com Andrea Edlow, professora associada de obstetrícia, ginecologia e biologia reprodutiva da HMS no Massachusetts General Hospital, a equipe investigou a produção de alopregnanolona durante a gravidez². A análise das amostras fecais das participantes do estudo revelou que as mulheres no terceiro trimestre de gravidez² não só tinham níveis 100 vezes mais elevados de alopregnanolona, mas também tinham mais vestígios genéticos das duas bactérias intestinais do que as pessoas que não estavam grávidas. As descobertas sugerem que as bactérias intestinais contribuem para a produção de alopregnanolona durante a gravidez².

Os pesquisadores relacionaram baixos níveis de alopregnanolona à depressão pós-parto e outros transtornos psiquiátricos e de humor, e a alopregnanolona é usada como um medicamento aprovado pela FDA, conhecido como brexanolona, para tratar a depressão pós-parto. Com isso em mente, Devlin e colegas querem expandir seu estudo de amostras fecais para rastrear participantes durante o primeiro, segundo e terceiro trimestres e após o parto e ver quem desenvolve depressão pós-parto. O objetivo é compreender melhor se as bactérias intestinais contribuem para os níveis de alopregnanolona durante a gravidez² e aumentam o risco ou protegem contra a depressão pós-parto.

Se os pesquisadores encontrarem um efeito, “no futuro, como comunidade, poderemos pensar em terapias direcionadas ao microbioma⁷ para doenças neurológicas como a depressão”, disse Devlin.

Os pesquisadores também revelaram como as duas bactérias realizam suas transformações químicas.

Primeiro, eles identificaram os genes em ação. Em segundo lugar, eles descobriram que as bactérias G. pamelaeae e E. lenta precisam de hidrogênio – um dos gases que outras bactérias em nosso trato gastrointestinal produzem ao digerir os alimentos.

“Os efeitos do gás no metabolismo¹² bacteriano têm sido amplamente ignorados, provavelmente porque estudá-lo em laboratório é muito difícil”, disse ela. “Nosso trabalho sugere que é provável que haja outros processos bacterianos intestinais que são significativamente afetados, basicamente, pela flatulência”.

A equipe espera que o trabalho demonstre que a química conduzida pelas bactérias intestinais tem impacto na saúde⁶ e no comportamento humanos, neste caso durante a gravidez².

“Antes do nosso trabalho, o entendimento predominante era que o hospedeiro produz esteroides; o microbioma⁷ não fez parte da conversa”, disse Devlin. “Esperamos que este trabalho convença as pessoas de que as bactérias intestinais modificam os esteroides para produzir moléculas que podem afetar as funções do hospedeiro, incluindo o humor e o comportamento”.

Saiba mais sobre "Saúde⁶ mental" e "Depressão pós-parto".

Confira a seguir o resumo do artigo publicado.

Bactérias intestinais convertem glicocorticoides em progestágenos na presença de gás hidrogênio

Destaques

Gordonibacter e Eggerthella 21-desidroxilam corticoides do hospededeiro para produzir progestágenos.
A produção bacteriana de gás hidrogênio promove 21-desidroxilação.
Os genes da 21-desidroxilação foram identificados usando genômica comparativa e funcional.
Os níveis de progestina e a abundância do agrupamento genético foram significativamente maiores durante a gravidez².

Resumo

Estudos recentes sugerem que bactérias associadas a humanos interagem com esteroides produzidos pelo hospedeiro, mas os mecanismos e o impacto fisiológico¹⁸ de tais interações permanecem obscuros.

Neste estudo, mostrou-se que as bactérias intestinais humanas Gordonibacter pamelaeae e Eggerthella lenta convertem corticoides biliares abundantes em progestinas através da 21-desidroxilação, transformando assim uma classe de esteroides reguladores da imunidade¹⁹ e do metabolismo¹² em uma classe de hormônios sexuais e neuroesteroides.

Usando genômica comparativa, expressão homóloga e expressão heteróloga, identificou-se um agrupamento de genes bacterianos que realiza 21-desidroxilação. Também descobriu-se um papel inesperado para a produção de gás hidrogênio pelos comensais intestinais na promoção da 21-desidroxilação, sugerindo que o hidrogênio modula o metabolismo¹² secundário no intestino.

Os níveis de certas progestinas bacterianas, incluindo a alopregnanolona, mais conhecida como brexanolona, um medicamento aprovado pela FDA para a depressão pós-parto, aumentam substancialmente nas fezes de mulheres grávidas.

Assim, a conversão bacteriana de corticoides em progestágenos pode afetar a fisiologia²⁰ do hospedeiro, particularmente no contexto da gravidez² e da saúde⁶ da mulher.