Nova técnica detecta novas cepas de micróbios na microbiota fecal humana após cirurgia de obesidade

Usando uma técnica de bioinformática exclusiva desenvolvida na Universidade do Alabama em Birmingham, Os pesquisadores da UAB detectaram o surgimento de novas cepas de micróbios na microbiota fecal humana após a cirurgia de obesidade. Essas novas cepas surgiram após a ruptura cirúrgica do estômago e do intestino delgado superior. Em contraste, os pesquisadores descobriram que as cepas da microbiota fecal do intestino humano eram semelhantes às encontradas antes da cirurgia, após a cirurgia no cólon, que é a parte inferior do gastrointestinal, ou GI, trato.

Os pesquisadores da UAB estudaram pacientes submetidos a dois tipos de cirurgia de obesidade - bypass gástrico em Y de Roux e gastrectomia vertical. Na gastrectomia vertical, o tamanho do estômago é reduzido. O bypass gástrico em Y-de-Roux também reduz o tamanho do estômago que recebe os alimentos, mas, além disso, cria um desvio cirúrgico do resto do estômago e da primeira parte do intestino delgado.

"Nossos resultados mostram que, quando você muda o trato gastrointestinal superior com cirurgia de obesidade, você também muda o ambiente intestinal, resultando no surgimento de novas cepas de micróbios, "disse Casey Morrow, Ph.D., líder da equipe de pesquisa e professor emérito do Departamento de Célula da UAB, Biologia do Desenvolvimento e Integrativa. "Na competição microbiana por nutrientes e espaço no trato GI, os vencedores são as novas variedades mais competitivas no novo ambiente do trato GI. "

A habilidade da técnica de informática para discriminar entre cepas individuais da mesma espécie avança a análise da microbiota intestinal humana e como a cirurgia pode alterar a comunidade microbiana. A microbiota humana consiste em grande parte de 500 para 1, 000 espécies bacterianas que têm uma influência principalmente benéfica na saúde humana, incluindo a modulação do sistema imunológico e as influências no metabolismo do hospedeiro e no desenvolvimento do órgão. Estudos anteriores da microbiota foram capazes de determinar mudanças na abundância relativa de várias espécies após a cirurgia de obesidade, mas eles não podiam discernir se isso poderia ser devido à substituição de uma linhagem de uma espécie particular por outra linhagem da mesma espécie.

Em 2017, os pesquisadores da UAB usaram sua técnica - chamada de variante de nucleotídeo único de similaridade baseada em janela, ou WSS - para mostrar a primeira demonstração direta de que micróbios de doadores fecais permaneceram em recipientes por meses ou anos após os transplantes fecais para tratar pacientes com infecções recorrentes por Clostridium difficile.

Para o relatório publicado no Human Microbiome Journal em dezembro, Morrow e colegas analisaram amostras fecais retiradas de pacientes antes e um a dois anos após a cirurgia de obesidade. O estudo incluiu 18 pacientes submetidos a bypass gástrico em Y de Roux e seis pacientes submetidos a gastrectomia vertical.

Quando as amostras pré e pós-fecais para os dois grupos de pacientes submetidos à cirurgia de obesidade foram comparadas, apenas 65 por cento das pontuações de Roux-en-Y WSS e 75 por cento das pontuações de WSS de gastrectomia vertical estavam acima do limite de corte que identifica os pares relacionados. Isso significava que, para 35 por cento dos pares de microbiota Roux-en-Y e 25 por cento dos pares de gastrectomia vertical, ocorreram mudanças de uma cepa microbiana de uma espécie bacteriana para outra cepa, e, em alguns casos, essas mudanças na comunidade microbiana persistiram um a dois anos após as operações. Múltiplas mudanças nas cepas de micróbios de várias espécies bacterianas foram identificadas na maioria, mas nem todos, dos pacientes submetidos à cirurgia de obesidade.

Em contraste, para cinco pacientes cirúrgicos que perderam segmentos do cólon sigmóide, que está perto do final do trato GI, 97 por cento das pontuações WSS comparando amostras pré e pós-cirurgia estavam acima do ponto de corte, indicando cepas estáveis ​​ao longo do tempo, apesar das operações. Três desses pacientes apresentaram uma única nova cepa de micróbio em uma determinada espécie bacteriana. Os outros dois não apresentavam cepas novas. Esses 97% são semelhantes à estabilidade da microbiota intestinal observada ao longo de um ou dois anos em pessoas que não foram operadas.

"Nosso estudo descreve, pela primeira vez, o surgimento de novas cepas de micróbios na comunidade fecal após alteração do trato gastrointestinal superior, "Morrow disse." Muito provavelmente, as origens das novas cepas na comunidade fecal são as comunidades de micróbios associados aos tecidos do intestino delgado. Como a cirurgia resultou em uma alteração fisiológica permanente, as novas cepas de micróbios refletem a resposta a essas mudanças ambientais no trato gastrointestinal. "

"Em uma implicação mais ampla, "Morrow disse, "a constatação de que os humanos podem abrigar várias cepas dos mesmos micróbios nos fornece uma nova apreciação da complexidade da comunidade de micróbios GI humanos. Isso reforça a importância de nossos estudos em andamento para examinar o impacto de outros tratamentos que interrompem o microbioma, como antibióticos e quimioterapia contra o câncer, têm na estrutura da comunidade de micróbios do trato GI. "

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