Uma análise de vírus nas entranhas de ocidentais saudáveis também mostrou que quedas e picos na diversidade de tipos de vírus entre a infância e a velhice refletem as mudanças bacterianas ao longo da vida.
O Gut Virome Database desenvolvido por cientistas da Ohio State University identifica 33, 242 populações virais únicas que estão presentes no intestino humano. (Uma coleção de vírus como os do intestino humano é chamada de viroma.) Isso não é motivo para alarme:a maioria dos vírus não causa doenças.
Na verdade, quanto mais os cientistas aprendem sobre os vírus, quanto mais eles os vêem como parte do ecossistema humano - sugerindo que os vírus têm potencial para representar uma nova classe de drogas que podem combater bactérias causadoras de doenças, especialmente aqueles resistentes a antibióticos. Um melhor conhecimento dos vírus no ambiente intestinal pode até mesmo melhorar a compreensão dos sintomas gastrointestinais experimentados por alguns dos pacientes mais doentes com COVID-19.
Os pesquisadores planejam atualizar o banco de dados de acesso aberto regularmente.
Estabelecemos um ponto de partida robusto para ver como o viroma se parece em humanos. Se pudermos caracterizar os vírus que estão nos mantendo saudáveis, podemos ser capazes de aproveitar essa informação para projetar terapias futuras para patógenos que não podem ser tratados com drogas. "
Olivier Zablocki, coautor do estudo, pesquisador de pós-doutorado em microbiologia no estado de Ohio
O estudo foi publicado hoje (24 de agosto) na revista Hospedeiro celular e micróbio .
Falar sobre as bactérias boas e más no microbioma intestinal é comum hoje em dia, mas os vírus no intestino - e em todos os lugares - são difíceis de detectar porque seus genomas não contêm uma sequência de genes de assinatura comum que os genomas de bactérias contêm. Grande parte do vasto espaço de sequência de vírus permanece inexplorado que muitas vezes é referido como "matéria escura".
Para este trabalho, os pesquisadores começaram com dados de 32 estudos ao longo de cerca de uma década que analisaram vírus intestinais em um total de 1, 986 pessoas saudáveis e doentes em 16 países. Usando técnicas para detectar genomas de vírus, a equipe identificou mais de 33, 000 diferentes populações virais.
"Usamos o aprendizado de máquina em vírus conhecidos para nos ajudar a identificar os vírus desconhecidos, "disse a primeira autora Ann Gregory, que completou este trabalho enquanto ela era estudante de graduação no estado de Ohio. "Estávamos interessados em quantos tipos de vírus podíamos ver no intestino, e determinamos isso por quantos tipos de genomas poderíamos ver, já que não podíamos ver os vírus visualmente. "
A análise deles confirmou os resultados de estudos menores, sugerindo que, embora algumas populações virais fossem compartilhadas por um subconjunto de pessoas, não existe um grupo central de vírus intestinais comum a todos os humanos.
Algumas tendências foram identificadas, Contudo. Em indivíduos ocidentais saudáveis, a idade influencia a diversidade de vírus no intestino, que aumenta significativamente da infância à idade adulta, e, em seguida, diminui após os 65 anos. O padrão corresponde ao que se sabe sobre fluxos e refluxos da diversidade bacteriana intestinal, com uma exceção:os intestinos dos bebês com sistemas imunológicos subdesenvolvidos estão repletos de uma variedade de tipos de vírus, mas poucas variedades de bactérias.
Pessoas que vivem em países não ocidentais têm maior diversidade de vírus intestinais do que os ocidentais. Gregory disse que outra pesquisa mostrou que indivíduos não ocidentais que se mudam para os Estados Unidos ou outro país ocidental perdem a diversidade do microbioma, sugerir que dieta e ambiente geram diferenças viroma. (Por exemplo, os cientistas encontraram alguns vírus vegetais intactos no intestino - a única maneira de chegarem lá é por meio da dieta.) Variações na diversidade viral também podem ser vistas em participantes saudáveis e doentes nos 32 estudos analisados.
"Uma regra geral para a ecologia é que maior diversidade leva a um ecossistema mais saudável, "Gregory disse." Nós sabemos que uma maior diversidade de vírus e micróbios está geralmente associada a um indivíduo mais saudável. E vimos que indivíduos mais saudáveis tendem a ter uma maior diversidade de vírus, indicando que esses vírus podem estar potencialmente fazendo algo positivo e tendo um papel benéfico. "
Quase todas as populações - 97,7 por cento - eram fagos, que são vírus que infectam bactérias. Os vírus não têm função sem um hospedeiro - eles vagam em um ambiente até infectarem outro organismo, aproveitando suas propriedades para fazer cópias de si mesmos. Os vírus mais estudados matam suas células hospedeiras, mas os cientistas do laboratório do estado de Ohio em que Gregory e Zablocki trabalharam descobriram cada vez mais vírus do tipo fago que coexistem com seus micróbios hospedeiros e até produzem genes que ajudam as células hospedeiras a competir e sobreviver.
O líder desse laboratório, autor do estudo sênior Matthew Sullivan, está voltado para a "terapia de fago" - a ideia de 100 anos de usar fagos para matar patógenos resistentes a antibióticos ou superbactérias.
"Os fagos são parte de uma vasta rede interconectada de organismos que vivem conosco e sobre nós, e quando antibióticos de amplo espectro são usados para lutar contra a infecção, eles também prejudicam nosso microbioma natural, "Sullivan disse." Estamos construindo um kit de ferramentas para dimensionar nossa compreensão e capacidades de usar fagos para sintonizar microbiomas perturbados de volta a um estado saudável.
"Importante, tal terapêutica deve impactar não apenas nosso microbioma humano, mas também em outros animais, plantas e sistemas projetados para combater patógenos e superbactérias. Eles também podem fornecer uma base para algo que talvez tenhamos de considerar nos oceanos do mundo para combater a mudança climática. "
Um professor de microbiologia e civil, engenharia ambiental e geodésica, Sullivan ajudou a estabelecer colaborações de pesquisa interdisciplinares no estado de Ohio. Recentemente, ele fundou e dirige o novo Center of Microbiome Science do estado de Ohio e co-dirige o programa de comunidades microbianas do Infectious Diseases Institute.
Zablocki observou que ainda há muito a aprender sobre as funções dos vírus no intestino - benéficas e prejudiciais.
"Eu vejo isso como a galinha e o ovo, "disse ele." Nós vemos a doença e vemos a estrutura da comunidade. Foi por causa dessa estrutura da comunidade que a doença ocorreu, ou a doença está causando a estrutura da comunidade que vemos? Este conjunto de dados padronizado nos permitirá responder a essas questões. "
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