Os cientistas descobriram uma forma surpreendente de interação das bactérias intestinais com o corpo humano. Certos micróbios que vivem no sistema digestivo podem enviar proteínas diretamente para as células humanas, influenciando ativamente o comportamento do sistema imunológico. Uma pesquisa liderada por Helmholtz Munique com a participação da Universidade Ludwig Maximilian (LMU), da Universidade de Aix-Marseille, do Inserm e de outros colaboradores internacionais revela uma forma de comunicação até então desconhecida entre bactérias e células humanas. A descoberta oferece novos insights sobre como o microbioma intestinal afeta a saúde e pode ajudar a explicar o seu papel em doenças como a doença de Crohn.
Durante anos, os pesquisadores associaram o microbioma intestinal a distúrbios imunológicos, metabólicos e inflamatórios. No entanto, muitas destas evidências foram baseadas na correlação, e os processos biológicos por trás destas relações permanecem obscuros.
“Nosso objetivo era caracterizar melhor alguns dos processos subjacentes de como as bactérias intestinais influenciam a biologia humana”, diz Veronica Young, primeira autora do estudo junto com Bushra Doha. “Ao mapear sistematicamente as interações diretas proteína-proteína entre células bacterianas e humanas, podemos sugerir os mecanismos moleculares subjacentes a essas associações”.
Sistemas de injeção ocultos em bactérias intestinais “amigáveis”
A equipe descobriu que muitas bactérias intestinais comuns e seguras carregam sistemas de secreção do tipo III. Estas são estruturas minúsculas semelhantes a seringas que permitem às bactérias injetar suas próprias proteínas diretamente nas células humanas. Anteriormente, os cientistas acreditavam que esses sistemas eram limitados por bactérias patogênicas como a salmonela.
“Isto muda fundamentalmente a forma como olhamos para as bactérias comensais”, diz o professor Pascal Falter-Braun, diretor do Instituto Helmholtz de Biologia de Rede em Munique e autor correspondente do estudo. “Isso mostra que essas bactérias não patogênicas não são apenas residentes passivos, mas podem manipular ativamente as células humanas, introduzindo suas proteínas em nossas células”.
Retratando como as bactérias intestinais afetam as células humanas
Para saber o que acontece depois que essas proteínas entram nas células humanas, os pesquisadores mapearam mais de mil interações entre proteínas efetoras bacterianas e proteínas humanas. Esta grande rede revelou que as proteínas bacterianas têm como alvo vias envolvidas na regulação imunológica e no metabolismo.
Experimentos subsequentes confirmaram que essas proteínas podem influenciar os principais sistemas de sinalização imunológica, incluindo respostas de NF-κB e citocinas. As citocinas são moléculas sinalizadoras que ajudam a coordenar a atividade imunológica e prevenir respostas excessivas que podem levar a doenças autoimunes. Por exemplo, o bloqueio do fator de necrose tumoral citocina (TNF) é um tratamento comum para a doença de Crohn, uma doença autoimune que afeta os intestinos.
Possível ligação com a doença de Crohn
Os investigadores também descobriram que os genes responsáveis por estas proteínas efetoras bacterianas são mais comuns nos microbiomas intestinais de pessoas com doença de Crohn. Esta descoberta sugere que a transferência direta de uma proteína das bactérias para as células humanas pode contribuir para a inflamação intestinal a longo prazo. Também fornece uma possível explicação para observações anteriores que ligavam as alterações do microbioma às doenças.
Repensando a interação entre o microbioma e o sistema imunológico
Ao descobrir este nível de interação até então desconhecido entre as bactérias intestinais e o sistema imunitário, a investigação está a ir além das simples associações para compreender a causa e o efeito. Também levanta novas questões sobre a origem destes sistemas de injeção, incluindo se evoluíram primeiro para apoiar a coexistência com o hospedeiro ou se foram posteriormente adaptados por bactérias nocivas.
A pesquisa futura se concentrará em como proteínas bacterianas específicas interagem com células humanas em diferentes tecidos e doenças. Esses insights poderiam eventualmente levar a abordagens mais direcionadas para prevenção e tratamento de doenças.
