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Você o que é microbioma? Ele vai movimentar bilhões de dólares

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

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Microbiota intestinal é fundamental na saúde e na doença

Sem os microrganismos que compõem a microbiota intestinal o ser humano não poderia sobreviver, porque são fundamentais para a conversão dos componentes indigeríveis, regulação energética, síntese de vitaminas, produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), proteção contra patógenos e modulação do sistema imune. Cada ser humano tem uma microbiota intestinal única, como uma impressão digital, que se forma a partir do nascimento, ganha características específicas de acordo com o tipo de parto e o tempo de amamentação, e permanece inalterada ao longo da vida. Entretanto, fatores como idade, uso excessivo de antibióticos, estresse e, especialmente, alimentação, podem interferir na qualidade da microbiota, com consequências na saúde. As bactérias intestinais contêm uma ampla variedade de enzimas e produzem substâncias que tanto podem ser benéficas quanto prejudiciais ao organismo. Algumas espécies de microrganismos intestinais possuem ação protetora sobre o trato gastrointestinal humano por meio do controle no desenvolvimento de bactérias nocivas e da ação protetora contra infecções. Por outro lado, existem bactérias ‘patogênicas oportunistas’ que não agem prejudicialmente quando a saúde está em ordem, manifestando a sua patogenicidade quando a resistência imunológica diminui. A microbiota intestinal é relativamente estável em indivíduos sadios, mas pode sofrer alterações pela condição fisiológica, emocional, ingestão de medicamentos e interação das bactérias intestinais. Padrões anormais de microbiota podem ser vistos nas anomalias de peristaltismos intestinais, câncer ou pós-cirurgias, bem como em distúrbios gastrointestinais, gastrohepáticos, anemia perniciosa, radioterapias, estresse, imunodeficiências, ingestão de antibióticos ou em processos de envelhecimento. A alimentação desbalanceada, rica em gorduras e pobre em fibras, resulta na presença elevada de metabólitos preferidos pelas bactérias nocivas presentes no intestino. O aumento excessivo das bactérias nocivas provoca um desequilíbrio na microbiota intestinal e uma elevação na concentração de toxinas circulantes do organismo, o que pode afetar a saúde e desencadear até o temido câncer. As pesquisas sobre a microbiota intestinal são realizadas desde o século 19 e cientistas de várias partes do mundo – inclusive do Brasil – têm investigado de que maneira esse microscópico ambiente pode interferir em inúmeras situações de saúde e doença. As técnicas desenvolvidas na área da biologia molecular têm sido amplamente utilizadas para esses estudos, o que amplia as possibilidades de pesquisas. Já existem muitas comprovações sobre a relação dos microrganismos intestinais e a saúde, que incluem desde a prevenção e auxílio nos tratamentos de doenças intestinais – como constipação e diarreia – até importantes efeitos sobre o sistema imunológico. Alguns estudos também indicam que a microbiota intestinal pode influenciar o perfil de risco cardiometabólico e, cada vez mais, tem sido demonstrado que tem relação com enfermidades como diabetes e obesidade. Mais recentemente, os cientistas passaram a investigar o eixo microbiota-intestino-cérebro e estão tentando compreender essa relação com o surgimento de transtornos mentais como depressão, ansiedade, doença de Parkinson, mal de Alzheimer e até mesmo o autismo. Há consenso de que os alimentos com probióticos possuem um número suficiente de microrganismos vivos capazes de sobreviver ao trânsito gastrointestinal e chegar em grande quantidade para colonizar a microbiota natural do intestino, onde exercem um efeito protetor no metabolismo humano. Os probióticos também têm sido considerados fortes aliados na manutenção da saúde, porque controlam o crescimento das bactérias nocivas e promovem a estabilização do ambiente intestinal. Um dos microrganismos mais estudados no mundo é o Lactobacillus casei Shirota, isolado em 1930 pelo cientista japonês Minoru Shirota e utilizado nos leites fermentados da Yakult. No Instituto Central Yakult, localizado em Kunitachi, Tóquio, são realizados intensivos estudos para investigar a microbiota intestinal com objetivo de avaliar o relacionamento com a fisiologia humana. Entre muitas comprovações, há estudos que demonstram que o probiótico L. casei Shirota também possui ação positiva no combate a substâncias cancerígenas e na defesa imunológica do organismo. Para que o sistema de defesa seja forte o suficiente é preciso que o organismo esteja sadio e, para isso, o sistema digestório deve funcionar perfeitamente. É neste sentido que o probiótico L. casei Shirota pode contribuir para a saúde de todas as pessoas.

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