Os cientistas descobriram uma maneira surpreendente pela qual as bactérias intestinais interagem com o corpo humano. Certos microrganismos que vivem no sistema digestivo podem enviar proteínas diretamente para as células do corpo e influenciar positivamente o comportamento do sistema imunológico. A pesquisa, liderada por Helmholtz München, com contribuições da Universidade Ludwig Maximilian (LMU), da Universidade Aix-Marseille, do Inserm 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.
Durante anos, os investigadores associaram o microbioma intestinal a doenças imunitárias, metabólicas e inflamatórias. No entanto, a maioria das evidências baseia-se em correlações e os processos biológicos subjacentes a estas ligações permanecem obscuros.
“Nosso objetivo era caracterizar melhor alguns dos processos subjacentes de como as bactérias intestinais influenciam a biologia humana”, disse a primeira autora Veronika Young, que trabalhou com Bushra Dohai. “Ao mapear sistematicamente as interações diretas proteína-proteína entre bactérias e células humanas, podemos agora propor os mecanismos moleculares subjacentes a essas associações”.
O sistema de injeção oculto em bactérias intestinais “amigáveis”
A equipe de pesquisa descobriu que muitas bactérias intestinais comuns e inofensivas carregam sistemas de secreção do tipo III. Estas são pequenas estruturas semelhantes a seringas que permitem que as bactérias injetem suas próprias proteínas diretamente nas células humanas. Anteriormente, os cientistas pensavam que estes sistemas estavam limitados a bactérias causadoras de doenças, como a salmonela.
“Isso muda fundamentalmente a nossa visão das bactérias simbióticas”, diz o professor Pascal Falter-Braun, diretor do Instituto Helmholtz de Biologia de Rede em 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 com essas proteínas quando entram nas células humanas, os pesquisadores mapearam mais de mil interações entre proteínas efetoras bacterianas e proteínas humanas. Esta vasta rede revela que as proteínas bacterianas tendem a ter como alvo as 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 a prevenir reações exageradas que podem levar a doenças autoimunes. Por exemplo, o bloqueio do fator de necrose tumoral citocina (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 eram mais comuns nos microbiomas intestinais 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 as primeiras observações que ligam as alterações do microbioma às doenças.
Repensando a interação do microbioma e do sistema imunológico
Ao identificar esta camada de interação até então desconhecida entre as bactérias intestinais e o sistema imunológico, a pesquisa move o campo da simples correlação para a compreensão de causa e efeito. Também levanta novas questões sobre as origens destes sistemas de injeção, incluindo se eles evoluíram originalmente 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. Estas percepções podem, em última análise, levar a abordagens mais direcionadas à prevenção e ao tratamento de doenças.
