O que acontece no intestino no espaço de um ano?

Cientistas acabam de revelar como as bactérias invasoras evoluem no intestino dos mamíferos a longo prazo. “Este é o primeiro estudo a avaliar a evolução das bactérias num organismo vivo, com uma microbiota saudável e livre de antibióticos num período superior a um ano, o equivalente a seis milhares de gerações de micróbios”, afirma Isabel Gordo, investigadora principal do grupo de Biologia Evolutiva do Instituto Gulbenkian de Ciência que liderou o estudo. O artigo, publicado na prestigiosa revista Nature Communications, deslinda dados importantes que poderão ser usados para antecipar e evitar a colonização por bactérias patogénicas ou a resistência a antibióticos.

O nosso corpo passa por uma série de alterações ao longo da vida. O mesmo acontece com os micróbios que vivem connosco. Afinal, estes compõem uma grande parte das células no nosso organismo. Mas em comparação com as células que compõem os nossos tecidos e órgãos, estes micróbios multiplicam-se de forma muito rápida, o que faz com que erros ocasionais no seu material genético (mutações) surjam com mais frequência. Estes erros impulsionam a evolução dos microrganismos e ditam, entre outras coisas, a probabilidade de estes causarem doença.

A maioria dos estudos relativos à evolução das bactérias é realizada fora de organismos vivos ou em modelos animais tratados com antibiótico, o que não mimetiza um ambiente natural e saudável. Para além disso, são muito poucos aqueles que avaliam a evolução destes micróbios por mais de um mês. Por isso, a forma como as bactérias evoluem a longo prazo quando colonizam um hospedeiro saudável é ainda uma questão em aberto.

Investigadores do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) estudaram a evolução de uma variante invasora da bactéria Escherichia coli ao longo de mais de seis mil gerações no intestino de ratinhos. Durante mais de um ano, isolaram a bactéria das fezes dos ratinhos para avaliar as alterações no seu material genético. No final, os investigadores mostraram que quando uma nova bactéria coloniza o intestino de um mamífero, esta evolui de duas formas: 1) através da geração de uma vasta gama de mutações metabólicas, que alteram a sua capacidade de consumir nutrientes, ou 2) através da integração de material genético de outros microrganismos.

No decorrer do estudo, foram surgindo versões da bactéria E. coli genética e funcionalmente distintas e que, por isso, conseguem adaptar-se a nichos ambientais diferentes. Estas versões da mesma bactéria coexistem no intestino do hospedeiro por milhares de gerações. Esta coexistência, porém, pode dar lugar à fixação preferencial de bactérias com caraterísticas específicas, particularmente se estas apresentarem mutações que são benéficas. Isto aconteceu em todos os ratinhos cujo intestino continha, a priori, uma variante residente da E. coli. A competição entre as variantes residente e invasora fez com que ambas evoluíssem, sendo que a invasora adquiriu material genético proveniente da residente, através da ação de bacteriófagos (vírus que infetam bactérias).

Quando integram o material genético do vírus de forma estável, as bactérias tornam-se mais aptas a sobreviver no intestino. No entanto, se o vírus se multiplicar, estas acabam por morrer. O que os investigadores mostraram foi que, curiosamente, 5 a 16 meses depois de colonizar o intestino do hospedeiro, a E. coli invasora morre menos porque inibe a multiplicação do vírus. Ou seja, as bactérias evoluíram de modo a “domesticar” os vírus bacterianos, mantendo os benefícios que estes lhes trazem, mas vendo-se livres dos custos associados.

“Foi realmente emocionante descobrir que as bactérias usam tantos processos distintos para evoluir no intestino”, afirma Nelson Frazão, investigador pós-doutorado no IGC e primeiro autor do artigo. Este trabalho abre caminho para conseguirmos prever a evolução das bactérias no nosso corpo. “Ao percebermos como as bactérias evoluem a longo prazo, poderemos vir a antecipar ou até evitar a resistência a antibióticos ou a colonização do nosso intestino por bactérias patogénicas que impedem o sucesso de alguns tratamentos e podem conduzir à morte”, conclui o investigador.

 

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Atualização em 03 outubro 2022

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