Estudos sobre o microbioma intestinal ligam composição bacteriana a desfechos de saúde e fatores genéticos
Três estudos recentes conectam a composição do microbioma intestinal a desfechos de saúde, apontando um grupo bacteriano pouco conhecido — o **CAG-170** — como mais frequente em pessoas saudáveis e reduzido em diversas condições crônicas. As pesquisas também mostram que assinaturas do microbioma podem prever a recuperação pós-operatória e identificam variantes genéticas humanas que influenciam quais microrganismos prosperam no intestino.
Um grande estudo internacional liderado por pesquisadores da University of Cambridge identificou um grupo pouco conhecido de bactérias intestinais que parece ocorrer com muito mais frequência em pessoas saudáveis. O grupo, chamado CAG-170, foi encontrado de forma consistente em níveis mais altos em indivíduos sem doença crônica.
Usando técnicas computacionais avançadas, a equipe procurou a assinatura genética do CAG-170 em amostras de microbioma intestinal de mais de 11.000 pessoas de 39 países. Indivíduos saudáveis apresentaram mais dessas bactérias do que pessoas com condições como doença inflamatória intestinal, obesidade e síndrome da fadiga crônica. O conjunto de dados incluiu indivíduos saudáveis e também pessoas diagnosticadas com 13 doenças diferentes, incluindo doença de Crohn, câncer colorretal, doença de Parkinson e esclerose múltipla.
O CAG-170 é conhecido apenas por sua assinatura genética. Os cientistas não conseguiram cultivar a maioria dessas bactérias em laboratório, o que as tornou difíceis de estudar diretamente. Uma análise genética adicional mostrou que o CAG-170 tem a capacidade de produzir grandes quantidades de Vitamina B12. Ele também carrega enzimas que ajudam a quebrar carboidratos, açúcares e fibras no intestino.
Os pesquisadores acreditam que a Vitamina B12 produzida pelo CAG-170 provavelmente sustenta outras bactérias intestinais benéficas, em vez de beneficiar diretamente a pessoa que o hospeda. Em outras palavras, esses microrganismos podem ajudar a manter o equilíbrio dentro do ecossistema intestinal mais amplo. O estudo foi publicado na revista Cell Host & Microbe.
Em uma segunda análise, os cientistas examinaram a composição completa do microbioma intestinal de mais de 6.000 indivíduos saudáveis para identificar quais espécies pareciam mais capazes de estabilizar o ecossistema intestinal. Mais uma vez, o CAG-170 apareceu como o grupo mais consistentemente associado à saúde. Uma terceira análise focou pessoas com disbiose, uma condição em que o microbioma intestinal fica desequilibrado. Níveis mais baixos de CAG-170 foram associados a uma maior probabilidade de disbiose.
Essa pesquisa se baseia em um esforço anterior para montar uma biblioteca de referência detalhada de genomas microbianos encontrados no intestino humano. Esse recurso, conhecido como 'Unified Human Gastrointestinal Genome catalogue', mapeia os projetos genéticos dos micróbios que vivem dentro de nós. O trabalho identificou mais de 4.600 espécies bacterianas vivendo no intestino. Notavelmente, mais de 3.000 delas nunca haviam sido documentadas ali antes, destacando o quanto do microbioma ainda permanece inexplorado.
Em um estudo separado investigando a recuperação ortopédica, amostras de fezes foram coletadas de mulheres na pós-menopausa no momento basal pré-operatório e em pontos temporais de 6 semanas após a cirurgia. O perfil microbiano foi realizado por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA na plataforma Illumina MiSeq, e o processamento dos dados e a análise taxonômica foram conduzidos usando QIIME2. Os resultados revelaram mudanças temporais significativas na composição microbiana intestinal durante o período de recuperação.
A diversidade bacteriana variou ao longo dos pontos temporais, com Firmicutes e Bacteroidetes identificados como os filos dominantes. O aumento da abundância desses táxons foi fortemente associado a melhores desfechos funcionais e recuperação mais rápida. Em contraste, níveis elevados de Proteobacteria e Escherichia foram ligados a cicatrização tardia e pior desempenho clínico. O modelo preditivo atingiu uma acurácia de 85%, demonstrando a robustez de assinaturas do microbioma intestinal como indicadores de recuperação pós-operatória.
Enquanto isso, o maior estudo de associação genômica ampla (GWAS) até o momento, que investigou ligações entre genética humana e espécies microbianas encontradas no intestino, identificou e replicou 11 variantes genéticas que moldam a composição do microbioma intestinal, nove das quais foram relatadas pela primeira vez. Dois estudos consecutivos, publicados na Nature Genetics, destacam o papel que genes envolvidos na fisiologia intestinal podem desempenhar na configuração do microbioma intestinal.
Os pesquisadores analisaram dados genéticos e bactérias intestinais de mais de 16.000 adultos em quatro estudos suecos de base populacional. Isso os levou a identificar um total de 15 variantes genéticas em oito genes que estavam significativamente associadas a 14 espécies bacterianas comuns. Um estudo de replicação realizado em uma coorte norueguesa com mais de 12.000 pessoas confirmou os achados iniciais para 11 variantes genéticas em seis genes.
Dois dos genes identificados já haviam sido relatados e replicados em estudos anteriores de GWAS. Foram eles o LCT gene, que codifica a enzima lactase, que quebra a lactose durante a digestão, e o ABO gene, que codifica uma enzima glicosiltransferase que determina os oligossacarídeos presentes na superfície celular.
Entre as nove variantes genéticas recém-encontradas havia genes que codificam sensores para ácidos graxos produzidos pela microbiota, genes envolvidos no metabolismo de ácidos biliares e variantes que determinam a composição da camada mucosa que reveste o intestino. Algumas dessas variantes genéticas foram associadas ao risco de intolerância ao glúten, hemorroidas e doenças cardiovasculares, sugerindo que mudanças na composição das bactérias intestinais poderiam oferecer uma forma de entender melhor como riscos genéticos afetam a saúde.