Os cientistas descobriram uma maneira surpreendente de as bactérias intestinais se comunicarem com o corpo humano. Alguns micróbios que vivem no trato digestivo podem enviar proteínas diretamente para as células humanas, influenciando ativamente o comportamento do sistema imunológico. A pesquisa liderada por Helmholtz Munich, com contribuições da Universidade Ludwig Maximilians (LMU), da Universidade Aix-Marseille, da Insurm e de outros colaboradores internacionais, revela uma forma de comunicação até então desconhecida entre bactérias e células humanas. A descoberta fornece novos insights sobre como o microbioma intestinal afeta a saúde e pode ajudar a explicar o seu papel em doenças como a doença de Crohn.
Ao longo dos anos, os investigadores associaram o microbioma intestinal a distúrbios imunológicos, metabólicos e inflamatórios. No entanto, muitas dessas evidências baseiam-se em correlações, e os mecanismos biológicos por trás dessas ligações permanecem obscuros.
“Nosso objetivo era caracterizar melhor alguns dos mecanismos subjacentes à forma como as bactérias intestinais influenciam a biologia humana”, disse Veronica Yang, primeira autora do estudo juntamente com Bushra Dohai. “Ao mapear sistematicamente as interações diretas proteína-proteína entre bactérias e células humanas, podemos agora sugerir os mecanismos moleculares por trás dessas associações”.
Sistema de injeção oculto em bactérias intestinais “amigáveis”
A equipe descobriu que muitas bactérias intestinais comuns e não prejudiciais carregam sistemas de secreção do tipo III. Estas são estruturas minúsculas semelhantes a seringas que permitem às bactérias injetar suas próprias proteínas diretamente nas células humanas. Anteriormente, os cientistas acreditavam que estes sistemas estavam limitados a bactérias causadoras de doenças como a Salmonella.
“Isso muda fundamentalmente a nossa visão das bactérias comensais”, disse o professor Pascal Falter-Braun, diretor do Instituto de Biologia de Rede em Helmholtz Munique e autor correspondente do estudo. “Isso mostra que essas bactérias não patogênicas não são apenas residentes passivos, mas podem manipular ativamente as células humanas, injetando suas proteínas em nossas células”.
Mapeando como as bactérias intestinais afetam as células humanas
Para explorar o que acontece depois que essas proteínas entram nas células humanas, os pesquisadores mapearam mais de mil interações entre proteínas efetoras bacterianas e proteínas humanas. Esta grande rede revelou que as proteínas bacterianas têm como alvo vias envolvidas na regulação imunológica e no metabolismo.
Experimentos de acompanhamento confirmaram que essas proteínas podem afetar os principais sistemas de sinalização imunológica, incluindo respostas de NF-κB e citocinas. As citocinas são moléculas sinalizadoras que ajudam a coordenar a atividade imunológica e prevenir reações exageradas que podem levar a doenças autoimunes. Por exemplo, o bloqueio do fator de necrose tumoral de citocinas (TNF) é um tratamento comum para a doença de Crohn, uma doença autoimune que afeta os intestinos.
Possível ligação com a doença de Crohn
Os investigadores também descobriram que os genes responsáveis por estas proteínas efetoras bacterianas são mais comuns no microbioma intestinal de pessoas com doença de Crohn. Esta descoberta sugere que a transferência direta de proteínas das bactérias para as células humanas pode contribuir para a inflamação intestinal a longo prazo. Também fornece uma possível explicação para observações anteriores que ligam as alterações do microbioma às doenças.
Repensando as interações do microbioma e do sistema imunológico
Ao identificar este nível de interação até então desconhecido entre as bactérias intestinais e o sistema imunológico, o estudo move o campo além da simples associação e em direção à compreensão de causa e efeito. Também levanta novas questões sobre a origem destes sistemas de injeção, incluindo se evoluíram primeiro para apoiar a coexistência com o hospedeiro ou se foram posteriormente adaptados por bactérias nocivas.
A pesquisa futura se concentrará em como proteínas bacterianas específicas interagem com células humanas em diferentes tecidos e ambientes de doenças. Esses insights podem eventualmente levar a abordagens mais direcionadas à prevenção e ao tratamento de doenças.
