A diversidade entre os africanos rurais se estende aos microbiomas intestinais

Uma pesquisa da Perelman School of Medicine e School of Arts and Sciences apontou para um papel para o estilo de vida, geografia, e genética, com semelhanças surpreendentes com as populações dos EUA em alguns casos

p Nosso microbioma, a complexa comunidade de bactérias, fungos, parasitas, e outros microorganismos dentro e fora de nossos corpos, reflete a maneira como vivemos. Se possuímos um animal de estimação, provavelmente compartilhamos micróbios com eles. Se comermos carne, o microbioma em nossos intestinos pode parecer diferente daquele de um vegano.

p Em um campo de estudo crescente para determinar como adquirimos os micróbios que carregamos dentro de nós e sua influência em nossa saúde, a maioria das análises concentrou-se em pessoas que vivem em nações desenvolvidas. Mas nos últimos anos, os cientistas começaram a investigar se as pessoas em sociedades não industrializadas possuem microbiomas distintos e, se então, quais fatores moldam essas diferenças.

p Um novo relatório, publicado no jornal Biologia Genômica , fez avanços significativos no tratamento dessas questões. Liderado por uma equipe de geneticistas da Universidade da Pensilvânia, em colaboração com pesquisadores da Tanzânia, Botswana, e o National Institutes of Health, o estudo é um dos maiores até o momento para analisar os microbiomas intestinais de africanos com diversidade étnica, com amostras de 114 pessoas do Botswana e da Tanzânia de sete populações, bem como um grupo de comparação dos Estados Unidos.

p Os resultados apontam para a ampla gama de perfis de microbioma entre as populações, que praticam uma variedade de estilos de vida diferentes, de agropastoril a pastor e caçador-coletor. A magnitude das diferenças está no mesmo nível das diferenças observadas entre as populações industrializadas e não industrializadas. No entanto, os pesquisadores também ficaram intrigados com semelhanças inesperadas entre os grupos.

p "Quando começamos isso, "diz a geneticista Sarah Tishkoff, um professor da Penn Integrates Knoweldge na Penn e autor sênior, "minha hipótese era que a dieta seria o fator determinante na distinção do microbioma dessas populações diversas. Minha maior surpresa foi que não era o caso."

p Na verdade, um subconjunto das amostras de pessoas de língua bantu que vivem em comunidades agrícolas em Botswana foram quase indistinguíveis daquelas coletadas de pessoas que vivem na área da Filadélfia, amostras coletadas pelo co-autor do estudo Frederick Bushman, microbiologista da Escola de Medicina Perelman da Penn.

p "A composição bacteriana de alguns dos agropastoris em Botswana era surpreendentemente semelhante à coorte dos Estados Unidos, "diz Matthew Hansen, um cientista do laboratório de Tishkoff e co-autor principal do artigo. "Esses são grupos rurais; eles têm um estilo de vida muito diferente, mas algum fator está dando a eles uma microbiota muito semelhante à dos residentes saudáveis ​​da área da Filadélfia."

p Esforços anteriores para examinar os microbiomas intestinais de africanos rurais normalmente compararam uma única população africana a uma ou mais populações de nações industrializadas. Esses estudos anteriores apontaram para diferenças entre os grupos; por exemplo, uma comparação de microbiomas intestinais entre italianos e caçadores-coletores Hadza na Tanzânia identificou vários grupos de bactérias presentes no Hadza que não haviam sido identificados anteriormente em populações de ocidentais.

p Mas para obter uma compreensão mais diferenciada dos fatores que influenciam a diversidade microbiana em africanos rurais, A equipe de Tishkoff coletou amostras de sete populações africanas distantes. Da Tanzânia:caçadores-coletores Hadza, Pastores Maasai, Agropastorilistas Sandawe, que eram caçadores-coletores até o final do século 19, e agropastoris da Burunge. E de Botswana:San caçadores-coletores, Pastores herero de língua bantu, e vários grupos de agropastoris que falam bantu.

p Coletando os dados, que exigia que os residentes de vilas remotas fornecessem amostras fecais aos cientistas, não foi de forma alguma um processo simples. Alessia Ranciaro, que ajudou a liderar os esforços de coleta de dados para o trabalho, diz que ela e seus colegas aprenderam com as primeiras experiências como superar os obstáculos culturais e logísticos para tornar o processo mais suave para os participantes e os cientistas.

p Os pesquisadores extraíram DNA das amostras e sequenciaram uma parte do gene 16S do RNA ribossômico, amplamente utilizado em estudos de microbioma para ajudar a identificar e comparar bactérias.

p "A análise permite classificar bactérias em uma amostra até o nível de gênero em muitos casos, "diz Meagan Rubel, um estudante de doutorado no laboratório de Tishkoff que co-liderou o trabalho. "Mas nos bancos de dados de amostra que estamos usando, a bactéria foi classificada com base em grupos industrializados ou ocidentais, portanto, as pessoas que vivem esses estilos de vida tradicionais podem ter bactérias que nunca vimos antes. "

p A partir dos resultados que eles conseguiram obter, padrões amplos surgiram rapidamente. Notavelmente, as amostras de Botswana diferiram das da Tanzânia. Os microbiomas intestinais das populações da Tanzânia tendem a ter um maior número de micróbios em cada amostra, e os indivíduos tendem a compartilhar perfis microbianos semelhantes. Em Botswana, por outro lado, as amostras tendem a ter menos espécies microbianas em geral, e os microbiomas dos indivíduos tendiam a ser mais diferentes uns dos outros. O último padrão também estava presente nas amostras dos EUA.

p Embora a análise não tenha apontado para uma "arma fumegante" explicando este resultado, os pesquisadores levantam a hipótese de que as razões estão ligadas à riqueza nacional comparativa de Botswana e ao acesso a cuidados médicos.

p “O Botswana tem diamantes e é relativamente rico, "diz Tishkoff." Eles têm um sistema médico gratuito e um sistema educacional gratuito, que é muito diferente da Tanzânia. "

p "Você pode imaginar que dentro do espectro de grupos muito diferentes em países africanos, "diz Rubel, "Existem grupos que estão passando por essas medidas leves de industrialização que podem ser de tudo, desde maior acesso a cuidados clínicos a diferentes tipos de alimentos. O uso de antibióticos é algo que pode realmente mudar o microbioma intestinal, então, as pessoas que têm mais acesso a isso podem estar vendo mudanças marcantes em seu microbioma. "

p Essas mudanças podem ajudar a explicar as semelhanças entre as amostras do Botswana e dos EUA, embora os pesquisadores digam que mais trabalho precisa ser feito para confirmar que é o caso.

p Geral, Contudo, amplas diferenças no microbioma intestinal eram prontamente aparentes entre os EUA e a maioria dos africanos. Na África, a frequência de alguns grupos bacterianos pode diferenciar as populações por etnia e estilo de vida. Por exemplo, as duas populações de caçadores-coletores, o San e o Hadza, possuía padrões diferentes de bactérias intestinais em comparação com grupos pastoralistas ou agropastoris. Além disso, nas populações Maasai e Hadza, dois grupos em que a divisão do trabalho entre homens e mulheres é particularmente extrema, os pesquisadores encontraram diferenças sexuais significativas nos microbiomas que analisaram.

p Para entender mais sobre o que as bactérias no intestino estavam realmente fazendo, os pesquisadores procuraram vias moleculares abundantes nas várias espécies microbianas de uma determinada amostra. Nas amostras dos EUA, eles identificaram caminhos envolvidos na decomposição de poluentes ambientais, como o bisfenol, que inclui bisfenol A, mais conhecido como "o temido BPA em plásticos, "diz Rubel, bem como DDT, o inseticida responsável por desbastar a casca dos ovos das aves que foi proibido nos EUA desde os anos 1970.

p Eles encontraram evidências de vias de degradação de DDT também nas amostras de Botswana, um país que continuou a usar o produto químico para controlar mosquitos responsáveis ​​por doenças transmissíveis, como a malária.

p Os resultados levantam uma série de questões interessantes, sobre o qual os pesquisadores esperam lançar mais luz com análises adicionais e minério de sequenciamento genético e genômico minucioso no futuro. Eles também estão investigando as amostras para ver se a presença de patógenos gastrointestinais pode desempenhar um papel principal na influência da microbiota intestinal das pessoas em áreas onde essas infecções são prevalentes.

p "Nosso trabalho expande uma narrativa crescente, "diz Rubel, "onde as tendências do microbioma parecem acompanhar o nível de industrialização das populações."

p Os cientistas observam que mesmo essas populações africanas remotas não são estáticas em suas práticas de estilo de vida; o desenvolvimento e suas influências no meio ambiente e nos estilos de vida tradicionais podem se manifestar em mudanças nos padrões do microbioma.

p "O que seria ótimo fazer é um estudo longitudinal de alguns desses grupos, "diz Hansen." Nos próximos 20 anos, suas vidas certamente mudarão rapidamente, e seria interessante ver se encontramos uma mudança no microbioma à medida que esses fatores de estilo de vida mudam. "

• Transplante fecal de certos doadores melhor do que outros
• Estudo descreve o metabolismo da microbiota intestinal em bebês pela primeira vez