Os cientistas reconhecem cada vez mais que o microbioma intestinal desempenha um papel importante na saúde geral, incluindo o cérebro. No entanto, os pesquisadores ainda estão trabalhando para determinar exatamente quais bactérias estão envolvidas na doença e como exatamente elas afetam o corpo.
Em particular, uma bactéria Manganês Morganellatem sido associada em vários estudos ao transtorno depressivo maior. No entanto, até recentemente, não estava claro se este micróbio contribui para a depressão, se a depressão altera o microbioma ou se outro factor explica a associação.
Pesquisadores da Harvard Medical School identificaram um mecanismo biológico que confirma que M. morganii pode afetar a saúde do cérebro. Os seus resultados oferecem uma explicação mais clara de como esta bactéria pode afetar a depressão.
Publicado em Arte Jornal da Sociedade Química Americanao estudo aponta uma molécula que causa inflamação e oferece um possível novo alvo para diagnosticar ou tratar alguns casos de depressão. Também fornece uma base para estudar como outros micróbios intestinais podem influenciar a saúde e o comportamento humanos.
“Há uma história que liga o microbioma intestinal à depressão, e este estudo dá mais um passo em frente na verdadeira compreensão dos mecanismos moleculares por detrás desta ligação”, disse o autor sénior John Clardy, Christopher T. Walsh, Ph.D., professor de química biológica e farmacologia molecular no Instituto Blavatnik do HMS.
Como um produto químico ambiental causa inflamação
Os pesquisadores descobriram que um poluente ambiental chamado dietanolamina, ou DEA, às vezes pode substituir o álcool de açúcar na molécula produzida por M. morganii nos intestinos.
Esta molécula alterada se comporta de maneira muito diferente da versão normal. Em vez de permanecer inofensivo, ativa o sistema imunológico, causando a liberação de proteínas inflamatórias conhecidas como citocinas, principalmente a interleucina-6 (IL-6).
Esta cadeia de eventos fornece uma possível explicação de ligação M. morganii à depressão. Sabe-se que a inflamação crônica desempenha um papel em muitas doenças e também está associada ao transtorno depressivo maior.
Pesquisas anteriores apoiam essa conexão. Estudos ligaram a IL-6 à depressão e também ligaram M. morganii com doenças inflamatórias, como diabetes tipo 2 e doença inflamatória intestinal (DII).
Mais pesquisas serão necessárias para determinar se essa molécula alterada causa diretamente a depressão e para entender quantos casos podem ser afetados por esse processo.
Novas oportunidades para diagnóstico e tratamento
DEA é comumente encontrada em produtos industriais, agrícolas e de consumo.
“Sabíamos que micropoluentes poderiam ser incorporados às moléculas de gordura do corpo, mas não sabíamos como isso acontecia ou o que aconteceria a seguir”, disse Clardy. “O metabolismo da DEA em sinalização imunológica foi completamente inesperado”.
Os pesquisadores sugerem que a DEA poderia ser potencialmente usada como biomarcador para ajudar a identificar casos específicos de transtorno depressivo maior.
Suas descobertas também acrescentam peso à ideia de que a depressão, ou pelo menos algumas formas dela, pode envolver o sistema imunológico. Isto levanta a possibilidade de que os tratamentos que visam a resposta imunitária, tais como medicamentos imunomoduladores, possam ser eficazes em alguns pacientes.
De forma mais ampla, o estudo mostra como uma molécula bacteriana pode alterar a função imunológica humana ao ativar a poluição. Esta compreensão pode ajudar os cientistas a investigar como outras bactérias intestinais afetam a imunidade e vários sistemas biológicos.
“Agora que sabemos o que procuramos, acho que podemos começar a olhar para outras bactérias para ver se elas realizam ações químicas semelhantes e começar a encontrar outros exemplos de como os metabólitos podem nos afetar”, disse Clardy.
Pesquisa colaborativa avança a ciência do microbioma
Este avanço foi possível através da combinação da experiência de dois grupos de pesquisa. O laboratório Clardy concentra-se na química de pequenas moléculas produzidas por bactérias, enquanto o laboratório do professor de medicina Ramnik Xavier, Kurt J. Isselbacher do MIT, é especializado em compreender como o microbioma afeta a saúde em nível molecular.
Juntas, esta colaboração avançou a compreensão de como as bactérias intestinais interagem com o sistema imunológico e influenciam as doenças. Seu trabalho recente inclui:
- Demonstrando como uma bactéria (A. muciniphila), a molécula que produz, a via biológica que utiliza e os seus efeitos no corpo estão interligados (protecção contra a inflamação e aumento da sensibilidade à imunoterapia contra o cancro).
- Mostrar que bactérias intestinais R.gnavus cria uma cadeia de moléculas de açúcar que ativa o sistema imunológico, o que pode explicar sua ligação com a doença de Crohn e a DII.
- Abertura que a molécula de gordura na superfície da bactéria “angina”. S.pyogenes pode fazer com que o sistema imunológico libere citocinas inflamatórias – ajudando a explicar complicações imunológicas graves, possíveis ligações com doenças autoimunes como o lúpus e maneiras de melhorar a imunoterapia contra o câncer.
Esta molécula de gordura pertence a um grupo de cardiolipinas conhecidas estimular a liberação de citocinas. Num novo estudo, os investigadores descobriram que quando a DEA é incorporada na molécula produzida M. morganiicomeça a se comportar como a cardiolipina, causando inflamação.
Atribuição, financiamento, divulgação
Sungi Bang e Yern-Herk Shin são coautores. Autores adicionais: Seong-Moo Park, Lei Deng, R. Thomas Williamson e Daniel B. Graham.
O coautor Xavier é membro central do Broad Institute do MIT e Harvard, onde também dirige o Klarman Cell Observatory e o Programa de Imunologia, e co-preside o Programa de Doenças Infecciosas e Microbioma.
Este trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (concessão R01AI172147) e pela Fundação de Caridade Leona M. e Harry B. Helmsley (2023A004123). Os autores também reconhecem o HMS Analytical Chemistry Core, o HMS Biomolecular NMR Center (anteriormente East Quad NMR; NIH OD028526) e o Institute for Chemistry and Cell Biology (ICCB)-Longwood Screening Facility.
