Um novo campo de estudos dentro da microbiologia está transformando a forma como os cientistas veem fungos, bactérias e outros microrganismos. O estudo do chamado microbioma é tão promissor que tem atraído a atenção de pesquisadores, órgãos de fomento e da indústria. Apenas nos Estados Unidos, estima-se que produtos agrícolas baseados em microbioma movimentem um mercado de mais de US$ 10 bilhões até 2025. Na área médica, foram investidos apenas na última década US$ 1,7 bilhão em pesquisas nesse campo.
As pesquisas na área, que têm crescido exponencialmente, abrangem tópicos que vão da influência da microbiota intestinal no funcionamento do cérebro humano até o impacto das bactérias marinhas nas mudanças climáticas. Para lidar com tamanha diversidade de temas e guiar investimentos em pesquisa, a União Europeia, por meio da iniciativa Microbiome Support, reuniu um painel de especialistas de 28 instituições de diferentes países para definir o conceito de microbioma.
O resultado dos debates foi publicado em um artigo na revista Microbiome. O Brasil é representado no painel pelo Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas (GCCRC). O GCCRC é um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído pela FAPESP e pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), sob coordenação de Paulo Arruda.
“Esse trabalho conseguiu diferenciar muito bem os conceitos de microbiota e microbioma. Microbiota é a comunidade de microrganismos em um determinado ambiente. Na mesa do seu escritório, nas plantas, na sua pele, no seu intestino, em todo lugar há uma microbiota. Quando se acrescentam as funções que ela desempenha nesse ambiente, estamos falando em microbioma”, explica Rafael Soares Correa de Souza, que realiza estágio de pós-doutorado no GCCRC com bolsa da FAPESP e lidera a equipe de microbioma do centro.
“Ao falar do microbioma de uma planta, por exemplo, não estamos tratando apenas da comunidade de microrganismos presente nela, mas de todas as funções que essa comunidade desempenha: absorção de nutrientes, proteção contra patógenos, resistência à seca, só para citar algumas”, diz Souza.
Os avanços das tecnologias de sequenciamento genético e de bioinformática nas últimas décadas permitiram descobrir não apenas que microrganismos como bactérias, fungos e protozoários têm uma diversidade muito maior do que se imaginava, como realizam funções até então pouco ou nada compreendidas.
Essas ferramentas permitem identificar hoje, além da comunidade de microrganismos, o seu “teatro de atividade”, como o painel nomeou o conjunto composto pelas condições ambientais, os elementos estruturais dos microrganismos (proteínas, lipídios, polissacarídeos), mebólitos produzidos por eles (moléculas orgânicas e inorgânicas, de sinalização e toxinas), entre outros. “O conceito de microbioma é muito mais holístico do que o de microbiota”, diz Souza.
Mercado e legislação
Uma vez que produtos baseados em microbioma têm chegado ao mercado, um dos objetivos ao definir os conceitos é facilitar a comunicação com a sociedade e fornecer subsídios para as legislações que vierem a ser criadas.
Carne de frangos suplementados com agentes microbianos que eliminam a necessidade de antibióticos já está à venda em supermercados inclusive na Europa, território historicamente rigoroso com regulamentações. O chamado transplante fecal, que recupera a microbiota intestinal de humanos, é um procedimento médico já adotado no Brasil, que funciona como alternativa para tratar infecções intestinais resistentes a antibióticos.
Por conta do potencial desse campo de estudos, a Microbiome Support foi criada para definir as prioridades de pesquisa em microbioma a serem financiadas pelo Horizon Europe. O programa de pesquisa e inovação da União Europeia, que sucederá o Horizon 2020, deve investir € 100 bilhões em todas as áreas de pesquisa entre 2021 e 2027.
“No GCCRC queremos entender como modular o microbioma para melhorar a performance agrícola das plantas, aumentar a produtividade, diminuir o aporte de fertilizante e defensivos, com segurança para o ambiente e os humanos que consumirem esses produtos. Uma vez que o Brasil é um dos maiores produtores agrícolas do mundo, essa é uma oportunidade para a ciência e a indústria nacional”, diz Souza.
O artigo Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges pode ser lido em: https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00875-0.
André Julião | Agência FAPESP