Os pesquisadores descobrem a comunicação entre espécies entre as bactérias intestinais e o hospedeiro

As bactérias no intestino fazem muito mais do que ajudar a digerir os alimentos nos estômagos de seus hospedeiros, eles também podem dizer aos genes de seus hospedeiros mamíferos o que fazer.

p Um estudo publicado hoje em Célula descreve uma forma de "comunicação interespécie" na qual as bactérias secretam uma molécula específica - óxido nítrico - que lhes permite se comunicar e controlar o DNA de seus hospedeiros, e sugere que a conversa entre os dois pode influenciar amplamente a saúde humana.

p Os pesquisadores da Case Western Reserve University School of Medicine, University Hospitals Cleveland Medical Center, e a Harvard Medical School rastrearam o óxido nítrico secretado por bactérias intestinais dentro de minúsculos vermes (C. elegans, um modelo comum de laboratório em mamíferos). O óxido nítrico secretado por bactérias intestinais ligadas a milhares de proteínas do hospedeiro, mudando completamente a capacidade de um verme de regular sua própria expressão gênica.

p O estudo é o primeiro a mostrar que as bactérias intestinais podem acessar redes de óxido nítrico onipresentes em mamíferos, incluindo humanos. O óxido nítrico se liga às proteínas humanas de uma maneira cuidadosamente regulada - um processo conhecido como S-nitrosilação - e as interrupções estão amplamente implicadas em doenças como Alzheimer, Mal de Parkinson, asma, diabetes, doença cardíaca, e câncer.

p As descobertas sugerem que o óxido nítrico é um mecanismo geral pelo qual as bactérias intestinais podem se comunicar com os mamíferos. Trabalhos anteriores para desemaranhar as linhas de comunicação de e para as bactérias intestinais se concentraram principalmente em moléculas raras que as bactérias secretam. As novas descobertas são semelhantes a descobrir uma linguagem química comum entre as espécies, ao contrário de palavras isoladas, disse o autor sênior Jonathan Stamler, MD, diretor do Instituto de Medicina Molecular Transformativa da Escola de Medicina da Universidade Case Western Reserve e presidente do Harrington Discovery Institute do University Hospitals Cleveland Medical Center. "Existe uma enorme complexidade no intestino, e muitos pesquisadores estão atrás da próxima substância incomum produzida por uma bactéria que pode afetar a saúde humana, "diz ele. Com trilhões de bactérias no intestino médio, Stamler decidiu procurar uma linguagem comum que todas as espécies bacterianas pudessem usar. "A enormidade da população de bactérias intestinais e sua relação com o hospedeiro prevêem que haverá meios gerais de comunicação que nós, humanos, possamos reconhecer."

p Os pesquisadores demonstraram o fenômeno alimentando vermes em desenvolvimento com bactérias que produzem óxido nítrico. Eles então selecionaram uma proteína muito importante - proteína argonauta, ou ALG-1 - que é altamente conservado de vermes para humanos e silencia genes desnecessários, incluindo genes críticos para o desenvolvimento. Quando o óxido nítrico secretado pela bactéria ligada ao ALG-1, desenvolveram órgãos reprodutivos malformados e morreram. Muito óxido nítrico de bactérias comandava as proteínas silenciadoras de DNA dos vermes e prejudicava o desenvolvimento saudável.

p "Praticamente, os animais não vão deixar isso acontecer, "Stamler disse. Em vez disso, os autores especulam que um hospedeiro mamífero fora de um ambiente de laboratório se ajustará para acomodar as mudanças nos níveis de óxido nítrico. Disse Stamler, "O verme será capaz de parar de comer as bactérias que produzem o óxido nítrico, ou começará a comer bactérias diferentes que produzem menos óxido nítrico, ou mudar seu ambiente, ou inúmeras outras adaptações. Mas, da mesma forma, muito óxido nítrico produzido por nosso microbioma pode causar doenças ou problemas de desenvolvimento no feto. "

p O estudo acrescenta evidências de que as bactérias que vivem no intestino, determinado pela dieta e ambiente, têm uma influência tremenda na saúde dos mamíferos. Stamler imagina que o óxido nítrico pode representar uma oportunidade de manipular essa relação simbiótica. Assim como os probióticos são projetados para melhorar a digestão, inocular o intestino de uma pessoa com bactérias para melhorar a sinalização do óxido nítrico é concebível. "Agora penso nisso terapeuticamente, como uma droga. Existem enormes oportunidades para manipular o óxido nítrico para melhorar a saúde humana. "

p Embora o óxido nítrico e a S-nitrosilação possam ser um modo geral de comunicação entre espécies com amplas implicações para a saúde, exigirá pesquisas futuras adicionais. O óxido nítrico será o único canal de comunicação química? "Basicamente, estamos vendo um novo campo se abrindo para estratégias gerais de comunicação, "diz Stamler." Haverá outros.

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