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Como bactérias intestinais dizem ao hospedeiro o que ele deve comer

Suprimindo ou aumentando desejos, micróbios ajudam o cérebro a decidir de quais alimentos o corpo "necessita"

Wikimedia Commons
Imagem de microscópio de bactéria do gênero Lactobacillus
Há décadas, cientistas sabem que o que comemos pode afetar o equilíbrio dos micróbios no nosso trato digestivo. A escolha entre um sanduíche e um sundae para o almoço pode aumentar a população de alguns tipos de bactéria e diminuir a de outros - e à medida que seus números relativos mudam, elas secretam diferentes substâncias, ativam diferentes genes e absorvem diferentes nutrientes.

Essas escolhas alimentares provavelmente são vias de mão dupla. Micróbios intestinais também influenciam opções de dieta e comportamentos, além de ansiedade, depressão, hipertensão e uma variedade de outros males. Porém, saber como exatamente esses trilhões de pequenos hóspedes - coletivamente chamados de microbioma - influenciam nossas decisões sobre quais comidas colocar na boca tem sido um mistério.

Agora, neurocientistas descobriram que tipos específicos de flora intestinal ajudam um animal hospedeiro a detectar quais nutrientes estão em falta na comida e daí estimam a quantidade desses nutrientes que ele realmente precisa ingerir. “O que as bactérias fazem pelo apetite é como otimizar o período que um carro pode rodar sem precisar colocar mais gasolina no tanque”, diz o autor sênior Carlos Ribeiro, que estuda os comportamentos alimentares da Drosophila melanogaster, um tipo de mosca-das-frutas, no Centro Champalimaud em Lisboa.

Em um artigo publicado terça-feira na revista PLoS Biology, Ribeiro e sua equipe demonstraram como o microbioma influencia as decisões nutricionais das drosófilas. Primeiramente, alimentaram um grupo de moscas com uma solução de sacarose contendo todos os aminoácidos necessários. Outro grupo recebeu uma mistura que continha alguns dos aminoácidos necessários para sintetizar proteínas, mas carecia de certos aminoácidos essenciais que o hospedeiro não consegue sintetizar por si mesmo. Para um terceiro grupo de moscas, os cientistas retiraram da dieta aminoácidos essenciais, um de cada vez, para determinar quais eram detectados pelo microbioma.

Depois de serem submetidas a essas dietas por 72 horas, as moscas dos três grupos foram presenteadas com um buffet oferecendo sua solução açucarada regular, acrescida de leveduras ricas em proteína. Os pesquisadores descobriram que as moscas dos dois grupos cuja dieta carecia de aminoácidos essenciais tiveram um forte desejo pelas leveduras, para suprir os nutrientes que faltavam. Contudo, quando os cientistas aumentaram a quantidade de cinco tipos diferentes de bactérias encontrados no trato digestivo das moscas - Lactobacillus plantarum, L. brevis, Acetobacter pomorum, Commensalibacter intestini e Enterococcus faecalis - os animais perderam completamente o impulso de comer mais proteína.

Os pesquisadores descobriram que os níveis de aminoácidos das moscas ainda estavam baixos, indicando que as bactérias não estavam simplesmente substituindo os nutrientes que faltavam na dieta dos animais produzindo elas mesmas os aminoácidos. Em vez disso, os micróbios estavam funcionando como pequenas fábricas metabólicas, transformando a comida que conseguiam em novos químicos: certos metabólitos que, creem os pesquisadores, "dizem" ao hospedeiro que ele consegue sobreviver sem os aminoácidos. Como resultado desse truque dos micróbios, as moscas conseguiram continuar se reproduzindo, por exemplo - embora uma deficiência de aminoácidos normalmente prejudique o crescimento e a regeneração celulares e, portanto, a reprodução, explica Ribeiro.

Dois tipos de bactérias foram particularmente eficientes influenciando o apetite das moscas dessa maneira: a Acetobacter e a Lactobacillus. Aumentar a quantidade de ambas foi o suficiente para suprimir o desejo das moscas por proteínas e aumentar seu apetite por açúcar. Essas duas bactérias também restauraram as capacidades reprodutivas dos animais, indicando que seus corpos estavam funcionando normalmente embora devessem experimentar restrições devido às deficiências nutricionais. “A forma como o cérebro lida com essa troca de informação nutricional é muito fascinante, e outros estudos mostram que o microbioma tem um papel chave em dizer ao animal o que fazer”, diz Ribeiro.

Depois disso, a equipe removeu uma enzima necessária para processar o aminoácido tirosina nas moscas, fazendo com que elas precisassem consegui-lo através da alimentação, assim como outros aminoácidos essenciais. Surpreendentemente, os pesquisadores constataram que as bactérias Acetobacter e Lactobacillus foram incapazes de suprimir o desejo por tirosina nas moscas modificadas. “Isso mostra que o microbioma intestinal evoluiu para influenciar apenas o consumo normal dos aminoácidos essenciais", explica Ribeiro.

A pesquisa acrescenta uma nova perspectiva à coevolução de micróbios e seus hospedeiros. “As descobertas mostram que há um canal apenas que evoluiu entre animais e bactérias residentes em seus intestinos, e que há uma comunicação de baixo para cima sobre a dieta”, diz Jane Foster, neurocientistas da Universidade McMaster em Ontário e que não participou do estudo.

Embora o estudo não especifique o mecanismo exato de comunicação, Ribeiro acredita que possam existir vários formatos. Fortes evidências geradas pelo estudo indicam que metabólitos gerados pelos micróbios carregam informações do intestino para o cérebro, dizendo ao hospedeiro se ele precisa de algum tipo particular de alimento. “Um dos grandes mistérios evolutivos é por que perdemos a habilidade de produzir aminoácidos essenciais”, ele diz. “Talvez esse metabólitos tenham dado mais espaço para os animais serem independentes desses nutrientes, e a sobreviverem sem eles às vezes”.

Micróbios talvez também tenham suas próprias razões evolutivas para se comunicarem com o cérebro, ele acrescenta. Por um lado, eles se alimentam daquilo que o animal hospedeiro come. Por outro, precisam que ele se socialize, para que os hóspedes possam se espalhar pela população. Os dados sao limitados a modelos animais por enquanto, mas Ribeiro acredita que a comunicação intestino-cérebro pode fornecer solo fértil para desenvolver tratamentos para humanos no futuro. “É uma janela terapêutica interessante a qual poderia ser utilizada para , um dia, melhorar os comportamentos relacionados à dieta”, ele finaliza.

Knvul Sheikh
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