Microbiota Intestinal #24
Pela Prof. Satu Pekkala
Investigador na Academia da Finlândia, Faculdade de Ciências do Desporto e da Saúde, Universidade de Jyväskylä, Finlândia
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Capítulos
Sobre este artigo
O metabolito da microbiota induzido pelo exercício melhora a imunidade antitumoral das células T CD8, promovendo a eficácia da imunoterapia
O estilo de vida sedentário aumenta o risco de cancro e sabe-se que o exercício melhora a eficácia do inibidor do ponto de controlo imunitário (ICI). No entanto, os mecanismos permanecem em grande medida desconhecidos. A microbiota intestinal promove a imunidade antitumoral e o exercício modula a microbiota intestinal, mas ainda não foi estudado se esses fatores estão relacionados. Phelps et al. utilizaram modelos pré-clínicos de cancro para explorar possíveis ligações.
Descobriram que o exercício prolongado limitava o crescimento do tumor melanoma sem afetar o peso corporal. O exercício também aumentava as células T CD4 e CD8 nos gânglios linfáticos que drenam o tumor. É importante sublinhar que esse efeito exigia a microbiota intestinal, que estava envolvida na atividade antitumoral induzida pelo exercício. Para estabelecer a causalidade, os autores realizaram transplantes microbianos fecais (FMTs) em ratos tratados com antibióticos usando fezes de doadores que praticavam exercício e sedentários. Os FMT de ratos que praticavam exercício suprimiram o crescimento do tumor, prolongaram a sobrevivência e aumentaram a imunidade ao tumor. Embora se saiba que os componentes da parede celular bacteriana aumentam as respostas imunitárias, o efeito dos FMT de exercício parecia depender dos metabolitos derivados da microbiota.
De facto, a administração oral de metabolitos microbianos das fezes de ratos que praticavam exercício restringiu o crescimento do tumor melanoma. Para compreender o papel dos metabolitos, os autores utilizaram metabolómica direcionada de metabolitos de 1 carbono (1C) e descobriram que sobretudo os precursores da via 1C dependente de folato estavam diminuídos em ratos que praticavam exercício. Experiências adicionais revelaram que níveis elevados de formato promoviam a imunidade antitumoral e restringiam o crescimento do tumor, e também que o exercício físico aumentava especificamente o formato. Além do melanoma, estes efeitos foram observados em modelos de adenocarcinoma e linfoma. O formato também reduziu drasticamente as metástases pulmonares. O efeito do formato na imunidade antitumoral foi mediado pelo fator nuclear eritróide 2-relacionado ao fator 2. Em última análise, fornecem algumas evidências translacionais de que a microbiota humana produtora de alto formato está associada ao aumento da supressão tumoral e da imunidade.
Dinâmica temporal e interações microbianas que moldam o resistoma intestinal na primeira infância
A resistência aos antibióticos decorre dos genes de resistência aos antibióticos (ARGs), que permitem que as bactérias resistam aos antibióticos. Os ARGs existiam antes da utilização de antibióticos pelos seres humanos, mas a utilização excessiva moderna aumentou a sua prevalência globalmente. Quando a resistência atinge micróbios patogénicos, ameaça a saúde pública ao comprometer a eficácia dos antibióticos. No entanto, são necessários mais estudos, especialmente na infância, para compreender o papel do resistoma intestinal na disseminação da resistência aos antimicrobianos (AMR).
Este estudo investigou a dinâmica do resistoma intestinal infantil numa coorte de nascimentos com amostras fecais coletadas longitudinalmente 8 vezes, desde o nascimento até aos cinco anos de idade. No início da infância (3 a 6 dias até 2 meses), a riqueza de ARGs apresentou um padrão bimodal, que desapareceu aos 6 meses, pois a maioria dos bebés apresentava altas contagens de ARGs. Aos 12 meses, a bimodalidade reapareceu, seguida por um declínio dos ARGs aos 60 meses. A abundância de ARG em relação ao total de genes foi mais alta nos primeiros 6 meses e caiu após 12 meses. A abundância absoluta de ARG variou amplamente entre os bebés durante os primeiros 2 meses de vida, atingiu o pico aos 6 meses e depois caiu aos 12 meses.
Verificou-se ainda que os ARGs que conferem resistência contra tetraciclinas, fluoroquinolonas, penams e cefalosporinas eram os mais comuns e abundantes até aos 6 meses de idade. Os ARGs contra tetraciclinas e fluoroquinolonas continuaram a ser os mais comuns em todas as idades. A abundância relativa e absoluta de ARGs não diferiu entre bebés que nunca tinham sido expostos a antibióticos e os que foram expostos a antibióticos antes da primeira amostra, aos 3 a 6 dias de vida. Curiosamente, a composição microbiana e o modo de nascimento parecem influenciar a diversidade de ARGs, enquanto apenas alguns taxons bacterianos apresentam um elevado número de ARGs. Em conclusão, este estudo revelou padrões temporais e interações microbianas fundamentais que moldam o resistoma intestinal do lactente, sugerindo oportunidades para estratégias direcionadas para limitar a AMR durante esta fase crítica do desenvolvimento.
Quantificar a variação na colheita de produtos de fermentação da microbiota intestinal humana
A microbiota intestinal influencia o hospedeiro principalmente através da troca de produtos de fermentação, principalmente ácidos gordos de cadeia curta produzidos por micróbios no intestino grosso. Os micróbios metabolizam hidratos de carbono complexos de alimentos à base de plantas, bem como proteínas alimentares que escapam à digestão no intestino delgado. Embora a metabolómica possa identificar uma grande variedade de compostos, fornece apenas imagens instantâneas e poucas informações sobre o fluxo geral de produtos de fermentação que os micróbios produzem e que o corpo do hospedeiro absorve. Para superar essa limitação, este estudo estabeleceu abordagens ortogonais para quantificar esse fluxo, integrando dados sobre o metabolismo bacteriano, a fisiologia digestiva e a metagenómica.
Esta estrutura permitiu muitas descobertas relevantes. Por exemplo, a maior parte do carbono dos hidratos de carbono disponíveis na microbiota, 90%, acabou nos produtos da fermentação, que foram absorvidos principalmente pelo hospedeiro. A variação na dieta determinou em grande medida o rendimento total dos produtos da fermentação. Podem ocorrer baixos rendimentos quando as dietas são ricas em alimentos altamente processados, sem hidratos de carbono complexos, ou quando incluem hidratos de carbono que resistem à digestão e passam pelo intestino sem alterações. De forma um pouco surpreendente, os próprios micróbios tiveram menos impacto na colheita total diária de produtos de fermentação, excluindo alguns produtos de fermentação específicos, como o butirato e o lactato.
Embora não fosse o objetivo principal do estudo, descobriu-se que os ratos obtêm muito mais produtos de fermentação por peso corporal do que os humanos (≈400 mmol/kg/dia vs. 7 mmol/kg/dia), contribuindo com mais de 21% das suas necessidades energéticas diárias, em comparação com 1,7-12,1% nos humanos. Combinada com as diferenças na composição do microbioma e na anatomia intestinal, essa disparidade deve ser tida em conta ao extrapolar os dados dos ratos para os efeitos sistémicos em humanos. Os autores concluem que, devido ao ambiente dinâmico e fluido do intestino, o desenvolvimento deste tipo de estrutura é fundamental para se afastar das suposições baseadas em medições pontuais de metabolitos e progredir para um modelo integrado das funções do hospedeiro-microbioma na saúde e na doença.