Os cientistas desenvolvem moléculas que podem remodelar as bactérias intestinais para um estado mais saudável

Cientistas da Scripps Research desenvolveram moléculas que podem remodelar a população bacteriana do intestino para um estado mais saudável e mostraram - por meio de experimentos em ratos - que isso reduz os níveis de colesterol e inibe fortemente a condição de espessamento da artéria conhecida como aterosclerose.

p Os cientistas, que relatam suas descobertas em Nature Biotechnology , criou um conjunto de moléculas chamadas peptídeos que podem retardar o crescimento de espécies menos desejáveis ​​de bactérias intestinais.

p Em camundongos que desenvolvem colesterol alto e aterosclerose de uma dieta rica em gordura, os peptídeos alteraram beneficamente o equilíbrio das espécies no microbioma intestinal, que se refere aos trilhões de bactérias que vivem dentro do sistema digestivo.

p Essa mudança reduziu os níveis de colesterol e diminuiu drasticamente o acúmulo de depósitos de gordura nas artérias - sintomas que são as marcas da aterosclerose.

p A aterosclerose é a condição que leva a ataques cardíacos e derrames, as duas principais causas de morte entre humanos.

p "Foi surpreendente para nós que simplesmente remodelar o microbioma intestinal pode ter um efeito tão extenso, "diz o co-autor sênior do estudo Reza Ghadiri, Ph.D., professor do Departamento de Química da Scripps Research.

Micróbios intestinais moldam nossa saúde

p O microbioma intestinal, que inclui centenas de espécies bacterianas, evoluiu há muito tempo como parte de uma simbiose fundamental:as bactérias conseguem um lugar para viver e muito para comer, e em troca, eles ajudam seus hospedeiros animais, em grande parte ajudando-os a digerir os alimentos.

p Nas últimas duas décadas, essas bactérias simbióticas se tornaram um foco de intenso estudo em todo o mundo, como os cientistas descobriram que os micróbios - em parte por sua produção de moléculas chamadas metabólitos - não apenas ajudam a digerir os alimentos, mas desempenham um papel no metabolismo, imunidade e outras funções importantes.

p Os cientistas também descobriram que essa simbiose pode ter uma desvantagem para os hospedeiros humanos da bactéria. Quando as pessoas usam antibióticos em excesso ou consomem dietas "ocidentais" ricas em carboidratos, gorduras, e açúcar, o microbioma intestinal pode ser alterado de forma a promover doenças.

p De fato, agora parece que o aumento do risco de obesidade, diabetes, hipertensão, e a aterosclerose conferida pela dieta ocidental se deve em parte a mudanças adversas no microbioma.

p Esse reconhecimento levou os pesquisadores a buscar maneiras de remodelar o microbioma, com o objetivo de reverter essas alterações adversas para restaurar a boa saúde.

p Ghadiri e sua equipe têm trabalhado em um método que envolve a entrega de pequenas moléculas para matar ou retardar o crescimento de bactérias do intestino ruim sem afetar as bactérias do intestino bom.

p Nossa abordagem, usando pequenas moléculas chamadas de peptídeos cíclicos, é inspirado pela natureza, Nossas células usam naturalmente uma coleção diversificada de moléculas, incluindo peptídeos antimicrobianos para regular nossas populações de micróbios intestinais. "

Luke Leman, Ph.D, Co-autor sênior e professor assistente, Departamento de Química, Pesquisa Scripps

Um sistema de triagem para identificar remodeladores de microbioma

p Antes dos experimentos, a equipe já tinha uma pequena coleção de peptídeos cíclicos que haviam sido feitos com técnicas de química.

p Para o estudo, eles estabeleceram um sistema de triagem para determinar se algum desses peptídeos poderia remodelar beneficamente o microbioma intestinal de mamíferos, suprimindo espécies indesejáveis ​​de bactérias intestinais.

p Usando camundongos geneticamente suscetíveis ao colesterol alto, eles alimentaram os animais com uma dieta do tipo ocidental que rápida e confiavelmente produz colesterol alto e aterosclerose, bem como mudanças adversas no microbioma intestinal.

p Os pesquisadores então coletaram amostras do conteúdo intestinal dos animais e aplicaram um peptídeo cíclico diferente a cada amostra.

p Um dia depois, eles sequenciaram o DNA bacteriano nas amostras para determinar quais peptídeos mudaram o bacterioma intestinal na direção desejada.

p Os cientistas logo identificaram dois peptídeos que retardaram significativamente o crescimento de bactérias intestinais indesejáveis, mudando o equilíbrio das espécies para mais perto do que é visto em ratos que são alimentados com uma dieta mais saudável.

p Usando esses peptídeos para tratar camundongos com tendência à aterosclerose que estavam comendo uma dieta ocidental rica em gordura, eles encontraram reduções impressionantes nos níveis de colesterol no sangue dos animais em comparação com ratos não tratados - cerca de 36 por cento após duas semanas de tratamento.

p Eles também descobriram que após 10 semanas, as placas ateroscleróticas nas artérias dos camundongos tratados foram cerca de 40 por cento reduzidas em área, em comparação com os de ratos não tratados.

p "Foram efeitos realmente notáveis, "Ghadiri diz.

p Os peptídeos cíclicos usados ​​no estudo aparentemente interagem com as membranas externas de certas células bacterianas de forma a retardar ou interromper o crescimento das células.

p Ghadiri e sua equipe pesquisam esses peptídeos há anos e reuniram um conjunto de dezenas que não apresentam toxicidade para as células de mamíferos.

p As moléculas também transitam pelo intestino sem entrar na corrente sanguínea. No estudo, os peptídeos foram entregues aos camundongos na água potável e não foram associados a quaisquer efeitos colaterais adversos.

p Animado pela demonstração de prova de princípio, os pesquisadores agora estão testando seus peptídeos em camundongos que modelam diabetes, outra condição comum que tem sido associada a um microbioma prejudicial à saúde.

p "A remodelação dirigida do microbioma intestinal do rato inibe o desenvolvimento da aterosclerose" foi escrito por Poshen Chen, Audrey Black, Adam Sobel, Yannan Zhao, Purba Mukherjee, Bhuvan Molparia, Nina Moore, Muench alemão, Jiejun Wu, Weixuan Chen, Antonio Pinto, Bruce Maryanoff, Alan Saghatelian, Pejman Soroosh, Ali Torkamani, Luke Leman e Reza Ghadiri.

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