Cada intestino humano pode ter uma composição viral única
O primeiro banco de dados abrangente das comunidades de vírus, ou "viromas", que vivem em nossas entranhas revela que eles variam enormemente de pessoa para pessoa. O banco de dados oferece novas oportunidades para identificar vírus que podem potencialmente desempenhar um papel no tratamento de infecções bacterianas resistentes a antibióticos.
Sabe-se que as bactérias que colonizam o sistema digestivo humano têm um efeito profundo na saúde, mas os vírus que coexistem com elas provavelmente são igualmente importantes .
De acordo com o recém-criado Gut Virome Database (GVD) da Ohio State University (OSU) em Columbus, 97,7% dos vírus em nosso intestino são bacteriófagos, o que significa que eles usam bactérias como hospedeiros nos quais se replicam.
No início do século 20, os cientistas começaram a investigar o potencial dos bacteriófagos para combater as infecções bacterianas, mas a descoberta dos antibióticos substituiu amplamente o seu trabalho.
Agora, com a ameaça crescente de resistência aos antibióticos, houve um ressurgimento do interesse na terapia com bacteriófagos.
Os cientistas descobriram muito sobre o “bacterioma” - a comunidade de bactérias que se instalam no intestino - mas caracterizar o viroma se mostrou mais desafiador.
As bactérias têm certas sequências genéticas em comum, o que torna a identificação de seu DNA relativamente fácil, mas não existe esse marcador universal para vírus.
Para facilitar o estudo do viroma, os microbiologistas da OSU decidiram estabelecer um banco de dados dedicado aos vírus do intestino humano.
A equipe construiu o GVD usando dados genéticos de 32 estudos que visavam identificar vírus intestinais em um total de 1.986 pessoas que vivem em 16 países diferentes.
Depois de processar os dados para dar conta da ampla variedade de métodos diferentes que esses estudos usaram, eles identificaram 33.242 “populações virais únicas”, que são o equivalente viral das espécies.
Em média, cada metagenoma viral - o genoma viral coletivo em uma amostra do intestino de um indivíduo - continha 542 populações virais.
Nenhuma população viral única estava presente em cada metagenoma. Na verdade, os pesquisadores descobriram a população viral mais disseminada em apenas 39% dos metagenomas.
Em seu novo estudo, publicado na revista Cell Host & Microbe , eles sugerem que o viroma intestinal de cada pessoa é altamente personalizado e provavelmente único.
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'Construindo um kit de ferramentas' para aproveitar fagos
A equipe atualizará continuamente o banco de dados para fornecer um recurso gratuito para outros pesquisadores.
“Estabelecemos um ponto de partida robusto para ver como o viroma se parece em humanos”, diz o co-autor do estudo Olivier Zablocki, pesquisador de pós-doutorado na OSU. “Se pudermos caracterizar os vírus que estão nos mantendo saudáveis, podemos ser capazes de aproveitar essas informações para projetar terapias futuras para patógenos que não podem ser tratados com drogas.”
Olhando para o futuro, bacteriófagos (ou “fagos”) isolados do intestino de pessoas saudáveis têm o potencial de combater bactérias resistentes a antibióticos. Eles também podem ajudar a restaurar um equilíbrio saudável para as comunidades microbianas no intestino.
“Os fagos são parte de uma vasta rede interconectada de organismos que vivem conosco e sobre nós, e quando antibióticos de amplo espectro são usados para lutar contra a infecção, eles também prejudicam nosso microbioma natural”, diz o autor sênior do estudo, Matthew Sullivan.
“Estamos construindo um kit de ferramentas para dimensionar nossa compreensão e capacidades de usar fagos para sintonizar microbiomas perturbados de volta a um estado saudável”, acrescenta.
Usando o novo banco de dados, os pesquisadores conduziram a primeira pesquisa de mudanças na diversidade de vírus intestinais ao longo da vida humana.
Eles descobriram que em indivíduos ocidentais com bom estado de saúde, a diversidade viral era alta em bebês antes dos 3 anos de idade, antes de cair na infância. Em seguida, aumentou quando as pessoas entraram na idade adulta, antes de diminuir após os 65 anos de idade.
Os autores atribuem a rica diversidade de vírus nas entranhas dos bebês ao seu sistema imunológico fraco e subdesenvolvido. Os bebês também podem não ter a bactéria que normalmente protege o revestimento do intestino da infecção viral na vida adulta.
Os pesquisadores acreditam que seu banco de dados será uma ferramenta importante para investigar como o viroma intestinal muda ao longo do tempo e seu efeito na vulnerabilidade dos indivíduos a doenças específicas:
“Por exemplo, aqui, usamos o banco de dados GVD para descobrir os padrões dependentes da idade da diversidade de viroma em indivíduos ocidentais saudáveis. No entanto, o GVD também pode ter implicações muito mais amplas, incluindo ajudar a classificar melhor os microbiomas e viromas intestinais nativos dos indivíduos para determinar como isso afeta a predisposição de uma pessoa a doenças como COVID-19. ”
- Os autores do estudo
Curiosamente, os cientistas descobriram que as pessoas que viviam em países não ocidentais tinham populações virais intestinais mais diversificadas do que os ocidentais.
Outra pesquisa mostrou que os não ocidentais que se mudam para os países ocidentais perdem parte de sua diversidade microbiana intestinal, o que sugere que a dieta ou outros fatores ambientais podem desempenhar um papel na formação do viroma.
Além disso, o banco de dados revelou que indivíduos com boa saúde tinham populações virais mais diversificadas do que aqueles que estavam doentes.
“Uma regra geral para a ecologia é que maior diversidade leva a um ecossistema mais saudável”, diz a primeira autora Ann Gregory, que trabalhou no novo banco de dados enquanto era estudante de graduação na OSU.
“Sabemos que uma maior diversidade de vírus e micróbios geralmente está associada a um indivíduo mais saudável. E vimos que indivíduos mais saudáveis tendem a ter uma diversidade maior de vírus, indicando que esses vírus podem estar potencialmente fazendo algo positivo e tendo um papel benéfico ”.
Os autores reconhecem que o GVD apresenta algumas limitações quanto ao seu escopo. Por exemplo, eles escrevem que sua representação de diferentes regiões geográficas e grupos étnicos ainda não é suficientemente ampla.
Escrito por James Kingsland - Fato verificado por Hannah Flynn, MS - MedcalNewsToday