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Featured10/02/2022

Sua flora intestinal molda sua vida. Mas de onde ela veio?

Crédito: Navid Marvi, Carnegie Institution for Science

10/02/22 - 12h03min - Atualizado em 10/02/22 - 12h03min

O microbioma intestinal (ou flora intestinal) é um ecossistema de centenas a milhares de espécies microbianas que vivem no corpo humano. Essas populações afetam nossa saúde, fertilidade e até mesmo nossa longevidade. Mas como eles chegam lá em primeiro lugar?

Um novo trabalho colaborativo liderado por William Ludington, do Carnegie Institution for Science (EUA), revela detalhes cruciais sobre como as comunidades bacterianas que compõem cada um de nossos microbiomas intestinais individuais são adquiridas. Essas descobertas, publicadas na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), têm grandes implicações para tratamentos como transplantes fecais e administração de probióticos.

“Há uma enorme variação na composição do microbioma entre os indivíduos”, explicou Ludington. “Por exemplo, se você olha para a soma de todas as espécies bacterianas que são adaptadas para viver nos sistemas gastrointestinais dos humanos, a maioria delas não está presente na maioria das pessoas. É assim que essas populações microbianas intestinais são incrivelmente diversas.”

Processo esmiuçado

Uma combinação de fatores, incluindo genética, dieta e meio ambiente, contribui para as diferenças entre nossos microbiomas. Mas não há uma linha direta entre esses insumos e as espécies que colonizam com sucesso nossas entranhas. Há um elemento de sorte em jogo cada vez que somos expostos a um novo micróbio para saber se ele será adquirido e se tornará um membro do nosso ecossistema intestinal. Ludington e seus colaboradores se propuseram a entender os fatores que moldam as chances desse processo de colonização.

Embora muitos pesquisadores tenham estudado composições de microbiomas em populações naturais, houve poucas tentativas de usar um ambiente controlado para revelar o processo pelo qual novas espécies se juntam com sucesso ao ecossistema microbiano intestinal. Ludington e seus colaboradores – Eric Jones e David Sivak, da Universidade Simon Fraser (Canadá), e Jean Carlson, da Universidade da Califórnia em Santa Barbara (EUA) – desenvolveram um novo modelo ecológico para entender como adquirimos a mistura específica de micróbios para nossas próprias comunidades intestinais.

Trabalhando nos microbiomas comparativamente muito menos complicados das moscas-da-fruta, a equipe mostrou que a exposição a uma espécie microbiana não garante sua incorporação bem-sucedida no ecossistema do microbioma. Eles descobriram que o estado do microbioma e as interações entre as espécies existentes dos membros do microbioma definem as chances de uma bactéria recém-encontrada ser adicionada à mistura.

Variações na composição

“Mesmo entre moscas geneticamente idênticas que viviam no mesmo alojamento e eram alimentadas com as mesmas dietas, vimos variações na composição do microbioma”, disse Sivak.

Os pesquisadores então usaram esses resultados para construir modelos matemáticos que poderiam sondar cenários cada vez mais complexos pelos quais novas espécies de microbiomas poderiam ser adquiridas, levando à compreensão inovadora dos fatores da comunidade que moldam a participação no ecossistema do microbioma.

“Pense na composição do microbioma como uma grande festa onde a dinâmica social determina quem sai mais cedo e quem fica até o amanhecer”, disse Ludington.

Jones, o primeiro autor do artigo, acrescentou: “A colonização bacteriana depende de uma série de fatores complicados que estamos apenas começando a entender. Mostramos, por exemplo, que alguns grupos de espécies facilitam a colonização uns dos outros e, portanto, são mais propensos a coexistir”.

Peso dos dados

Essas interações em grupo têm implicações interessantes sobre como os microbiomas são transmitidos entre os indivíduos, incluindo como os profissionais médicos podem direcionar o microbioma de uma pessoa para uma composição desejada.

“A beleza da abordagem matemática que implantamos é que ela reconhece que a colonização é um jogo de dados, mas agora podemos atribuir o peso dos dados a interações biológicas com uma base molecular que foi aprimorada pela evolução”, disse Carlson.

As descobertas da equipe fornecem uma estrutura para examinar quantitativamente os mecanismos dos quais terapias como transplantes fecais e probióticos dependem, avançando em direção ao objetivo final da medicina personalizada do microbioma.

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