Como as bactérias intestinais controlam as Enterobacteriaceae no microbioma intestinal

O nosso corpo não é apenas humano - é também o habitat de biliões de microrganismos que vivem em nós ou sobre nós. Aliás, há mais micróbios no nosso intestino do que estrelas na Via Láctea. Estes microrganismos são fundamentais para a saúde, embora os cientistas ainda estejam a esclarecer com precisão o que fazem e de que forma nos beneficiam.

Num novo estudo publicado na Nature Microbiology, eu e os meus colegas investigámos como certas bactérias intestinais conseguem proteger-nos de outras bactérias potencialmente nocivas - um grupo conhecido como Enterobacteriaceae.

As Enterobacteriaceae incluem espécies como a Escherichia coli (E. coli). Em pequenas quantidades, costuma ser inofensiva, mas, quando se multiplica em excesso, pode provocar infeções e outros problemas de saúde.

O que descobrimos sobre o microbioma intestinal e as Enterobacteriaceae

Chegámos à conclusão de que o ambiente do intestino - influenciado por fatores como a alimentação - tem um papel determinante a conter o crescimento destas bactérias potencialmente perigosas.

Para o demonstrar, analisámos mais de 12 000 amostras de fezes de pessoas em 45 países. Recorremos a tecnologias de sequenciação de ADN para identificar e quantificar os microrganismos presentes em cada amostra. Verificámos que a composição do microbioma intestinal de pessoas com Enterobacteriaceae era, de forma marcante, diferente da de pessoas sem Enterobacteriaceae.

Ao estudarmos estes micróbios e os seus genes, conseguimos prever com precisão (cerca de 80% das vezes) se uma pessoa tinha Enterobacteriaceae no intestino. Isto reforça a ideia de que os tipos de bactérias que habitam o nosso intestino estão intimamente ligados à possibilidade de espécies nocivas se tornarem dominantes.

“Co-colonizadores” e “co-exclusores” no intestino

Ao aprofundarmos a análise, identificámos dois conjuntos de bactérias: as que prosperavam na presença de Enterobacteriaceae (os chamados “co-colonizadores”) e as que raramente apareciam em simultâneo (os “co-exclusores”).

Um tipo de bactéria “co-exclusora”, o Faecalibacterium, destacou-se como especialmente relevante. Esta bactéria produz compostos chamados ácidos gordos de cadeia curta ao decompor vários tipos de fibras presentes na alimentação. Esse processo pode, por sua vez, travar o crescimento de bactérias nocivas como as Enterobacteriaceae.

A presença destes ácidos gordos foi um dos sinais mais fortes que observámos ao comparar “co-exclusores” e “co-colonizadores”. Além disso, estes compostos já tinham sido associados, em trabalhos anteriores, a um vasto leque de benefícios para a saúde, incluindo menor inflamação e melhor funcionamento intestinal.

Outra observação interessante do nosso estudo foi que os “co-colonizadores” (as bactérias que vivem lado a lado com Enterobacteriaceae) pareciam ser mais adaptáveis. Revelaram capacidades variadas para decompor diferentes nutrientes e conseguiram persistir em ambientes que também favorecem as Enterobacteriaceae.

Isto foi particularmente surpreendente, porque estudos anteriores em ratinhos defendiam que bactérias que consomem os mesmos tipos de alimentos e nutrientes teriam dificuldade em coexistir no intestino.

No conjunto, estes resultados voltaram a apontar para a mesma explicação: as condições ambientais do intestino (nutrientes, pH e níveis de oxigénio) são os principais fatores a determinar se uma pessoa vai, ou não, ser colonizada por Enterobacteriaceae.

Mais eficaz do que os probióticos

As nossas conclusões podem abrir portas a novas formas de prevenir e tratar infeções sem recorrer a antibióticos. Por exemplo, em vez de eliminar diretamente as bactérias nocivas (o que também pode prejudicar bactérias benéficas), poderíamos reforçar os “co-exclusores” ou desenhar dietas que favoreçam o seu crescimento.

Esta abordagem poderá ser mais eficaz do que tomar probióticos diretamente, já que trabalhos anteriores mostraram que novas bactérias introduzidas no trato intestinal tendem a permanecer no intestino apenas por um período limitado. Outra possibilidade seria visar vias específicas de que as bactérias nocivas dependem para sobreviver, reduzindo assim o risco que representam.

Limitações e próximos passos da investigação

Embora o nosso trabalho traga perspetivas novas e importantes, há ainda muito por aprender. Muitas regiões - incluindo partes da América do Sul e de África - estão sub-representadas nos estudos sobre microbioma. Isso limita a compreensão de como as bactérias intestinais variam entre diferentes populações.

Além disso, apesar de o nosso estudo evidenciar padrões e interações relevantes, ainda não compreendemos totalmente as causas e os mecanismos por trás destas relações.

Investigações futuras irão integrar ferramentas adicionais, como a metabolómica (o estudo dos compostos químicos produzidos pelos micróbios) e a transcriptómica (o estudo de como os genes são ativados), para construir uma visão mais clara do modo como o ecossistema intestinal funciona em benefício da nossa saúde.

Adicionalmente, os próximos passos deverão focar-se em desenhar estudos que testem se tipos específicos de dieta (por exemplo, muita fibra vs pouca fibra) influenciam, a longo prazo, a incidência de bactérias potencialmente nocivas e de outras doenças.

Ao compreendermos melhor como os micróbios interagem e comunicam no intestino, será possível desenvolver terapias mais precisas, sem antibióticos, para nos proteger de infeções no futuro.

Alexandre Almeida, Investigador Principal, Universidade de Cambridge

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.