A capa da revista
.
Então um dia você chega no lab e se depara com a seguinte cena:
Sim… você encontra uma capa de revista no quadro de avisos. Você faz o que? Vai olhar pra ver o que é, claro!
Então você olha de perto, abre a folha, olha a contra capa… E o que você descobre?
NADA!
Era só a capa da revista. Não tinha índice, não tinha nada que indicasse o motivo dela estar ali. Fui então perguntar para o pessoal do lab o que era aquilo: ninguém sabia…
Resolvi tirar a minha dúvida (e a de todo mundo que estava no laboratório naquela hora) e perguntei ao professor. Descoberto o motivo, escrevi um bilhetinho para avisar os desavisados. Ficou curioso? Olha o bilhetinho que eu!!!
Pessoal, este é o volume da revista na qual o artigo da Fabs foi publicado. Aí você deve estar se perguntando: por que colocar a capa da revista e não a primeira página do artigo? A resposta é simples: tá vendo estas fotos na capa? Então, são do artigo da Fabs! Legal, né!?
(E não, bilhetes de laboratório não precisam ser chatos e formais)
É claro que eu também não deixaria de comentar o que são as fotos. Dá só uma olhadinha…
As imagens são de microscopia eletrônica do intestino delgado de camundongos “germ-free” que:
A) foram desafiados com Salmonella. Repare como a bactéria está dispersa pela mucosa.
C) os animais foram tratados com um probiótico (Saccharomyces boulardii) comercial e desafiados com Samonella.Reparem que a bactéria tende a se ligar na levedeura ao invés de se ligar no intestino dos camundongos.
B) aqui, utilizamos uma linhagem da levedura S. cerevisiae isolada da produção de cachaça como probiótico. Os resultados com essa levedura foram semelhantes aos apresentados pelo probiótico comercial.
A ideia é conseguir no futuro transformar essa levedura em produto para que possamos ter aqui no Brasil um produto nacional tão eficiente quando o outro que já está estabelecido comercialmente, e que tenha um custo significativamente mais baixo!
Se sujar faz bem?
A imunologia e a microbiologia são duas disciplinas que andam de mãos dadas. No início da década de 1990 começou-se a falar na “Hipótese da Higiene” (HH), que embasada por dados epidemiológicos indicava uma maior prevalência de doenças auto-imunes e inflamatórias nos países mais desenvolvidos, onde as taxas de sanitização são melhores… – a mesma relação estabelecida entre países desenvolvidos e subdesenvolvidos pode ser observada quando consideramos áreas urbanizadas e rurais, e o motivo é o mesmo: na área rural o cuidado com a higiene costuma ser menor.
Então quer dizer que quanto mais anti-higiênico nós formos, melhor?
O Cascão está certo!?
Bem, não é bem assim… Porém, a importância de se entrar em contato com microrganismos desde a tenra idade (o que é uma das ideias centrais da HH) ganhou força com um estudo publicado na Science do dia 27 de abril de 2012.
Considerado como um “dos estudos sobre mecanismos mais rigorosos da área como há muito tempo não se via“, pelo microbiologista Sarkis Mazmanian, o paper consiste na comparação da susceptibilidade de camundongos isentos de germes (germ-free, GF) e livres de patógenos específicos (specific pathogen free, SPF) a duas doenças de caráter imunológico: colite e asma.
Os resultados mostraram uma maior susceptibilidade dos GF a essas doenças. Essa comparação não é completa e poderíamos pensar: mas será que se reestabelecermos a microbiota nesses animais GF conseguíamos reduzir o quadro citado anteriormente?
E foi isso que os autores fizeram, e de duas formas diferentes.
Na primeira, eles colonizaram GF recém-nascidos, e observaram redução no desenvolvimento das doenças (semelhante aos SPF). Na segunda forma de colonização, GF adultos foram colonizados e os animais continuaram a desenvolver as doenças com o mesmo perfil dos animais GF.
EXPLICAÇÃO IMUNOLÓGICA
Essas diferenças estão relacionadas a um tipo específico de células (invariant natural killer T cell, iNKT) que está aumentada no intestino e nos pulmões dos animais GF – e diminuída nos SPF e nos GF-colonizados precocemente; porém permanecem em quantidades elevadas mesmo quando os GF já adultos são colonizados. Os pesquisadores mostram, ainda, que o aumento dessas células está relacionado a um aumento na quimiocina pró-inflamatória CXCL16 (promove o acúmulo de células iNKT), que tem sua expressão aumentada na ausência da microbiota! O que exatamente leva a essa regulação ainda não é conhecido, podem ser microrganismos específicos ou moléculas produzidas por eles. E esse deverá ser o alvo dos próximos estudos: descobrir quais microrganismos seriam essenciais para uma correta maturação do sistema imunológico.
Resumindo…
Mas então isso significa que temos que deixar nossa higiene de lado? Não… dentre as principais causas de mortalidade infantil está a diarreia, que pode ser causada por muitas bactérias, dentre elas o Vibrio cholerae, a Shigella e a Salmonella (que também pode causar a febre tifoide). A transmissão desses patógenos é muito mais fácil em ambientes com baixa sanitização, e o que vemos é um elevado numero de mortes por esses patógenos nos países subdesenvolvidos.
E como fica a HH? Na verdade, aqui falamos da importância da aquisição de uma microbiota saudável… Essa aquisição ocorre a partir da hora do parto, e por meio do contato com os cuidadores (a mãe, por exemplo). Nos países desenvolvidos, porém, o excesso de higiene poderia estar provocando uma diminuição da diversidade dos microrganismos que são adquiridos pelo neonato e, como já foi dito, a presença de microrganismos específicos poderia estar relacionada à correta maturação do sistema imunológico.
Com a elucidação do microbioma humano estamos descobrindo nos grupos de bactéria que nem imaginávamos fazer parte desse ecossistema. Assim, não é de se estranhar, também que funções desconhecidas de microrganismos conhecidos ainda estejam por serem elucidadas.
A meu ver, a grande questão não é que se sujar faz bem (pode ser até perigoso), mas que o *excesso* de higiene pode fazer mal!
;
Torsten Olszak, Dingding An, Sebastian Zeissig, Miguel Pinilla Vera, Julia Richter, Andre Franke, Jonathan N. Glickman, Reiner Siebert, Rebecca M. Baron, Dennis L. Kasper, & Richard S. Blumberg (2012). Microbial Exposure During Early Life Has Persistent Effects on Natural Killer T Cell Function Science, 336 (6080), 489-493 DOI: 10.1126/science.1219328
Aspectos privados da microbiologia
Após intimação sugestão feita pelo Luiz Bento, finalmente sai o post sobre o artigo publicado pela PLoS One no dia 23/11 sobre aquele lugarzinho que a gente só gosta de ir na casa da gente… O Breno, do “Discutindo Ecologia”, passou na frente, e fez um post sobre esse artigo, mas eu tenho algumas coisinhas para acrescentar.
Ao contrário do banheiro do Breno, o meu é limpinho!
Estamos, atualmente, numa corrida para conhecer o nosso próprio microbioma (o conjunto das bactérias que habitam o nosso corpo)… Imagine então, se mal conhecemos as bactérias que moram no nosso próprio corpo, o que pensar sobre as bactérias que habitam os lugares por vivemos e (por que não?) fazemos nossas necessidades?
O que esses pesquisadores fizeram, então, foi utilizar de métodos de biologia molecular para conseguirem descobrir a diversidade das bactérias que habitam as diferentes superfícies de um banheiro – na verdade, de doze (Fig 1)! O uso de técnicas modernas no estudo da microbiota vem para suprir uma grande lacuna deixada pelos “métodos dependentes de cultura” – isso porque muitas bactérias dependem de condições muito específicas que não permitem que sejam cultivadas artificialmente em meio de cultura. Assim, as técnicas de biologia molecular utilizam o material genético dessas bactérias e, consequentemente, podemos identificar mesmo as bactérias que não conseguimos cultivar!
Fig 1. Superfícies examinadas pelos pesquisadores para a análise biogeográfica das bactérias dos banheiros. Foram analisadas 10 diferentes superfícies de 12 banheiros públicos – 6 femininos e 6 masculinos.
Pois bem, curiosamente – ou não – o resultado apresentado não é tão surpreendente, porém isso não diminui o mérito do trabalho. Vamos entender o porquê disso agora.
Das sequências obtidas, 92% pertencem a 4 filos bacterianos: Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes e Proteobacteria. Se vocês derem uma olhadinha aqui e aqui vocês verão que esses são os grupos bacterianos que habitam nosso corpo. Esses dados suportam outros estudos que mostram que ambientes fechados são comumente habitados por bactérias componentes da microbiota humana.
Por comparação, as diferentes comunidades bacterianas de cada superfície podem ser agrupadas em 3 grandes categorias de similaridade (Fig 2).
Fig 2. Relação entre as diferentes comunidades bacterianas associadas a diferentes superfícies de banheiros públicos. Cada ponto representa uma amostra.
Vamos observar, agora, com um pouco mais de detalhes a composição das diferentes comunidades bacterianas analisadas (Fig 3):
Fig 3. Relação de contribuição média de diferentes fontes de microrganismos para as diferentes comunidades bacterianas. Veja que em todas as superfícies foram encontrados micro-organismos provenientes de diferentes as fontes. Ressalto aqui as seguintes fontes: intestino (Gut – em marrom) e Urina (Urine – em amarelo)
– As comunidades do chão compreendem a maior diversidade (mas não necessariamente o maior número) de bactérias. Isso ocorre, pois parte dessas bactérias são provenientes dos sapatos dos usuários da “casinha” que, por sua vez, caminham por diversos outros locais e acabam carreando e distribuindo essas bactérias por onde andam.
– Bactérias que habitam a pele humana (Propionibacteriaceae, Corynebacteriaceae, Staphylococcaceae e Streptococcaceae) foram encontradas em maior proporção naquelas superfícies que são rotineiramente e exclusivamente tocadas pelas mãos [e dificilmente tocadas por outras partes do corpo ou fluidos - pelo menos é o que a gente prefere imaginar]*
– As superfícies da cabine (descarga e assento da privada) por sua vez foram caracterizadas por bactérias tipicamente do intestino humano. Prestou atenção – se não, leia de novo! Acho que esse é um resultado que merece um pouco mais de atenção pois mostra que há contaminação fecal nessas superfícies. E a preocupação reside no fato de que entre essas bactérias intestinais pode haver bactérias enteropatogênicas – ou seja: há risco de transmissão de doença (não que pelas outras superfícies não haja esse risco, mas aqui essa questão se torna bem mais evidente). A presença dessas bactérias pode ser explicada tanto por contado direto das mãos contaminadas, quanto pelo aerosol formado quando a descarga é acionada.
Um dado muito curioso é que em algumas das descargas foram encontradas bactérias tipicamente encontradas no chão, ou seja, parece que tem gente que está dando descarga com o pé! [você pode observar isso na figura 2: na área delimitada em amarelo, ou seja, as comunidades de chão (triângulo), existem três pontos de comunidades isoladas em superfícies de cabine (asteriscos)].
Uma diferença, também bastante lógica, que foi identificada é que a presença de lactobacilos foi notavelmente maior nos banheiros femininos – afinal esse grupo de micro-organismos compreende a microbiota vaginal. Esses micróbios foram encontrados inclusive em maçanetas o que sugere dispersão manual pelas mulheres após o uso do toalete.
Fiquei um bom tempo analisando o gráfico (Fig 3) tentando achar uma explicação para a diferença da contribuição das bactérias da urina nos diferentes ambientes do banheiro, principalmente nas superfícies da cabine: assento do vaso (toilet seat), descarga (toilet flush handle) e chão da cabine (toilet floor). Pensem em como os homens fazem seu xixi que vocês entenderão porquê é estranho não haver grande contribuição de bactérias de urina no chão. Pensou? Então, poderíamos pensar que talvez o chão seja um lugar que seja limpo com maior frequência, e isso fosse responsável por essa diferença – tem lógica, mas não temos dados para afirmar isso. Mas parte da explicação pode estar relacionado ao que foi falado no parágrafo anterior (sobre microbiota vaginal). A grande questão aqui é que não falamos que um homem tenha uma microbiota peniana – como o pênis é um órgão externo, sua microbiota é semelhante a microbiota da pele, e consideramos a ureta como um órgão praticamente estéril. Assim, a identificação de bactérias de urina em praticamente todas as superfície do banheiro deve estar relacionada à forma de higienização das mulheres após o uso do banheiro!
Como disse anteriormente, tirando os pontos que ressaltei acima, os resultados de fato não surpreendem. E antes de finalizar o post, tenho que ressalter que o que o artigo e, por consequência, esse post, pretendem não é levar um quadro de pânico para a população, mas mostrar existem padrões reais de transmissão bacteriana nesses ambiente e, principalmente, como eles ocorrem. Dessa forma, não tem como não citar a importância da higiene para reduzir os possíveis riscos do quadro apresentado – uma medida extremamente simples e que pode ajudar muito, esteja você usando o seu banheiro, um banheiro público, ou mesmo o da casa do Pedrinho: lavar as mãos!
Para finalizar, quero sugerir a leitura de dois outros, ambos aqui no SbBr. O primeiro, no Rainha Vermelha, onde o Atila comenta sobre a utilidade dos sabonetes bactericidas (clique AQUI). O segundo, no Ecce Medicus, em que o Karl comenta sobre como as práticas decorrentes da epidemia da gripe-A H1N1 alteraram o quadro de infecções de corrente sanguínea em uma UTI (veja AQUI).
*O crédito dessa piadinha vai para os próprios autores do artigo – eu tive que reproduzí-la aqui! No paper vemos outras parecidas – é a primeira vez que leio um paper cujos autores explicitam seu senso de humor no texto!
Referência
Flores GE, Bates ST, Knights D, Lauber CL, Stombaugh J, Knight R, & Fierer N (2011). Microbial biogeography of public restroom surfaces. PloS one, 6 (11) PMID: 22132229
SUPERORGANISMO: acredite, você é! – 3 de 3
PARTE 3
Microrganismos patogênicos, isso existe mesmo?
Leia a parte 1 AQUI.
Leia a parte 2 AQUI.
Terminei o tópico anterior comentando sobre a tolerância do sistema imune à microbiota e sua intolerância a patógenos e levantando a questão: O que poderíamos definir como sendo um microrganismo patogênico?
Recentemente surgiu uma tendência em classificar um patógeno não apenas baseado em suas estruturas, mas também em relação a seu comportamento, afinal muitas das estruturas apresentadas pelos ditos patógenos também são encontradas nas bactérias ditas comensais/mutualísticas. Assim, podemos dizer que, teoricamente, qualquer microrganismo pode, em determinado momento, apresentar um comportamento patogênico. Dessa forma, passamos a ver que um microrganismo patogênico não é patogênico per see, e que a patogenicidade é determinada pela interação com o hospedeiro (Fig.1).
Fig. 1 – Mostramos aqui um modelo contínuo que questiona os modelos duais estabelecidos baseados no próprio X não-próprio ou patológico X fisiológico. Aqui se fala em um continuum de respostas que são geradas de acordo com a interação entre o microrganismo e seu hospedeiro – ou seja, um microrganismo de comportamento tido como mutualístico, em um determinada condição pode tornar-se patogênico – e o oposto também é verdadeiro. Neste modelo, a resposta inflamatória desencadeada numa condição patológica passa a ser vista também como algo benéfico, pois atua com a finalidade de manter a homeostase.
Podemos citar como “padrões de patogênese” (em inglês, POP): a capacidade de crescimento no hospedeiro após a invasão do hospedeiro, a capacidade do patógeno em invadir a célula do hospedeiro e alteração da função normal do citoesqueleto da célula do hospedeiro
Assim, juntando o conceito de POP, com os conceitos de padrões moleculares de patógenos e os receptores capazes de reconhecê-los – que foram introduzidos no primeiro post – podemos, por exemplo, traçar uma explicação para a presença de receptores TLR-5 apenas nas membranas basolaterais das células epiteliais intestinais (Fig.2).
Fig. 2 – Os receptores TLR-5 (em verde) são capazes de reconhecer a flagelina – proteína constituinte dos flagelos bacterianos – e assim desencadear uma série de respostas que levam a ativação do sistema imune. Observe em que tanto bactérias simbiônticas (brancas) como as bactérias patogênicas (vermelhas) podem apresentar flagelo e, portanto, flagelina. Na condição (A) temos que os TLR-5 estão presentes no ápice das células epiteliais intestinais. Em (B) retratamos uma condição mais próxima à real, onde esses receptores estão localizados na membrana baso-lateral das células do epitélio intestinal. Observe que, nesse desenho temo uma bactéria que foi capaz de atravessar a camada epitelial, chegando ao tecido conjuntivo. Essa localização permite que as bactérias simbiônticas não desencadeiem uma resposta imune, e que apenas bacterias que apresentem um comportamento invasivo/patogênico sejam reconhecidas.
Temos assim, que o sistema imune nos protege contra a invasão microbiana. Mas há imprecisão em afirmamos que ele nos protege de patógenos.
Ficou confuso?
A partir do momento que consideramos a capacidade de membros da própria microbiota como capazes de apresentarem um “mau-comportamento”, podemos dizer que eles violam a contenção estabelecida – ou seja, há uma quebra na homeostase e esse microrganismo deve ser eliminado. É importante ressaltar que a contenção microbiana é feita via um quadro de inflamação fisiológica que apresenta características distintas da imunidade pró-inflamatória desencadeada contra “patógenos”. Assim, seja patógeno ou não, o microrganismo invasor deve ser contido!
CONCLUINDO…
A proposta do superorganismo engloba a associação do hospedeiro à sua microbiota. Assim surge uma nova perspectiva do conceito do que é “próprio” ao organismo e do corportamento da microbiota. A homeostase deve ser mantida – e isso é feito com a ajuda do sistema imune – que mais do que proteger contra patógenos, tem como função manter a microbiota no seu nicho e reestabelecer o equilibro quando ele é rompido.
REFERÊNCIA
Eberl, G. (2010). A new vision of immunity: homeostasis of the superorganism Mucosal Immunology, 3 (5), 450-460 DOI: 10.1038/mi.2010.20
SUPERORGANISMO: acredite, você é! – 2 de 3
PARTE 2
O superorganismo…
E um pouquinho de conceituação também é importante
Leia a primeira parte. Clique AQUI.
Em um dos primeiros posts do blog, “100 trilhões ‘delas’ em nós”, levantei a questão da adequação dos termos comensalismo e mutualismo na relação estabelecida entre a microbiota e seu hospedeiro. Tenho hoje um visão melhor sobre essas relações e, antes de prosseguirmos para a discussão sobre o superorganismo, é importante termos alguns conceitos bem estabelecidos.
Vamos denominar como SIMBIOSE a relação entre o hospedeiro e seus micróbios. Esse termo é amplo e indica uma inter-relação entre dois organismos – mostra-se como o mais adequado, pois abrange em si outras formas mais específicas de interação como:
- MUTUALISMO: ocorre quando ambas as espécies são beneficiadas.
- COMENSALISMO: uma das espécies é beneficiada, mas não há prejuízo para a outra.
- PARASITISMO: um dos organismos (o parasita) se beneficia causando danos ao hospedeiro.
Considerando a microbiota e a relação de simbiose estabelecida com o hospedeiro, temos que há benefícios para ambas as partes envolvidas. Aos microrganismos é fornecido um ambiente regularmente abastecido com grande disponibilidade de alimento. Ao hospedeiro há complementação de vias metabólicas digestivas, degradação de xenobióticos, homeostase do epitélio intestinal e efeito barreira contra patógenos. A função da microbiota, portanto, vai muito além da contribuição nutricional. Quando consideramos os animais isentos de germes (germfree) observamos que o sistema imune desses animais é subdesenvolvido – e estudos tem demonstrado cada vez mais o papel que a microbiota desempenha no desenvolvimento e na maturação do sistema imune.
É neste ponto que introduzimos o conceito de SUPERORGANISMO.
Consideramos como organismo um sistema vivo autônomo dotado de metabolismo e potencial reprodutivo. Um superorganismo possui um nível maior de complexidade e consiste de mais de um organismo – uma coleção de agentes que podem atuar em conjunto produzindo um fenômeno governado pelo coletivo. No nosso caso ele é composto do hospedeiro e sua microbiota simbionte, mas as sociedades de formigas, cupins e abelhas também se encaixam nesse conceito.
Fig.1 – Observe que o superorganismo envolve não só o fato de viver em conjunto e estabelecer uma situação de equilíbrio, mas envolve um aumento do fitness evolutivo – e isso se deve ao fato da complementação dos metabolomas (todos os processos metabólicos) do hospedeiro e dos micro-organismos.
Podemos nos propor uma pergunta muito pertinente: “O que permite ao organismo aceitar uma quantidade gigantesca de microrganismo (microbiota) e rejeitar outros (“patógenos”)?
Quando no útero somos estéreis e nossa colonização por bactérias inicia-se tão logo ocorre o parto. Nosso sistema imune, porém, ainda é imaturo, e assim, durante seu período de maturação ele entra em contato com essa microbiota e aprende a tolerá-la. Após estabelecidos (tanto a microbiota quanto o sistema imune), a chegada de um microrganismo novo e com capacidade de invasão é visto pelo sistema imune como algo estranho e que deve ser combatido e eliminado.
Fig. 2 – O esquema mostra o modelo dualístico moderno, como apresentado no texto, ou seja, o sistema imune reage primariamente a situações de perigo. Ele é capaz de tolerar/ignorar o próprio – e aqui essa noção de próprio inclui tanto as células do próprio hospedeiro em condições normais como a microbiota simbionte (mutualística/comensal). Por outro lado, os sinais de perigo envolvem alterações nas células do hospedeiro (células mortas/cancerosas, por exemplo) e microrganimos “patogênicos”.
Mas quem são, realmente, esses microrganismos patogênicos? Ah… isso a gente discute no próximo post!
Clique aqui para ler a parte 3.
REFERÊNCIA
Eberl, G. (2010). A new vision of immunity: homeostasis of the superorganism Mucosal Immunology, 3 (5), 450-460 DOI: 10.1038/mi.2010.20
SUPERORGANISMO: acredite, você é! – 1 de 3
PARTE 1
Microrganismos… esses seres incompreendidos
No século XIX, dois famosos cientistas – Robert Koch e Louis Pasteur – demonstraram formalmente que microrganismos eram causadores de muitas doenças. Essa proposição ficou conhecida como “Teoria do Germe da Doença”. Não que essa noção nunca houvesse aflorado anteriormente – muito pelo contrário, há relatos tão antigos quanto 36 a.C., quando Marcus Terentius Varro escreveu: “certas criaturas diminutas, que não podem ser vistas por nossos olhos e que flutuam no ar e entram no corpo pela boca e nariz, e então causam sérias doenças”. Essa concepção sofreu um grande abalo no século XX, quando Metchnikoff demonstrou que microrganismos também poderiam atuar como agentes benéficos e promotores de saúde. Estava, ali, lançada a base para o que hoje chamamos de probióticos.
No final da década de 1990 a descoberta dos Receptores de Reconhecimento de Padrão (PRRs) foi um grande marco para a imunologia inata. Os PRRs reconhecem os chamados Padrões Moleculares Associados a Microrganismos (MAMPs), que são moléculas não muito específicas de estruturas comuns a diversos tipos de microrganimos (como a flagelina do flagelo ou os lipopolissacarídeos – LPS – da parede celular). Como a ativação dos PRRs leva a um desencadeamento de uma resposta que busca detectar e destruir esses micróbios, costumamos chamar os MAMPs de PAMPs – Padrões Moleculares Associados a Patógenos.
Hoje sabemos que somos colonizados por microrganismos – que denominamos microbiota indígena. É muito claro que esses microrganismos estão presentes formando comunidades heterogêneas e em superfícies corporais bastantes específicas. Essa colonização ocorre basicamente na pele, superfícies mucosas (boca, vagina, olhos) e no trato gastrintestinal. Muito curioso e muito lógico é o fato de que existem grupos principais (filos) que habitam nosso corpo, e eles são 4: os bacteroidetes, os firmicutes, as actinobacterias e as proteobacterias. Quando analisamos a composição dessa microbiota em relação às espécies presentes e comparamos entre diferentes indivíduos, vemos que há uma grande variação – e isso depende de vários fatores e nos permite observar que, por exemplo, membros de uma mesma família possuem uma microbiota mais homogênea do que indivíduos não relacionados.
Fig. 1 – Esquema da distribuição sítio-específica dos filos bacterianos em um ser humano saudável. A área de cada setor do gráfico está relacionada ao número de diferentes espécies bactérias do filo no determinado sítio do hospedeiro.
Quando comparamos, porém, a nossa microbiota e a microbiota de ambientes naturais, como solo ou ambientes aquáticos, observamos um padrão de distribuição de filotipos completamente diferente.
Fig. 2 – A árvore da foto da esquerda mostra um padrão que seria observado em um dendograma da microbiota ambiental; observe como se mostra com várias ramificações principais (filos) que se ramificam novamente em diferentes pontos (espécies), criando uma árvore com ramificação bastante complexa. Por outro lado, a diversidade da microbiota associada aos vertebrados (foto da árvore da direita) exibe um padrão mais restrito de ramificações principais (filos), exibindo, porém, grande número de ramificações secundária (espécies).
Fig. 3 – Relação filogenética entre as espécies de bacterias da microbiota de humanos. Compare o padrão dessa imagem, com o apresentado na figura anterior.
É importante ressaltar a similaridade do padrão de distribuição dos filos bacterianos em humanos (fig. 3) com o de outros mamíferos como roedores, gado e suínos – considerando, ainda que são distintos a nível de família e gêneros. Considerado o exposto, não é de se espantar o contrate existente entre a diversidade reduzida considerando-se os filos e a grande diversidade quando falamos de família ou gênero da microbiota dos diferentes mamíferos, quando levamos em conta a longa trajetória co-evolutiva estabelecida entre cada grupo animal e suas bactérias.
Considerando tudo o que foi exposto até agora podemos traçar um linha clara entre duas classes de microrganismos: os patógenos que são capazes de induzir uma resposta imune que tende a levar a sua eliminação pelo hospedeiro; e os microrganismos inócuos (microbiota) que tendem a colonizar o corpo, com efeitos benéficos, dentre eles as respostas anti-inflamatórias.
Ocorre, porém, que está surgindo uma nova tendência que quer jogar por terra essa visão dualística de BEM x MAL e considerar uma relação flexível estabelecida entre o microrganismo e seu hospedeiro. Assim, o sistema imune não reagiria para combater o mal, mas com a finalidade de moldar o ambiente microbiano de forma a permitir que o organismo viva com seus micro-organismos. Uma relação tão intensa que determinaria um equilíbrio dinâmico, típico de um SUPERORGANISMO.
REFERÊNCIAS
Eberl, G. (2010). A new vision of immunity: homeostasis of the superorganism Mucosal Immunology, 3 (5), 450-460 DOI: 10.1038/mi.2010.20
Dethlefsen, L., McFall-Ngai, M., & Relman, D. (2007). An ecological and evolutionary perspective on human–microbe mutualism and disease Nature, 449 (7164), 811-818 DOI: 10.1038/nature06245
Minhas impressões: 26o Congresso de Microbiologia – parte 2
Para ler a primeira parte, clique AQUI.
No último parágrafo do post anterior falei da discussão entre o prof. Chatel e a profa. Cencic. O curioso foi que no dia seguinte foi a palestra da professora, e o francês apareceu por lá – e eu confesso que achei que ele teria ido de provocação, mas ficou quietinho…
A prof. Cencic problematizou em sua fala questões relacionadas aos modelos de cultura celular utilizados nas pesquisas. Além da questão das alterações existentes nas células cancerosas, um ponto importante levantado por ela foi o fato de essas culturas serem realizadas como uma monocamada no fundo de uma placa. Assim, as células ficam achatadas, quando, no intestino, temos o que chamamos de células colunares, ou seja, elas parecem um paralelepípedo. Dessa forma, a professora sugere que seja realizada uma metodologia específica, na qual as células são crescidas em placas com formato de poços, o que permitiria a adesão não somente no fundo como nas paredes desses poços, criando uma condição in vitro um pouco mais próxima do real. Além disso, a grande vantagem dessa metodologia é que quando a célula é polarizada podemos saber facilmente ante é seu ápice, suas laterais e sua base – e isso é importante, pois no nosso corpo diferentes moléculas são expressas em cada uma dessas regiões. Por exemplo, o receptor TLR-5 (receptor toll-like 5), responsável por reconhecer uma proteína (flagelina) do flagelo bacteriano e desencadear uma resposta imune, é polarizado na região basolateral dos enterócitos. E qual a vantagem disso? Nosso intestino é cheio de bactérias, se esses receptores fossem localizados na porção apical, haveria uma resposta constante contra essas bactérias que são importantes para nós. Estando restritos à membrana basolateral, essa resposta só é desencadeada em casos de invasão do epitélio – ou seja, quando a bactéria é patogênica… Isso é evolução, meus caros!
As doenças inflamatórias intestinais (IBD – inflammatory bowel disease), principalmente a “doença de Chron” e a “colite ulcerativa” receberam bastante atenção. A grande questão é que apesar de sabermos da participação da microbiota na doença, ainda muitas dúvidas devem ser esclarecidos, principalmente na questão interação microrganismo-hospedeiro. Alternativas para o tratamento dessas doenças utilizando microrganismos também foram exploradas.
A utilização de microrganismos como promotores da saúde (probióticos) foi tema central no “Simpósio de Bactérias Láticas”. O destaque aqui vai para as abordagens utilizadas, que envolviam a utilização de microrganismos geneticamente modificados. Por exemplo, uma bactéria probiótica que além de suas funções esperadas seja capaz de secretar IL-10 (interleucina-10), uma molécula com propriedades anti-inflamatória, poderia ser utilizada para o tratamento de uma IBD. Ou ainda, uma bactéria que expresse em seu exterior moléculas de outros microrganismos, poderia ser utilizada como vacina - contra, por exemplo, a leptospirose canina.
A palestra do prof. Koen Venema (TNO, Holanda) apresentou em sua palestra um modelo in vitro para estudos do trato gastrintestinal (TGI). O mais curioso nesse modelo é que, ao contrário do apresentado pela profa. Catherine Béal (AgroParis Tech, França) que consistia em reatores com diferentes pHs, o do prof. Venema é dinâmico e inclui movimentos de peristaltismo e compressão do alimento ali colocado. É importante ressaltar que apesar de retratar bem os processos mecânicos e químicos do TGI, ainda faltam as interações microrganismo-hospedeiro.
A importância dos biofilmes para população bactérias está cada vez mais bem estabelecida. A grande novidade ficou para a pesquisa do prof. Marcel Gutierrez-Correa (Universidad Nacional Agraria La Molina / Peru) envolvendo biofilme de fungos, inclusive com resultados positivos em processos industriais de fermentação!
Pra mim, umas das melhores palestras foi a da profa. Nancy Bellei (Unifesp). Recém vinda de uma reunião sobre influenza, a professora trouxe informações importantes em sua fala.
- A sazonalidade do influenza varia de acordo com a região do Brasil: Norte (Jan-Mar), Sudeste (Mar-Ago), Sul (Jun-Out). Porém a distribuição da vacina ocorre no mês de abril. Não seria a hora de fazermos uma distribuição diferenciada nas diferentes regiões?
- Essa diferença ainda acaba se refletindo nas linhagens virais circulantes. Por exemplo, em Alagoas houve prevalência do virus H1N1, enquanto na Bahia prevaleceram outros tipos virais.
- Durante a 2a onda pandêmica mundial do H1N1, o referido virus apresentou-se “apenas” em 50-60% dos casos.
- A atualização da pandemia tem que ser, portanto, regionalizada. Como em cada país, cada estado o virus se comporta diferentemente e o mesmo pode-se dizer dos hábitos de seus habitantes, diferentes medidas devem ser adotadas.
- Ao contrário do que muita gente pensa, existe sim infecção assintomática pelo vírus influenza A H1N1, acredita-se que seja por volta de 13% do total de infecções.
- Estamos tendo um número significativo de casos de internação pelo vírus sincicial respiratório: SP, Argentina, Chile e Paraguai.
- Houve relatos de casos de H1N1 no Brasil em 2011: 4 casos em MG (com 1 óbito de um indivíduo de 44 anos não-vacinado), e vários no RS (mais de 100 casos e 3 mortes). Acredita-se que no RS tenha havido uma baixa cobertura da vacina (<50% – pois na primeira onda pandêmica o estado não teve muitos casos relatados de infecção). No estado do RJ, está havendo a prevalência do vírus influenza B.
- Há no meio acadêmico uma preocupação grande com o risco de um novo surto, mas de influenza A H3N2 (suína) ou H5N1 (gripe aviária). Há relato recente de transmissão de H3N2 para humanos: alguns que entraram em contato com suínos e outros não. Sobre o H5N1 há relato de transmissão direta entre humanos no Paquistão, inclusive com quadros assintomáticos de infecção. O grande medo em relação ao H5N1 reside no fato das condições de criação desses animais na Ásia, somado ao fato de que o H1N1 da pandemia de 1918 adaptou-se diretamente de aves para humanos. Além disso, estudos utilizando mamíferos mostraram que gerando recombinação de genes do vírus H5N1 com mutações já encontradas na natureza há a possibilidade de se criar uma via de transmissão direta (entre furões), sustentando o risco de uma possível pandemia…
Tentarei fazer uma abordagem mais detalhada de alguns dos pontos nestes dois posts, em um futuro próximo.
E é claro que apesar de passar o dia praticamente todo no congresso, não deixei de conhecer novos amigos e de visitar os pontos turísticos de Foz e adjacências: Cataratas do Iguaçu, Usina de Itaipu, Paraguai e Argentina (Puerto Iguazu). São lugares que realmente valem a pena conhecer.
Ficou interessado? Ano que vem tem o congresso Latino-Americano de Microbiologia em Santos/SP. Vamos?
my.microbes – uma nova rede social
Não bastasse as várias rede sociais que estão disponíveis, mais uma apareceu recentemente: a my.microbes.
A ideia por trás da rede é interessante: a corrida por desvendar o microbioma humano e, assim, desvendarmos as características da microbiota cerne dos seres humanos e suas variação – bem como essas variações podem afetar na saúde do hospedeiro. Dessa forma, “conhecendo quais micróbios vivem em nós, podemos desenvolver melhor dietas personalizadas, diagnósticos precoces e tratamento de doenças” – como pode ser lido no site do projeto.
O estudo busca, portanto responder 4 perguntas fundamentais:
- Quais são os microrganismos que compõem nosso microbioma?
- Do que esse microrganismos são capazes?
- Quão variável é microbioma entre dois indivíduos (considerando-se os aspector das perguntas 1 e 2)?
- Qual é o potencial do diagnóstico que pode ser feito a partir do conhecimento do nosso microbioma?
Apesar de parecer brincadeira, esse estudo é coordenados por pesquisadores do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) na Alemanha e do Instituto Nacional de Pesquisa Agrícola (INRA) na França. Sendo o coordenador do projeto o pesquisador Peer Bork do EMBL.
Os resultados serão fornecidos de modo a contemplar os seguintes aspectos:
- classificação do indivíduo em um dos 3 enterotipos pré-definidos de acordo com a composição da microbiota;
- análise funcional da microbiota
- comparação de similaridade entre a microbiota dos participantes do projeto
Achou interessante? Quer participar?
Para isso você deve enviar para os pesquisadores uma amostra fecal (sim, você tem que enviar seu cocô para a Alemanha) e contribuir com uma simbólica quantia mínima de 1.451 euros (o que, em reais, seria aproximadamente R$3.630,00 – considerando o euro a R$2,50) – para auxiliar o projeto com gastos da análise do seu cocô.
E então, vai entrar pra mais uma rede social!?
as figuras foram retiradas do site http://my.microbes.eu/
Minhas impressões: 26o Congresso de Microbiologia – parte 1
Entre os dias 02 a 06 de outubro, na cidade de Foz do Iguaçu/PR, aconteceu o 26o Congresso Brasileiro de Microbiologia (CBM), organizado pela Sociedade Brasileira de Microbiologia (SBM). Esse é o maior congresso de microbiologia do Brasil, pois abrange as mais diversas áreas/subdivisões, e participam não só os grandes nomes da microbiologia no Brasil como do mundo.
Acho que sem sombra de dúvidas, a comparação entre este e o último CBM (que ocorreu em 2009 em Porto de Galinhas) é inevitável. Desde que entrei no laboratório em 2007 ouço comentários não muito favoráveis ao CBM, principalmente em relação às palestras ruins – mesmo assim resolvi ir ao CBM de 2009. Naquele ano, a grande decepção porém não se restringiu às palestras, mas expandiu-se por toda a organização. Começou na festa de abertura (que teve um show latino excelente, mas) que deixou muito a desejar nos comes e bebes. E isso também prosseguiu com a falta de coffee break e, principalmente, de água. Estávamos isolados do mundo, num calor infernal, e não tínhamos nem água pra beber. Neste ano isso foi resolvido. Além de um coffee break farto e gostoso, tivemos também almoço incluso – e, muito bom por sinal!! Um meeting point grande e com wifi grátis! A minha grande reclamação diz respeito ao último dia do congresso, que consistia apenas do Simpósio de Bactérias Láticas, e os participantes não tiveram direito a almoço e transporte ao final. A organização alegou que o simpósio e o congresso eram eventos distintos e independentes…
Junto ao congresso, aconteceram quatro eventos paralelos: ISME – Simpósio Internacional de Microbiologia Ambiental (América Latina), ENAPROM – Encontro Nacional de Professores de Microbiologia, Simpósio de Coleções de Cultura e o Simpósio de Bactérias Láticas. Eu participei basicamente do ISME, do Simpósio de Bactérias Láticas e assisti algumas palestras da área de relação parasito hospedeiro. ”
Algumas considerações
- O congresso teve em sua abertura a assinatura do acordo entre a SBM e outras sociedades com o propósito de se unirem para uma discussão e o desenvolvimento de métodos para a determinação de resistência bacteriana a antibióticos – que hoje seguimos padrões e valores americanos. Isso permite uma prática mais aplicada a nossa realidade e é um grande passo para a clínica brasileira.
- A palestra de abertura, “Martians, dinosaurs and mammals: Nihilistic thoughts on the origin of microbial virulence”, foi ministrada pelo prof. Casadevall que tem mais de 500 artigos publicados (mais de 35 artigos por ano, nos últimos anos!!). Achei que seria uma palestra que tenderia para o lado filosófico da coisa, mas o que o professor discutiu foram os mecanismos de patogenicidade dos fungos. E onde entram os marcianos, os dinossauros e os mamíferos aí no meio. Bom, não foi no meio, mas nos últimos 5 minutos da palestra. Os argumentos seriam:
1) MARCIANOS – que os fungos possuem uma gama variada de mecanismos de patogenicidade que os permitiram infectar mesmo um ET que por acaso viesse parar aqui na Terra.
2) DINOSSAUROS – o professor argumentou que os dinossauros, teriam sido extintos (em parte) por possíveis infecções fúngicas que teriam acontecido durante o resfriamento da Terra após a queda do asteróide.
3) MAMÍFEROS – ascensão dos mamíferos após a era dos dinossauros poderia estar associada a temperatura elevada do corpo o que dificultaria o desenvolvimento de micoses sistêmicas.
Tive alguma dificuldade em compreender o inglês do professor e, por isso, não sei os argumentos mais específicos. Além disso, o Roberto Takata – quando eu comentei sobre isso no twitter – levantou algumas questões bastante pertinentes: Apesar de os dinos terem se extinguido, outros grupos de répteis continuam aí firmes e fortes, e que existem indícios de que os dinossauros provavelmente possuíam temperaturas mais elevadas.
- Outro ponto que me chamou muito a atenção foi o estudo do microbioma. Por microbioma entendemos a identificação dos micro-organismos que vivem num determinado ambiente por meio de técnicas de biologia molecular. A grande vantagem é que, assim, mesmo os micróbios que não são cultiváveis podem ser identificados. Ë importante ressaltar que apesar de ouvirmos muito esse termo relacionado ao projeto microbioma humano, a busca por identificar as bactérias incluem aquelas que vivem no solo e nas águas, por exemplo. Há também grande interesse em descrever as funções de cada um desses organismos.
- As interações microrganismo-microrganismo, bem como as microrganismo-hospedeiro também têm ganhado grande apelo com as novas técnicas de biologia molecular e o avanço do microbioma. Nesse ponto podemos citar o papel dos microrganismos no desenvolvimento de doenças inflamatórias intestinais, obesidade e mesmo na regulação do sistema imune. Quando falamos de microbiologia ambiental, ressalto aqui o trabalho da profa. Leda Hagler (UFRJ) que trabalha na busca de microrganismos para serem utilizados na biorremediação de plantas de mangues contaminados.
- Estudos que permitam um melhor uso de bactérias probióticas em escala industrial também estão sendo bastante visados: linhagens que resistam a diferentes técnicas de processamento, que resistam por mais tempo nas prateleiras… e tudo isso sem perder suas propriedades.
Enfim, tem muita pesquisa boa e aplicada sendo realizada por aí…
Quero só falar de mais um dos momentos que presenciei. Um momento bem tenso por sinal: O pesquisador Jean-Marc Chatel (INRA/França) comentou na sua palestra sobre o uso de células Caco-2 (linhagem de células cancerosas) na sua pesquisa de interação microrganismo-hospedeiro. No momento das perguntas, a profa. Avrelija Cencic (University of Maribor/Eslovênia) levantou questionamentos se esse seria o melhor modelo, uma vez que a fisiologia dessas células é muito distinta das células normais. A partir de então, iniciou-se um bate-boca que terminou com Chatel soltando a seguinte frase: “Se eu estou fazendo errado, tem milhares de pesquisadores que também estão”. Bela forma de se terminar um discussão acadêmica, certo? Não.
Fechei esse congresso com uma visão bem positiva – e estou esperando o próximo em 2013 já com ansiedade! (espero que até lá eu tenha melhorado meu listening e que os palestrantes tenham melhorado o inglês falado!)
Guerra dos Tronos… no intestino
Não, esse post não é sobre a disputa pelo trono dos Sete Reinos de Westeros… mas pela dominação do intestino.
Os personagens principais não são Lorde Eddard Stark, Rei Robert Baratheon ou Joffrey Lannister… aqui estamos falando de bactérias.
Tudo deserto… Nenhum ser vivo albergava aquele lugar úmido e escuro chamado de útero, nenhum… a não ser aquele pequeno embrião humano. Aquele exemplar de Homo sapiens sapiens medido cerca de 50 cm e pesando aproximadamente 400 g, pequeno para nós, era na verdade um pedaço significativo de terra (pra não dizer um mundo inteiro) virgem, esperando para ser dominado por milhares, digo, trilhões de miro-organismos.
A disputa pela dominação teve início quando, após as fortes contrações, o feto foi expulso do lugar onde viveu por 9 meses em direção a um novo mundo… e no trajeto, quando o feto passou pelo canal vaginal, as primeiras bactérias iniciaram a disputa por um lugar ao sol. As primeiras bactérias são anaeróbias facultativas, ou seja, elas são capazes de viver e se multiplicar tanto na presença quanto na ausência de oxigênio. Essas bactérias incluem as Escherichia coli (Proteobacteria), os Lactobacillus (Firmicutes) e, principalmente, os Enterococcus faecalis e E. faecalis (Firmicutes).
Os dias vão se passando, e o oxigênio ali no intestino vai se tornando cada vez mais escasso, é aí que um novo grupo de bactérias, os anaeróbios estritos do filo Actinobacteria, começa a clamar por espaço. O gênero mais significativo é o Bifidobacterium, e essas bactérias possuem a capacidade de metabolizar alguns substratos (polissacarídeos) presentes no leite materno denominados fatores bifidus. Com essa fonte nutricional, esse grupo bacteriano consegue permanecer dominando o terreno durante o primeiro ano de vida do bebê.
Mas nem tudo são flores, nesse conturbado campo de batalha, o leite materno começa a ficar escasso e as bactérias tem que forragear novos alimentos que começam a chegar. Papinhas, frutas e outros alimentos sólidos. E nessa luta quem sai ganhando não são os Firmicutes, nem as Proteobacteria, nem as Actinobacteria. Chegado de surdina, os Bacteroidetes (principalmente as espécies do grupo Bacteroides fragilis) começam a despontar e tornam-se dominantes.
E então, estabelece-se uma situação de calmaria e os 4 grupos principais estabelecem seus domínios. Bacteroidetes e Firmicutes permanecem com significativa participação, enquanto Actinobacteria e Proteobacteria ainda permanecem com direito a uma parte dos domínios do reino…
Apesar da bricadeira, é isso que acontece no nosso intestino ao longos dos primeiros meses de vida. O gráfico abaixo, publicado na Wired (clique na imagem para ampliar) mostra isso de forma bastante clara, além de expor as proporções estabelecidas entre os grupos. E a manutenção dessa proporção é tão importante que alterações parecem estar implicadas em alguns tipos de inflamações intestinais crônicas e até mesmo no agravamento de quadros de obesidade… mas isso é assunto para um outro post!
.
