Bactérias intestinais podem prevenir doenças
Um número crescente de estudos recentes está fazendo uma pergunta importante: as bactérias intestinais são a chave para o envelhecimento saudável? Novas pesquisas, apresentadas recentemente no London Microbiome Meeting, nos aproximam da resposta.
No antigo mito de Tithonus, o protagonista homônimo pede aos deuses que vivam para sempre, mas esquece de exigir a juventude eterna.
Embora ele tenha ganhado a imortalidade, as doenças da velhice acabam derrotando Tithonus, e ele lamenta amargamente sua imortalidade.
Embora alcançar a longevidade seja uma meta que vale a pena perseguir e uma ambição que a humanidade abriga desde os tempos da Grécia Antiga, o mito de Tithonus nos lembra que uma vida longa tem pouco valor se estiver repleta de doenças.
À medida que a expectativa de vida humana aumenta, a população mundial está envelhecendo a taxas muito mais altas. De fato, as Nações Unidas estimam que a população idosa – ou seja, o número de pessoas com 60 anos ou mais – está aumentando a uma taxa de aproximadamente 3% ao ano.
Atualmente, existem 962 milhões de pessoas com 60 anos ou mais em todo o mundo, de acordo com as estimativas mais recentes. Até o ano de 2050, esse número é projetado para mais que dobrar, e o número de pessoas com 80 anos ou mais deve triplicar.
Uma variedade de doenças crônicas acompanha o envelhecimento. Até o ano 2060, por exemplo, a carga da doença de Alzheimer nos Estados Unidos terá dobrado, afirmam os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC).
Eles prevêem que quase 14 milhões de pessoas terão Alzheimer e outras formas de demência até então, e os pesquisadores estão trabalhando arduamente para evitar esta e outras doenças relacionadas à idade.
Então, a pergunta “Como podemos viver mais tempo e mais saudável vidas?” está substituindo lentamente o de “Como podemos viver mais?” À medida que os cientistas embarcam na busca por uma vida mais longa, fica mais claro que o envelhecimento não é apenas um processo inevitável que simplesmente “acontece”, mas que existem mecanismos moleculares precisos que o regulam.
Marina Ezcurra, Ph.D. – professora de neurociência da Escola de Ciências Biológicas e Químicas da Universidade Queen Mary de Londres, no Reino Unido – dedica seu tempo a entender esses mecanismos.
Sua pesquisa se concentra em como o envelhecimento e suas doenças relacionadas ocorrem em um verme chamado Caenorhabditis elegans. Mais recentemente, Ezcurra e sua equipe examinaram o envelhecimento gastrointestinal e o papel do microbioma nesse processo.
Em 24 de outubro de 2018, Ezcurra apresentou sua pesquisa no London Microbiome Meeting, no Reino Unido. Neste recurso do Spotlight, relatamos os principais tópicos de sua apresentação.
Em sua apresentação – intitulada “O verme-bug: um sistema modelo combinado para estudar as interações hospedeiro-microbioma” – Ezcurra apresentou C. elegans como um modelo viável para estudar o envelhecimento. C. elegans tem uma vida útil de apenas 2 a 3 semanas, mas, à medida que envelhece, desenvolve várias patologias – assim como o organismo humano.
No entanto, no caso de C. elegans, todas as patologias se resumem a uma única: envelhecimento gastrointestinal.
Como Ezcurra explicou em sua palestra, todos os tratamentos que aumentam a vida útil aos quais os cientistas aplicaram C. elegans trabalho suprimindo o envelhecimento intestinal.
Usando C. elegans, os pesquisadores podem examinar uma série de processos relacionados à idade, como resistência ao estresse, crescimento, fecundidade e expectativa de vida. Especialistas também usaram C. elegans como modelo para várias doenças humanas, como a doença de Alzheimer.
Ezcurra cita pesquisas existentes que viram C. elegans alimentado com Escherichia coli. Como o verme se alimenta de bactérias, os pesquisadores criaram cerca de 4.000 cepas mutantes de E. coli, cada um com um gene específico excluído. Então, a equipe alimentou C. elegans cada uma dessas cepas e examinou os efeitos.
O autor sênior do estudo, Meng Wang – professor associado de genética molecular e humana no Baylor College of Medicine em Houston, TX – relatou os resultados, dizendo: “Nós alimentamos C. elegans cada bactéria mutante individual e, em seguida, analisou a vida útil dos vermes “.
“Dos quase 4.000 genes bacterianos que testamos, 29, quando excluídos, aumentaram a vida útil dos vermes. Doze desses mutantes bacterianos também protegeram os vermes do crescimento tumoral e do acúmulo de beta-amilóide, uma característica da doença de Alzheimer em humanos. ”
Meng Wang
Além disso, os pesquisadores descobriram que um mutante bacteriano superproduziu uma substância chamada ácido colânico; esse composto aumentou a longevidade, estimulando a atividade nas mitocôndrias, as chamadas potências da célula, responsáveis por transformar nutrientes em energia.
Em sua palestra, Ezcurra mencionou outro exemplo de pesquisa bem-sucedida em C. elegans que mostrou os efeitos do microbioma no processo de envelhecimento. Este estudo envolveu a droga comum para diabetes, a metformina.
Atualmente, a metformina é o medicamento para diabetes mais amplamente prescrito no mundo. Pesquisas anteriores descobriram que o medicamento oral não apenas reduz os níveis de açúcar no sangue, mas também reduz o risco de câncer.
Os cientistas descobriram que o medicamento pode retardar o envelhecimento em ratos e C. elegans. Atualmente, a metformina está sendo testada em ensaios clínicos como um tratamento potencial contra o envelhecimento e doenças relacionadas ao envelhecimento.
Como a pesquisadora explicou em sua palestra, isso significa que a metformina pode potencialmente atingir várias doenças crônicas relacionadas à idade de uma só vez. A metformina pode ser capaz de atingir não apenas a diabetes, mas também o câncer e as patologias de Alzheimer.
O interessante dos efeitos da metformina é que eles retardam o envelhecimento através bactérias. Estudos em C. elegans Ezcurra citou demonstraram que os efeitos da metformina na longevidade não funcionam na ausência de bactérias.
Especificamente, a metformina afeta o metabolismo bacteriano do folato, explicou Ezcurra, que, por sua vez, desencadeia uma reação em cadeia que termina com a ativação de uma via molecular conhecida por regular o envelhecimento.
A própria pesquisa de Ezcurra procura combinar dois organismos modelo – E. coli e C. elegans – estudar como as bactérias mediam o processo de envelhecimento.
Estudos anteriores demonstraram o microbioma de C. elegans, e outros colonizaram o intestino de C. elegans com E. coli OP50 e notou alguns efeitos interessantes. A cepa bacteriana teve efeitos positivos na reprodução, imunidade e resposta do organismo ao estresse.
Portanto, Ezcurra e seus colegas se perguntaram se existem outros efeitos adicionais que a OP50 tenha no processo de envelhecimento. Experimentos realizados em seu laboratório revelaram que a adição de antibióticos a vermes colonizados com E. coli OP50 melhora o envelhecimento intestinal. A eliminação do crescimento bacteriano atrasou a atrofia do intestino que tende a acontecer com a idade em C. elegans.
Além disso, os pesquisadores descobriram duas cepas de bactérias da C. elegans microbioma que reduz o envelhecimento intestinal. Portanto, a pesquisa constatou que efeitos antienvelhecimento também podem ser alcançados sem eliminar o crescimento bacteriano, mas fazendo o oposto: colonizar o intestino com cepas específicas de bactérias.
Outro experimento realizado no laboratório de Ezcurra usou um modelo de doença humana previamente estabelecido que usava C. elegans recriar a paralisia muscular relacionada à idade. Os pesquisadores analisaram os efeitos de um “coquetel” de 14 cepas bacterianas diferentes que compõem o microbioma experimental.
Eles descobriram que esse coquetel experimental suprimiu fortemente a paralisia induzida pela idade. Além disso, os meios extraídos do microbioma experimental tiveram o mesmo efeito positivo.
No futuro, a equipe de Ezcurra pretende ver se pode colonizar C. elegans com cepas bacterianas humanas para estudar os efeitos no envelhecimento e na saúde.
Recentemente, o pesquisador recebeu financiamento do Wellcome Trust para usar microbiomas humanos simples – como bactérias que têm um efeito benéfico na saúde e bactérias que impactam negativamente a saúde – e estudar seus efeitos em C. elegans.
Usando imagens em tempo real, os cientistas esperam desvendar os mecanismos moleculares que sustentam as interações entre o hospedeiro e o microbioma, bem como seus efeitos no processo de envelhecimento.
“O próximo passo para a minha pesquisa”, disse Ezcurra Notícias médicas hoje, “É usar C. elegans fazer perguntas específicas sobre o papel do microbioma na saúde humana. ”
“Existem muitos estudos mostrando que há ligações entre o microbioma e doenças, como doenças psiquiátricas, doenças neurodegenerativas, obesidade, diabetes etc., mas não entendemos o que é causa e [what is] efeito.”
“Existe uma necessidade real de descobrir a relação exata entre a composição do microbioma e a doença”, continuou ela. “Quais cepas microbianas contribuem para a saúde e a doença e, mais importante, como essas cepas contribuem para a saúde?”
“Está ficando claro que a diversidade de microbiomas é importante para a saúde humana”, acrescentou Ezcurra. “Muitos fatores contribuem para a diversidade de microbiomas, como dieta e estilo de vida, e à medida que envelhecemos, normalmente experimentamos uma perda de diversidade.”
“Ao entender melhor os vínculos entre nutrição, microbioma e saúde, podemos entender como os idosos podem manter seu microbioma e também ajudá-los diretamente usando estratégias pré e probióticas. Isso nos ajudaria a envelhecer [a] melhor maneira, mantendo a saúde e a qualidade de vida na velhice sem drogas ou cirurgia. ”
Marina Ezcurra, Ph.D.
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