Como as bactérias benéficas protegem os intestinos

[Foto – Células dos intestinos tanto em insetos como em mamíferos respondem a bactérias benéficas através do intermediador Nrf2. Drosophilas do intestino com bactérias em vermelho. Os tecidos fluorescentes verdes nas margens é o sinal da resposta dos genes de citoproteção do Nrf2.] A investigação sobre uma parte útil das bactérias benéficas do microbioma intestinal está se movendo de "o que está lá" para "como eles ajudam." Cientistas da Escola de Medicina da Universidade Emory têm mostrado como um circuito regulador celular antigo chamado Nrf2, presente em ambos os insetos de mamíferos, responde às bactérias benéficas e se prepara uma resposta protetora a estresses ambientais. Os resultados poderiam potencialmente levar a avanços no uso de bactérias para tratar doenças intestinais ou mitigar os efeitos da terapia de radiação para o câncer. "A resposta do organismo a bactérias é frequentemente visto através da lente do sistema imunológico", diz o autor sênior Andrew Neish, MD, professor de patologia e medicina laboratorial na Escola de Medicina da Universidade Emory. "O caminho que nós identificamos não é inflamatório ou imunorregulador, mas cytoprotetivo. " Embora muitos tipos de bactérias que vivem em nossos intestinos são inertes ou mesmo prejudiciais às células intestinais, um pequeno subconjunto - lactobacilos - pode estimular o aumento da motilidade, proliferação e capacidade de suportar o estresse, diz Neish. "Lactobacilos estão presentes no iogurte, e eles também são o primeiro tipo de bactérias que vão colonizar o sistema de um bebê após o nascimento do bebê", diz ele. Trabalhando com Neish, professor assistente de pediatria de Rheinallt Jones, PhD e seus colegas descobriram que apenas lactobacilos poderiam proteger anteriormente “livres de germes” moscas de fruta do paraquat, um herbicida tóxico. Da mesma forma, a alimentação com lactobacilos, mas não outros tipos de bactérias para os ratos livres de germes poderiam protegê-los contra a perda de peso e morte após exposição à radiação. Em tecidos intestinais tanto em moscas como ratos, os lactobacilos ligados a uma série de genes de um padrão indica que a via Nrf2 está envolvida. Se as moscas ou os ratinhos tinham uma mutação incapacitante Nrf2, o efeito protetor das bactérias não foi observado. Nrf2 é uma via celular envolvida na proteção das células contra tensões externas, tais como toxinas e substâncias cancerígenas, e que é ativada por espécies reativas de oxigênio ou de ROS. Tanto o paraquat como a radiação geram ROS. "Parece que um pouco de ROS ajuda as células a se preparar para suportar o estresse", diz Jones. "Este é um exemplo do conceito de hormesis, onde a exposição limitada a alguma coisa que é prejudicial protege um organismo a partir de mais do que mais tarde." Anteriormente, Jones e Neish têm mostrado que os lactobacilos estimulam as células epiteliais do intestino para produzir ROS, que são um sinal essencial para a cicatrização de feridas. No documento do Cell Reports, os investigadores mostraram que, quando a enzima Nox1, o que torna ROS em resposta a bactérias, é removido a partir do intestino em ratos, o efeito radioprotetor de lactobacilos é perdido. Embora não seja o único circuito regulador estimulado por bactérias benéficas, Jones e Neish dizem que as suas descobertas sugerem que Nrf2 é mais altamente conservado do que outros sinais induzidos por bactérias, e que provavelmente evoluiu como um mecanismo para organismos superiores de co-existir com bactérias. Jones e Neish dizem que estão investigando as assinaturas genéticas comuns dos diversos tipos de bactérias que estimulam ROS e Nrf2. Isso poderia ajudar os pesquisadores a classificar através de quais podem ter benefícios terapêuticos, e, possivelmente, como imitar as bactérias com agentes sintéticos. Para facilitar este tipo de pesquisa, Jones está estabelecendo um biotério gnotobiótico no Emory, o que permitirá aos cientistas investigar o que acontece quando os intestinos de um animal são colonizados com apenas uma variedade de bactérias. Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.