O surpreendente impacto dos vírus
O microbioma desempenha um papel vital na saúde. Um estudo recente investigou como os vírus que matam bactérias intestinais influenciam esses micróbios. As descobertas tornam muito mais um quadro já complicado.
O microbioma é fascinante e elegante.
O aumento do interesse público proporcionou um aumento no financiamento para estudar as interações entre nós e nossas bactérias intestinais.
Os cientistas descobriram agora relações entre o microbioma e uma variedade de condições, desde diabetes e obesidade até Parkinson e depressão.
Graças ao alto perfil das bactérias intestinais, as prateleiras dos supermercados estão agora repletas de produtos probióticos.
Apesar de sua ampla disponibilidade e popularidade, no entanto, existem poucas evidências que sugiram que eles ofereçam muitos benefícios fora de um pequeno número de condições específicas.
Embora os cientistas saibam que os micróbios dentro de nós são vitais, ainda está muito longe de projetar uma maneira de moderá-los para melhorar a saúde e combater doenças.
A principal razão para isso é a deslumbrante complexidade do microbioma. Não é uma entidade única e homogênea, mas um mundo de seres microscópicos que interagem, influenciam e inibem seus vizinhos, capazes de matar, nutrir e se comunicar.
Neste ponto, já podemos ver as vastas dificuldades em entender os meandros do microbioma, mas alguns pesquisadores estão examinando o próximo nível de complexidade: bacteriófagos.
Bacteriófagos, ou simplesmente fagos, são vírus que destroem exclusivamente bactérias. Incrivelmente, os fagos superam o número de bactérias; onde há bactérias, há fagos em espadas.
Os fagos também são específicos; eles tendem a destruir apenas uma espécie ou cepa de bactérias. Antes do advento dos antibióticos, os cientistas usavam fagos para combater infecções. No entanto, quando os pesquisadores descobriram antibióticos, eles substituíram os fagos; os antibióticos eram mais baratos e fáceis de produzir do que os fagos.
Agora, com a resistência a antibióticos em ascensão, alguns pesquisadores estão revisitando a idéia da terapia fágica.
Obviamente, se os fagos matam bactérias, é provável que influenciem o microbioma. Pesquisadores do Brigham and Women’s Hospital e do Wyss Institute, ambos em Boston, MA, estão interessados em exatamente como esses vírus abundantes podem afetar nossas bactérias intestinais. Eles publicaram os resultados de seu estudo mais recente na revista Hospedeiro Celular e Micróbio.
“Um dos principais interesses do meu laboratório é entender as mudanças na dinâmica do microbioma intestinal. Os bacteriófagos são um grande componente do microbioma, mas ainda não foram estudados. ”
Autor do estudo, Dr. Georg Gerber
Embora saibamos que os fagos são abundantes no intestino, não sabemos muito sobre o seu comportamento.
“Algumas pessoas estão explorando a terapia fágica, usando fagos para matar micróbios”, diz Gerber, “mas os fagos também são encontrados naturalmente no intestino, coexistindo com o resto do ecossistema. Queríamos descobrir o que eles estão fazendo lá. ”
Para investigar, os pesquisadores usaram camundongos gnotobióticos; eles criaram esses animais de tal maneira que eles não têm bactérias vivendo neles ou neles.
Para começar, eles introduziram nos ratos 10 espécies de bactérias que geralmente residem no intestino humano, incluindo Enterococcus faecalis e Escherichia coli.
Em seguida, eles adicionaram fagos que visam especificamente as bactérias que transplantaram para os ratos. Por exemplo, os alvos do fago T4 E. colie os ataques de fago VD13 E. faecalis. Eles então acompanharam o sucesso de cada micróbio.
Os fagos são caçadores específicos: cada tipo mata apenas um tipo de bactéria. Então, quando os cientistas introduziram um fago nos camundongos, veriam um declínio nesse tipo de bactéria. No entanto, o impacto sobre outras bactérias foi mais surpreendente.
Os cientistas mostraram que, apesar de qualquer fago atacar apenas uma espécie de bactéria, esse fago também afetaria outras espécies; algumas espécies prosperaram enquanto outras diminuíram.
Olhando para o quadro mais amplo, os pesquisadores também avaliaram a variedade de compostos produzidos pelas bactérias e pelo mouse; isso é chamado de metaboloma.
Eles descobriram que quando introduziram um fago nos camundongos e a composição bacteriana mudou, também houve alterações nos níveis de certos produtos químicos biologicamente ativos. Os autores do estudo escrevem:
“Os fagos podem modular os metabólitos, que são conhecidos por afetar o hospedeiro mamífero. ”
Por outras palavras, uma única estirpe de um vírus pode alterar o tipo ou a quantidade de moléculas biológicas disponíveis para o animal hospedeiro.
O Dr. Gerber não perdeu as amplas possibilidades que esses achados levantam. Ele diz: “Essa descoberta me fascina pelo acompanhamento e levanta questões significativas: poderíamos usar fagos para modular essas atividades? Isso poderia ser uma intervenção para condições, como depressão, em que você deseja alterar os níveis de neurotransmissores? “
Obviamente, esse experimento usou um microbioma artificialmente construído em um modelo de roedor, o que dificulta a extrapolação para humanos. No entanto, concentrou-se em obter uma visão geral de como os fagos poderiam influenciar uma população de bactérias. Como escrevem os autores do estudo:
“Camundongos Gnotobióticos, colonizados por uma coleção de bactérias limitada e conhecida, mas ainda complexa, apresentam um sistema modelo atraente para caracterizar de forma abrangente o comportamento dos fagos no ambiente intestinal”.
Se os fagos fazem mudanças radicais no microbioma do rato, é provável que eles também façam alterações no microbioma humano. As mudanças podem ser diferentes, mas o princípio permanece.
Como deixamos claro na introdução, os efeitos do microbioma são difíceis de entender antes que os fagos entrem em cena, portanto, projetar uma intervenção médica estará muito longe. No entanto, isso certamente não torna as descobertas menos interessantes ou dignas de serem seguidas.
“Mesmo que não sejam utilizados como terapêutica direta, nosso estudo sugere que os fagos podem ser uma boa ferramenta para entender os efeitos potenciais de outras terapêuticas que alteram o microbioma”, conclui o Dr. Gerber.
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