O estudo surgiu de uma pesquisa anterior no laboratório Nagler em UChicago sobre a microbiota fecal em bebês. Ao transplantar micróbios fecais de bebês saudáveis e alérgicos a alimentos para camundongos livres de germes (que não possuem um microbioma), os pesquisadores descobriram que a microbiota infantil saudável era protetora contra o desenvolvimento de alergias alimentares.
Neste estudo, observamos uma população mais diversa em uma grande variedade de idades. Ao estudar pares de gêmeos, tivemos o benefício de examinar indivíduos geneticamente idênticos que cresceram no mesmo ambiente, o que nos permitiu começar a analisar a influência de fatores genéticos e ambientais . "
Cathryn Nagler, PhD, Bunning Family Professor, Pritzker School of Molecular Engineering, Departamento de Patologia e Faculdade do Centro Médico da Universidade de Chicago
Depois de uma discussão em uma conferência de pesquisa, Nagler e seu colega de Stanford, Kari Nadeau, MD, PhD, decidiu colaborar no projeto. Nadeau, o Diretor do Centro Sean N. Parker para Pesquisa de Alergia e Asma, havia conduzido um estudo sobre a epigenética das alergias alimentares e já havia coletado amostras fecais dos participantes do estudo.
O laboratório de Nagler conduziu o sequenciamento das amostras coletadas de 13 pares de gêmeos com e sem alergia alimentar, bem como cinco pares adicionais de gêmeos, nos quais ambos tinham pelo menos uma alergia alimentar.
A equipe de pesquisa analisou quais micróbios estavam presentes nas amostras fecais, bem como produtos metabólicos (chamados metabólitos), derivado não só dos micróbios, mas também de fontes alimentares e hospedeiras.
"Precisamos desesperadamente de biomarcadores para entender a função imunorreguladora das bactérias intestinais, "disse Nagler." Os metabólitos nos dão pistas sobre o que as bactérias estão fazendo mecanicamente para regular a resposta imunológica.
Essa abordagem identificou 64 conjuntos distintos de espécies bacterianas e metabólitos que separam os grupos de gêmeos saudáveis e alérgicos. A maioria dessas bactérias diferencialmente abundantes eram membros da classe Clostridia, mostrado para proteger contra alergias alimentares em vários relatórios anteriores do laboratório Nagler.
Enriquecimento de bactérias protetoras de alergia em gêmeos saudáveis, presumivelmente estabelecido no início da vida, persistiu na idade adulta apesar da separação e mudanças no estilo de vida. Além disso, gêmeos saudáveis apresentaram enriquecimento pela via metabólica do diacilglicerol e duas bactérias específicas:Phascolarctobacterium faecium e Ruminococccus bromii.
"Para reduzir de milhares de bactérias a espécies específicas como candidatas para futuras intervenções terapêuticas, uma dimensão de dados não é suficiente - reunir dados de várias dimensões é a chave, "disse o primeiro autor Riyue Bao, PhD, agora um Professor Associado de Pesquisa de Medicina da Universidade de Pittsburgh. "Em nosso estudo, aproveitamos os benefícios do sequenciamento do microbioma de alto rendimento e das técnicas de perfil metabólico, e foram capazes de nomear duas espécies específicas, cada um envolvido em vias metabólicas distintas, que podem ser priorizados como alvos potenciais para futuras pesquisas e intervenções terapêuticas em alergias alimentares. "
"Toneladas de pessoas vão ao Google e querem saber:'Devo comer iogurte? Não devo comer iogurte? Meu microbioma desempenha um papel na minha doença?'", Disse Nadeau. "Esta pesquisa é importante como um dos principais 'tijolos' no conhecimento do microbioma humano que precisa ser estabelecido para responder a essas perguntas. Não podemos dizer que esta é uma relação de causa e efeito ainda, mas podemos dizer que existe uma associação com doença e saúde. Então agora podemos começar a perguntar, O que isto significa?"
Embora o estudo tenha incluído apenas um pequeno grupo de participantes, os pesquisadores estão entusiasmados com os resultados e como eles podem ser aplicados em projetos futuros.
Pesquisas futuras investigarão os papéis específicos dessas bactérias nas alergias alimentares; por exemplo, R. bromii é uma espécie fundamental na degradação do amido resistente - amido da dieta que normalmente escapa da digestão.
Nagler planeja investigar como a suplementação dietética com amido resistente pode afetar a presença de R. bromii no microbioma fecal, e, por sua vez, se pode ou não aumentar a resposta à imunoterapia oral, o único tratamento atualmente disponível para alergias alimentares.
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