Um novo estudo em vermes investiga as ligações entre bactérias intestinais e aglomeração de proteínas. Reptile8488 / Getty Images
May 11, 2021 — Pesquisas anteriores encontraram
ligações entre bactérias intestinais e distúrbios cerebrais
degenerativos, como doença de Parkinson, doença de Alzheimer e
esclerose lateral amiotrófica (ELA).
- Um novo estudo em
minúsculos vermes fornece a primeira evidência de que bactérias
"patogênicas" podem promover o dobramento incorreto de
proteínas, que é uma característica dessas condições.
- Outras bactérias
que produzem um ácido graxo chamado butirato impediram o dobramento
incorreto das proteínas nos vermes.
- A pesquisa
adiciona evidências de que uma história de tratamentos com
antibióticos pode desempenhar um papel no desenvolvimento inicial e
no curso da doença de Parkinson.
Nos últimos anos,
vários estudos implicaram as bactérias intestinais em doenças
degenerativas que envolvem a formação de aglomerados tóxicos de
proteínas no cérebro, incluindo Parkinson, Alzheimer e esclerose
lateral amiotrófica (ELA).
No entanto, a complexidade da
microbiota intestinal humana - que é a comunidade de microrganismos
que vivem no intestino - e fatores ambientais, como a dieta,
apresentam enormes desafios para os cientistas que tentam identificar
o papel das bactérias.
Para contornar parte dessa
complexidade, os pesquisadores se voltaram para um minúsculo verme
nematóide chamado Caenorhabditis elegans.
Os cientistas,
que trabalham no Instituto de Ciências Agrícolas e Alimentares da
Universidade da Flórida (UF / IFAS) em Gainesville, usam os vermes
como “tubos de ensaio” para estudar o efeito de espécies
bacterianas individuais no dobramento incorreto de proteínas.
Cada
verme tem apenas 1 milímetro de comprimento e exatamente 959
células, mas, assim como os animais maiores, tem intestinos,
músculos e nervos.
“Eles são como tubos de ensaio
vivos”, diz o autor sênior Daniel M. Czyż, Ph.D., professor
assistente no departamento de microbiologia e ciência celular da UF
/ IFAS.
“Seu pequeno tamanho nos permite fazer
experimentos de uma forma muito mais controlada e responder a
questões importantes que podemos aplicar em experimentos futuros com
organismos superiores e, eventualmente, pessoas”, acrescenta.
Os
vermes se alimentam de bactérias, mas no ambiente estéril do
laboratório, eles não possuem microbiota própria.
“No
entanto, esses nematóides podem ser colonizados por qualquer
bactéria com que os alimentamos, o que os torna um sistema modelo
ideal para estudar o efeito dos micróbios no hospedeiro”, disse o
Prof. Czyż ao Medical News Today.
Quando os pesquisadores
colonizaram o intestino de C. elegans com bactérias patogênicas que
podem infectar o intestino de humanos, os micróbios não apenas
interromperam o enovelamento de proteínas no intestino dos vermes,
mas também em seus músculos, células nervosas e
gônadas.
Bactérias boas
Por outro lado, bactérias
“boas” que sintetizam uma molécula chamada butirato, evitam o
acúmulo de proteínas e seus efeitos tóxicos associados.
O
butirato é um dos vários ácidos graxos de cadeia curta que as
bactérias intestinais amigáveis produzem quando fermentam a
fibra. As moléculas nutrem as células que revestem o cólon e têm
vários benefícios conhecidos para a saúde.
Pesquisas
anteriores descobriram que o butirato é benéfico em modelos animais
de doenças neurodegenerativas, por exemplo.
Os autores do
novo estudo dizem que suas descobertas demonstram o potencial do uso
de micróbios produtores de butirato para prevenir e tratar doenças
neurodegenerativas.
A autora principal do estudo, que
aparece na PLOS Pathogens, é Alyssa Walker, doutoranda na Faculdade
de Agricultura e Ciências da Vida da UF / IFAS.
Exemplos
de proteínas mal dobradas em doenças cerebrais incluem as placas e
emaranhados que caracterizam o Alzheimer e as fibrilas de uma
proteína chamada alfa-sinucleína no Parkinson.
Distúrbios
cerebrais ligados a proteínas mal dobradas, ou "distúrbios
conformacionais de proteínas", são a principal causa de morte
e invalidez entre os idosos. No entanto, não existem curas ou
tratamentos eficazes.
Vários fatores que aumentam o risco
desses distúrbios, incluindo idade, dieta, estresse e uso de
antibióticos, também têm ligações com mudanças no microbioma
intestinal.
Além disso, um microbioma intestinal
desequilibrado ou uma infecção intestinal podem exacerbar doenças
neurodegenerativas.
Bactérias e proteínas mal
dobradas
Para identificar quais bactérias podem ser
responsáveis pelo dobramento incorreto de proteínas, os
pesquisadores alimentaram C. elegans com diferentes espécies
candidatas, uma por uma.
Usando uma técnica que faz
aglomerados de proteínas mal dobradas brilharem em verde sob um
microscópio, eles compararam os tecidos desses vermes com os de
vermes de controle que se alimentavam de sua dieta normal de
bactérias.
“Vimos que os vermes colonizados por certas
espécies de bactérias eram iluminados com agregados tóxicos para
os tecidos, enquanto os colonizados pelas bactérias de controle não
eram”, diz o Prof. Czyż.
“Isso ocorreu não apenas
nos tecidos intestinais, onde estão as bactérias, mas em todo o
corpo dos vermes, em seus músculos, nervos e até mesmo em órgãos
reprodutivos”, acrescentou.
Os vermes colonizados pelas
bactérias “más” também perderam alguma mobilidade, o que é um
sintoma comum em pessoas com doenças neurodegenerativas.
“Um verme saudável
se move rolando e se debatendo. Quando você pega um verme saudável,
ele rola da picareta, um dispositivo simples que usamos para lidar
com esses pequenos animais. Mas os vermes com as bactérias ruins não
podiam fazer isso por causa do aparecimento de agregados de proteínas
tóxicas. " - Alyssa Walker, autora principal.
Em
contraste, as bactérias que sintetizam butirato suprimiram a
aglomeração de proteínas e seus efeitos tóxicos
associados.
Estudos recentes descobriram que o intestino
de pessoas com doença de Parkinson ou Alzheimer tem uma deficiência
dessas bactérias "boas".
“Atualmente não há
ensaios clínicos sobre o butirato e a doença de Parkinson, mas dada
a evidência crescente recente sobre seu efeito benéfico, é
possível que possamos ver em breve alguns estudos clínicos”,
disse o Prof. Czyż ao MNT.
Uma limitação principal do
estudo foi que os vermes microscópicos não modelam diretamente o
Parkinson ou qualquer outro distúrbio cerebral.
Embora a
simplicidade dos animais torne mais fácil para os cientistas separar
a influência de espécies bacterianas individuais na aglomeração
de proteínas, isso também os torna um modelo pobre para a
complexidade dos humanos. Original em inglês, tradução Google,
revisão Hugo. Fonte: Medical News Today.
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