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"Por muito tempo, sabemos que os antibióticos afetam o microbioma, ”Diz o autor do estudo, Peter Belenky. “Também sabemos que a dieta impacta o microbioma. Este é o primeiro artigo que reúne esses dois fatos. ”
Belenky diz que o objetivo do trabalho de seu laboratório é identificar novas maneiras de proteger o microbioma, o que pode aliviar alguns dos piores efeitos colaterais dos antibióticos.
O microbioma intestinal é composto por trilhões de bactérias que beneficiam o hospedeiro. Eles auxiliam na quebra da fibra alimentar e mantêm a saúde intestinal geral, competindo com bactérias nocivas por recursos que seriam essenciais para sua sobrevivência, como nutrientes e espaço.
Embora os antibióticos salvem a vida de inúmeras pessoas infectadas com bactérias nocivas, essas drogas também podem perturbar essa comunidade de bactérias benéficas que vivem no intestino humano. Esse, por sua vez, pode levar a outras infecções potencialmente fatais.
Belenky, que é professor de Microbiologia e Imunologia na Brown’s, tem estudado o efeito de antibióticos no intestino e procurando maneiras de neutralizar desequilíbrios no microbioma que podem levar a infecções potencialmente fatais, como C. difficile .
“Embora os antibióticos perturbem a estrutura da microbiota intestinal, fatores que modulam essas perturbações são mal compreendidos, ”Escreve a equipe.
Conforme relatado recentemente no jornal Metabolismo Celular , Belenky e colegas demonstraram agora que, embora os antibióticos que usaram perturbaram a composição e capacidade metabólica do microbioma intestinal murino, esta interrupção também pode ser exacerbada ou minimizada por meio de mudanças na dieta dos animais.
Belenky e colegas já sabiam que o metabolismo bacteriano é um importante regulador da susceptibilidade aos antibióticos em vitro e provavelmente desempenha um papel significativo dentro do host. Eles aplicaram uma abordagem metagenômica e metatranscriptômica para investigar associações entre respostas taxonômicas e transcricionais induzidas por antibióticos no microbioma do camundongo.
Para o estudo, o autor principal Damien Cabral e colegas trataram três grupos de ratos com antibióticos diferentes, ou seja, amoxicilina, ciprofloxacina ou doxiciclina. Eles então mapearam como a composição dos microbiomas intestinais dos animais mudou e como as bactérias se adaptaram no nível metabólico após o tratamento.
Amoxicilina, um antibiótico comumente usado para tratar infecções de garganta e de ouvido por estreptococos, reduziu significativamente os níveis de bactérias no intestino e também mudou os genes que as bactérias restantes usam. Ciprofloxacina (frequentemente usada para tratar infecções do trato urinário) e doxiciclina (comumente usada para tratar infecções dos seios da face), também alterou o microbioma intestinal, embora essas mudanças tenham sido menos pronunciadas.
A equipe descobriu que os antibióticos alteraram significativamente a expressão das principais vias metabólicas nos níveis de toda a comunidade e de uma única espécie.
Notavelmente, um tipo de bactéria benéfica, Bacteroides thetaiotaomicron , floresceu em resposta ao tratamento com amoxicilina. Esta bactéria regulou positivamente a utilização de polissacarídeos para auxiliar na digestão da fibra, uma mudança que parece permitir que ele floresça no ecossistema alterado e de alguma forma protege contra o antibiótico, diz Belenky.
Geralmente, a bactéria regulou negativamente o uso de genes envolvidos nos processos normais de crescimento, como a produção de novas proteínas e DNA. Eles também regularam positivamente o uso de genes que são essenciais na resistência ao estresse
Interessantemente, os pesquisadores descobriram que adicionar glicose à dieta dos animais - que geralmente é pobre em açúcares simples e rica em fibras - aumentou a suscetibilidade de B. thetaiotaomicron à amoxicilina.
“ Em vitro , descobrimos que a sensibilidade desta bactéria à amoxicilina foi elevada pela glicose e reduzida pelos polissacarídeos, ”Escreve a equipe.
Isso sugere que a dieta pode fornecer alguns efeitos benéficos que podem proteger as bactérias intestinais dos efeitos adversos do uso de antibióticos.
De acordo com Belenky, as descobertas representam um passo para ajudar os humanos a tolerar melhor o tratamento com antibióticos:
Os médicos agora sabem que cada prescrição de antibióticos tem o potencial de levar a alguns resultados de saúde relacionados ao microbioma muito prejudiciais, mas eles não têm ferramentas confiáveis para proteger esta comunidade crítica ao mesmo tempo que tratam infecções mortais. ”
Contudo, “Agora que sabemos que a dieta é importante para a suscetibilidade bacteriana aos antibióticos, podemos fazer novas perguntas sobre quais nutrientes estão tendo um impacto e ver se podemos prever a influência de diferentes dietas, " ele diz.
Belenky alertou que o estudo analisou apenas roedores e ainda há muito a ser aprendido sobre a interação entre a dieta do hospedeiro, metabolismo do microbioma e suscetibilidade a antibióticos.
Belenky e a equipe estão investigando como diferentes tipos de fibras dietéticas podem impactar como o microbioma muda após o tratamento com antibióticos, bem como como o diabetes pode afetar o ambiente metabólico do microbioma e a vulnerabilidade aos antibióticos.