Cientistas demonstram a evolução de bactérias no intestino de mamíferos a longo prazo
DATA
10/10/2022 10:24:53
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Jornal Médico
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Cientistas demonstram a evolução de bactérias no intestino de mamíferos a longo prazo

Cientistas acabam de revelar como as bactérias invasoras evoluem no intestino dos mamíferos a longo prazo. “Este é o primeiro estudo a avaliar a evolução das bactérias num organismo vivo, com uma microbiota saudável e livre de antibióticos num período superior a um ano, o equivalente a seis milhares de gerações de micróbios”, afirma Isabel Gordo, investigadora principal do grupo de Biologia Evolutiva do Instituto Gulbenkian de Ciência que liderou o estudo. O artigo, publicado na prestigiosa revista Nature Communications, deslinda dados importantes que poderão ser usados para antecipar e evitar a colonização por bactérias patogénicas ou a resistência a antibióticos.

À semelhança do corpo humano, os micróbios naturais do organismo, por comporem uma grande parte das células do organismo, também sofrem alterações ao longo da vida.  Mas em comparação com as células que compõem os nossos tecidos e órgãos, estes micróbios multiplicam-se de forma muito rápida, o que faz com que mutações surjam com mais frequência. Estes erros impulsionam a evolução dos microrganismos e ditam, entre outras coisas, a probabilidade de estes causarem doença.

A maioria dos estudos relativos à evolução das bactérias é realizada fora de organismos vivos ou em modelos animais tratados com antibiótico, o que não mimetiza um ambiente natural e saudável. Allém disso, são muito poucos aqueles que avaliam a evolução destes micróbios por mais de um mês. Por isso, a forma como as bactérias evoluem a longo prazo quando colonizam um hospedeiro saudável é ainda uma questão em aberto.

Investigadores do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) estudaram a evolução de uma variante invasora da bactéria Escherichia coli ao longo de mais de seis mil gerações no intestino de ratinhos. Durante mais de um ano, isolaram a bactéria das fezes dos ratinhos para avaliar as alterações no seu material genético. No final, os investigadores mostraram que quando uma nova bactéria coloniza o intestino de um mamífero, esta evolui de duas formas: 1) através da geração de uma vasta gama de mutações metabólicas, que alteram a sua capacidade de consumir nutrientes, ou 2) através da integração de material genético de outros microrganismos.

No decorrer do estudo, foram surgindo versões da bactéria E. coli genética e funcionalmente distintas e que, por isso, conseguem adaptar-se a nichos ambientais diferentes. Estas versões da mesma bactéria coexistem no intestino do hospedeiro por milhares de gerações. Esta coexistência, porém, pode dar lugar à fixação preferencial de bactérias com caraterísticas específicas, particularmente se estas apresentarem mutações que são benéficas. Isto aconteceu em todos os ratinhos cujo intestino continha, a priori, uma variante residente da E. coli. A competição entre as variantes residente e invasora fez com que ambas evoluíssem, sendo que a invasora adquiriu material genético proveniente da residente, através da ação de bacteriófagos (vírus que infetam bactérias).

Quando integram o material genético do vírus de forma estável, as bactérias tornam-se mais aptas a sobreviver no intestino. No entanto, se o vírus se multiplicar, estas acabam por morrer. O que os investigadores mostraram foi que, curiosamente, 5 a 16 meses depois de colonizar o intestino do hospedeiro, a E. coli invasora morre menos porque inibe a multiplicação do vírus. Ou seja, as bactérias evoluíram de modo a “domesticar” os vírus bacterianos, mantendo os benefícios que estes lhes trazem, mas vendo-se livres dos custos associados. 

“Foi realmente emocionante descobrir que as bactérias usam tantos processos distintos para evoluir no intestino”, afirma Nelson Frazão, investigador pós-doutorado no IGC e primeiro autor do artigo. Este trabalho abre caminho para conseguirmos prever a evolução das bactérias no nosso corpo. “Ao percebermos como as bactérias evoluem a longo prazo, poderemos vir a antecipar ou até evitar a resistência a antibióticos ou a colonização do nosso intestino por bactérias patogénicas que impedem o sucesso de alguns tratamentos e podem conduzir à morte”, conclui o investigador.

Estudo original: Nelson Frazão, Anke Konrad, Massimo Amicone, Elsa Seixas, Daniela Güleresi, Michael Lässig e Isabel Gordo (2022). 

 

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