A comunidade microbiana do intestino mostra influenciar a expressão genética do hospedeiro
Em nosso intestino, e no intestino de todos os animais, reside um robusto ecossistema de micróbios conhecido como microbioma. Consistindo de trilhões de organismos – bactérias, fungos e vírus –, o microbioma é essencial para a saúde do hospedeiro (organismo que abriga outro), fornecendo serviços importantes que vão desde o processamento de nutrientes ao desenvolvimento e manutenção do sistema imunológico.
Agora, em um estudo que compara camundongos criados em um ambiente “livre de germes” e camundongos criados sob condições laboratoriais mais típicas, os cientistas identificaram outro papel importante dos micróbios que vivem dentro de nós: mediador da expressão dos genes do hospedeiro através do epigenoma – informação que regula quais genes nas células estão ativos.
Na revista Molecular Cell, a equipe de pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison descreveu a nova pesquisa que ajuda a descobrir a mecânica de como o microbioma do intestino se comunica com as células de seu hospedeiro para ligar e desligar genes. O resultado do estudo indicia novamente a chamada dieta ocidental (alta em gorduras saturadas, açúcar e carne vermelha) e revela como os metabólitos produzidos pelas bactérias no estômago comunicam-se quimicamente com células, incluindo células muito além do cólon, para ditar a expressão gênica e a saúde em seu hospedeiro.
“Os micróbios estão de alguma forma comandando a expressão gênica no hospedeiro por meio da alteração do epigenoma”, explica John Denu, professor de química biomolecular da UW-Madison, pesquisador sênior do Wisconsin Institute for Discovery, e coautor do novo estudo. “Estamos começando a entender o mecanismo de como e por que são importantes a dieta e o microbioma.”
O estudo, que foi conduzido por Kimberly Krautkramer, revelou diferenças fundamentais na regulação genética em camundongos criados convencionalmente e camundongos criados em um ambiente livre de germes. Os animais receberam duas dietas distintas: uma rica em carboidratos vegetais semelhantes às frutas e vegetais que os humanos consomem; a outra imitando uma dieta ocidental, rica em açúcares simples e gordura.
Uma dieta baseada em plantas, de acordo com Federico Rey, professor de bacteriologia da UW-Madison e também coautor do estudo, produz um microbioma mais rico: “Uma boa dieta se traduz em um microbioma maravilhosamente complexo”.
“E vemos que o microbioma do intestino afeta o epigenoma do hospedeiro de uma maneira dependente da dieta. Uma dieta baseada em plantas parece favorecer a comunicação entre o hospedeiro e o microbioma.”
O novo estudo de Wisconsin mostra que um pequeno conjunto de ácidos graxos de cadeia curta – produzidos pelas bactérias intestinais a partir do consumo, metabolização e fermentação dos nutrientes das plantas – são importantes mensageiros químicos, comunicando-se com as células do hospedeiro através do epigenoma. “Uma das descobertas aqui é que o metabolismo microbiano ou fermentação da fibra vegetal resulta na produção de ácidos graxos de cadeia curta. Essas moléculas, e potencialmente muitas outras, são parcialmente responsáveis pela comunicação com o epigenoma”, relata Denu.
No estudo, a microbiota intestinal dos animais que foram alimentados com uma dieta rica em açúcar e gordura apresenta uma capacidade diminuída de se comunicar com células do hospedeiro. De acordo com a equipe de estudo, isso pode ser uma dica de que o modelo para um microbioma saudável foi estabelecido no passado, quando o alimento baseado em plantas compunha uma maior porção da dieta do que as dietas atuais com mais alimentos processados, açúcares e carnes.
“À medida que nos afastamos das dietas baseadas em plantas, podemos estar perdendo parte dessa comunicação”, observa Rey. “Com uma dieta do tipo ocidental, parece que a comunicação entre os micróbios e o hospedeiro se perde.”
Os alimentos ricos em gordura e açúcar, especialmente os alimentos processados, são mais facilmente digeridos pelo hospedeiro, mas não são necessariamente uma boa fonte de alimento para a flora que habita o intestino. O resultado é um microbioma menos diverso e menos comunicação com o hospedeiro, de acordo com os investigadores.
Um achado surpreendente no estudo é que a comunicação química entre o microbioma e as células do hospedeiro é de grande alcance. Além de falar com as células no cólon, o microbioma também parece se comunicar com as células no fígado e no tecido adiposo, muito distante do intestino. Isso é mais evidência da importância do microbioma para o bem-estar de seu hospedeiro.
O resultado do estudo acusa a chamada dieta ocidental.
A experiência que chamou atenção no estudo, diz Denu, aconteceu ao fornecer a camundongos (criados em um ambiente livre de germes) um suplemento com três diferentes ácidos graxos de cadeia curta (imitando dieta rica em fibras), os quais o estudo mostrou serem mensageiros importantes para o epigenoma. O suplemento foi suficiente para promover o tipo de interação saudável entre microbiota e células hospedeiras observadas em camundongos com uma dieta rica em fibras vegetais. “Isto ajuda a mostrar que não são apenas as bactérias, mas o metabolismo microbiano.”
Traduzido por Essentia Pharma
Fonte:http://news.wisc.edu/guts-microbial-community-shown-to-influence-host-gene-expression/
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