O consumo excessivo de alimentos gordos e açucarados é classicamente observado em pacientes que sofrem de distúrbios alimentares. Nas pessoas que sofrem de hiperfagia bulímica (sidenote: A hiperfagia bulímica A hiperfagia bulímica é um distúrbio alimentar cujo diagnóstico se baseia em:

• critérios clínicos: comer em excesso pelo menos uma vez por semana, em média, durante 3 meses; sensação de falta de controlo sobre a alimentação.
 
• e na presença de 3 ou mais dos 5 critérios seguintes: comer muito mais rapidamente do que o normal; comer até ao ponto de se sentir desconfortável; comer grandes quantidades de alimentos sem sentir fisicamente fome; comer sozinho por vergonha; sentir-se enojado, deprimido ou culpado por ter comido demasiado.
  O comportamento bulímico provoca um grande sofrimento.
 
  Fonte: Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition Text Revision, DSM-5-TRTM, Feeding and eating disorders. ) , estas crises são acompanhadas de infelicidade e excesso de peso, ou mesmo de obesidade. A microbiota intestinal parece estar implicada. Mas quais são os mecanismos envolvidos? Quais são os efeitos deste distúrbio alimentar na microbiota intestinal e desta última no comportamento? Para descobrir, os investigadores ¹ decifraram passo a passo o eixo intestino-cérebro.

Hiperfagia e disbiose intestinal

Tal como os humanos, após o stress e a dieta, os ratos têm mais tendência para comer biscoitos muito apetecíveis, aumentar o seu consumo de calorias e entregar-se à compulsão alimentar. Este comportamento parece estar ligado à microbiota intestinal dos roedores, cuja diversidade e riqueza são alteradas, com uma perda de Lactobacillus e Ruminococcaceae e um aumento de​​​​​​​ Bacteroides, Roseburia e Alistipes.

As experiências de transplante de microbiota fecal (FMT) sugerem que a flora dos ratos hiperfágicos pode estar empobrecida em bactérias protetoras: o FMT de ratos saudáveis faz com que os ratos hiperfágicos deixem de comer compulsivamente, sugerindo um regresso das bactérias protetoras. No sentido inverso, o FMT de ratos hiperfágicos para ratos saudáveis não induz o frenesim, sugerindo a ausência de bactérias que induzam este distúrbio.

Decifrar os mecanismos

Experiências complementares mostram que o frenesim alimentar nos ratos tem origem na desinibição do nervo vago que leva à hiperativação do eixo intestino-cérebro, passando pelo núcleo paraventricular do tálamo (associado à recompensa, à motivação e à homeostase energética) e pelo núcleo do trato solitário. O fator desencadeante poderá ser a baixa produção de um metabolito microbiano intestinal, o ácido quinurénico (KYNA), nos ratos hiperfágicos. A suplementação dos ratos com KYNA foi suficiente para os direcionar de volta para uma dieta equilibrada.

E se bastasse um probiótico?

Para confirmar os resultados do modelo de murino, os investigadores analisaram amostras de fezes de 11 pacientes que sofrem de hiperfagia bulímica e 9 controlos saudáveis. A microbiota dos pacientes apresenta uma perda de Faecalibacterium prausnitzii (família de Ruminococcaceae) e uma diminuição dos níveis de KYNA. Por conseguinte, todas as razões levam a crer que uma redução de F. prausnitzii poderia acompanhar a redução do KYNA luminal e os distúrbios alimentares daí resultantes através do eixo intestino-cérebro. A hipótese parece ter sido confirmada em animais: a inoculação de F. prausnitzii em ratos hiperfágicos aumenta os níveis de KYNA, reduz a sua atração por biscoitos e a sua hiperfagia.

O que pensa sobre o facto de a cerveja com e sem álcool ter aumentado a diversidade da microbiota intestinal, o que tem sido associado a efeitos positivos na saúde? Recomendaria aos seus doentes que bebessem 330 ml de cerveja por dia?

Um ensaio clínico randomizado avaliou recentemente o efeito de beber uma cerveja com álcool (5,2%) ou sem álcool (0,0%) (330 ml) por dia durante 4 semanas [1]. Vinte e dois homens saudáveis foram incluídos e a sua microbiota fecal foi avaliada. Após 4 semanas, a análise das amostras de fezes mostrou um aumento na diversidade bacteriana em comparação com a linha de base. No entanto, esta diversidade não diferia entre os indivíduos que tinham consumido cerveja com ou sem álcool. Como a única diferença entre os dois grupos era o álcool, outras substâncias presentes nas duas bebidas poderiam explicar o fenómeno observado. Os compostos bioativos, como os polifenóis e os ácidos fenólicos, presentes na cerveja com e sem álcool, poderiam ter um efeito positivo na saúde, possivelmente através de um aumento da diversidade bacteriana. Alguns destes compostos bioativos são desenvolvidos durante o processo de fabrico da cerveja e podem provir do lúpulo ou do malte. Sabemos que as bactérias dos nossos intestinos metabolizam os compostos alimentares e poderiam utilizá-los para o seu próprio metabolismo. São necessários mais trabalhos para determinar os efeitos destes compostos bioativos nas bactérias intestinais. Idealmente, estes deveriam envolver um grupo maior de indivíduos que não consomem álcool no início.

São necessários mais estudos antes de se poder recomendar o consumo de uma cerveja por dia. De preferência, deve escolher-se cerveja sem álcool, uma vez que o álcool, mesmo em pequenas quantidades, tem sido associado a efeitos nocivos para a saúde.

Como explica o facto de o consumo diário de cerveja, com ou sem álcool, durante 4 semanas, não ter conduzido a um aumento do peso e da gordura corporal, nem a uma alteração significativa dos biomarcadores cardiometabólicos séricos?

A comparação entre os nove sujeitos do grupo da cerveja sem álcool e os dez sujeitos do grupo da cerveja com álcool que completaram o estudo mostrou que, no geral, não havia qualquer diferença em termos de função hepática ou de marcadores inflamatórios ou metabólicos. O aumento da diversidade bacteriana pode ter várias razões para não se traduzir numa melhoria destes marcadores. É possível que a duração do estudo tenha sido demasiado curta e que o número de participantes em cada grupo tenha sido demasiado reduzido. Apesar de os indivíduos de ambos os grupos terem excesso de peso, a maior parte dos outros marcadores estavam dentro dos limites da normalidade. Seria, portanto, interessante avaliar os efeitos em pacientes com síndroma metabólica para verificar se existe uma melhoria da disbiose intestinal, um aumento da diversidade bacteriana e uma melhoria concomitante dos parâmetros metabólicos.

DERMATITE ATÓPICA: O MICOBIOTA CUTÂNEO AO MICROSCÓPIO

^{Schmid B, Künstner A, Fähnrich A et al. Dysbiosis of skin microbiota with increased fungal diversity is associated with severity of disease in atopic dermatitis. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2022 Jun 21.}

Uma doença inflamatória da pele, a dermatite atópica (DA) é complexa e multifatorial, com componentes genéticos, imunitários mas também microbianos. Por exemplo, a pele dos doentes com DA tem geralmente uma abundância aumentada de Staphylococcus aureus. Mas o que acontece com as comunidades fúngicas? Um estudo recente lançou alguma luz sobre esta área cinzenta. Foram recolhidos esfregaços de pele de 16 doentes com DA e de 16 indivíduos saudáveis em 4 locais da pele (prega antecubital, pescoço dorsal, glabela e vértice). Para acompanhar a evolução por crise da doença, foram colhidas amostras em 3 datas (semanas 0, 2 e 4) para os doentes e em 2 datas para os controlos (semanas 0 e 4). A análise dos 320 esfregaços revelou que o fungo Malassezia predominava em todos os indivíduos, saudáveis ou doentes. No entanto, nos doentes com doença de Alzheimer grave, este predomínio foi anulado a favor de fungos como Candida ou Debaryomyces, o que resultou numa maior diversidade fúngica. Em termos de bactérias, as Cutibacterium são menos prevalentes, enquanto os Staphylococcus, e em particular S. aureus e S. epidermidis, são mais prevalentes. A maior presença de S. aureus poderia favorecer a proliferação de Candida, uma atividade sinérgica entre os dois microrganismos já demonstrada anteriormente. O estudo mostrou também uma ligação entre a disbiose cutânea e o grau de DA: as comunidades bacterianas e fúngicas dos doentes com DA grave diferiam significativamente das dos doentes com formas ligeiras a moderadas e dos controlos. As comunidades cutâneas dos dois últimos grupos (DA ligeira a moderada e controlos) eram globalmente semelhantes, com algumas exceções bacterianas (mais estafilococos e menos cutibactérias na DA ligeira a moderada versus sem DA). Assim, uma disbiose pronunciada da microbiota é caraterística das formas graves, mas não das formas menos pronunciadas de dermatite.

RELAÇÃO ENTRE A DINÂMICA DA MICROBIOTA GASTROINTESTINAL E O SEU METABOLOMA E O RESULTADO CLÍNICO DO TRANSPLANTE DE CÉLULAS ESTAMINAIS HEMATOPOIÉTICAS EM CRIANÇAS

^{Vaitkute G, Panic G, Alber DG, et al. Linking gastrointestinal microbiota and metabolome dynamics to clinical outcomes in paediatric haematopoietic stem cell transplantation. Microbiome 2022; 10: 89.}

O transplante de células estaminais hematopoiéticas (GCSH) é utilizado para tratar muitas doenças. Após o GCSH, podem ocorrer doenças do enxerto contra o hospedeiro e infeções, que constituem as principais causas de mortalidade. O papel da microbiota intestinal (MI) nas complicações pós-GCSH em pacientes pediátricos ainda é pouco conhecido. Num estudo longitudinal, Vaitkute et al. investigaram se a MI e o metaboloma fecal estavam associados ao resultado clínico em 64 doentes pediátricos submetidos a GCSH durante um período de hospitalização de aproximadamente 66 dias. Após o GCSH, a diversidade alfa da MI diminuiu. Foram observadas alterações na composição do MI, sendo que a maioria dos doentes não regressou à linha de base. A MI foi dividida em tipos de estado comunitário (community state types, CST). O CST1 era comum antes do GCSH, com abundância de Clostridium XIVa, Bacteroides e Lachnospiraceae. A ausência de nutrição parentérica total contribuiu para o CST1. O CST2 era comum após o GCSH e caracterizava-se pela presença abundante de Streptococcus e Staphylococcus e pela utilização de vancomicina e metronidazol. O CST3 também era comum após o GCSH e incluía Enterococcus, Enterobacteriaceae e Escherichia em abundância. O CST3 foi associado a um maior risco de viremia, à utilização de nutrição parentérica total e à utilização de vários antimicrobianos. As análises metabolómicas mostraram que a presença inicial de butirato nas fezes estava associada a um menor risco de viremia. A análise longitudinal mostrou uma diminuição do acetato e do butirato e um aumento da glucose após o GCSH. Os taxa microbianos intestinais e os metabolitos identificados podem constituir biomarcadores úteis para prever o risco de complicações pós-GCSH. No entanto, são necessários estudos longitudinais de maior dimensão.

ESTUDO PROSPETIVO DA RELAÇÃO ENTRE A MICROBIOTA INTESTINAL DO LACTENTE E A RESPOSTA ÀS VACINAS

^{Moroishi Y, Gui J, Nadeau KC, et al. A prospective study of the infant gut microbiome in relation to vaccine response. Pediatr Res 2022 [Epub ahead of print].}

O estabelecimento da microbiota intestinal (MI) no início da vida é essencial para o desenvolvimento do sistema imunitário. Além disso, a MI contribui para as respostas imunitárias à vacinação, particularmente contra a poliomielite. No entanto, a investigação nesta área é ainda escassa. Moroishi et al. recrutaram 83 lactentes e estudaram a relação entre a composição e a função da MI no início da vida (6 semanas de idade) e a resposta de anticorpos ao polissacárido capsular pneumocócico (PCP) e ao toxoide tetânico (TT) com 1 ano de idade. As análises de PERMANOVA das composições da comunidade microbiana intestinal correspondente mostraram uma fraca associação com as respostas de anticorpos ao PCP e ao TT. Nas suas análises metagenómicas, os autores demonstraram uma associação inversa entre a resposta ao TT e Aeriscardovia aeriphila, enquanto a associação foi positiva com Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Streptococcus thermophilus e Anaerococcus vaginalis. No entanto, apenas a A. aeriphila permaneceu significativa após a correção FDR. Uma resposta mais baixa à vacina contra a PCP foi associada a nove vias, incluindo a biossíntese da fenilalanina e a biossíntese de novo de desoxirribonucleótidos de pirimidina. Em contrapartida, as vias da biossíntese do pantotenato e da coenzima A III, da degradação dos ribonucleósidos de pirimidina, da degradação do metilfosfonato II e da biossíntese de novo dos ribonucleótidos de pirimidina foram associadas a uma maior resposta à PCP. Cinco vias foram positivamente associadas à resposta ao TT, nomeadamente as vias de biossíntese do CDP-diacilglicerol I e II.

Em conclusão, a espécie A. aeriphila pode ser utilizada como marcador de resposta ao TT. Além disso, as funções da MI no início da vida poderiam influenciar a resposta vacinal do lactente.

UMA META-ANÁLISE DA MICROBIOTA DA MUCOSA REVELA ASSINATURAS MICROBIANAS UNIVERSAIS E DISBIOSE NA CARCINOGÉNESE GÁSTRICA

^{Liu C, Ng SK, Ding Y, et al. Meta-analysis of mucosal microbiota reveals universal microbial signatures and dysbiosis in gastric carcinogenesis. Oncogene 2022; 41: 3599-10.}

O cancro gástrico (CG) é a quarta principal causa de morte por cancro. As fases de desenvolvimento do CG são a gastrite superficial (GS), a gastrite atrófica (AG), a metaplasia intestinal (MI), a displasia e o carcinoma gástrico. As infeções por Helicobacter pylori estão frequentemente implicadas no CG, reduzindo a secreção de ácido gástrico e permitindo a proliferação de microrganismos não-H. pylori. Estudos sobre as associações entre a microbiota gástrica e o CG produziram resultados contraditórios. Liu et al. efetuaram uma meta-análise da microbiota gástrica em seis estudos independentes, a fim de identificar assinaturas microbianas no CG. A diversidade alfa foi menor no CG do que no GS, GA e MI. Os géneros Veillonella, Dialister, Granulicatella, Herbaspirillum, Comamonas, Chryseobacterium, Shewanella e Helicobacter foram identificados como biomarcadores universais que distinguem o CG do GS. Além disso, os patógenos oportunistas Fusobacterium, Parvimonas, Veillonella, Prevotella e Peptostreptococcus foram mais abundantes no GC do que no GS. Por outro lado, Bifidobacterium, Bacillus e Blautia foram menos abundantes. As funções microbianas foram deduzidas utilizando a ferramenta PICRUSt2. Em comparação com GS, a via mais enriquecida no CG foi a maturação de peptidoglicano a partir da biossíntese de peptidoglicano. A via mais depletada no CG foi o ciclo do ácido tricarboxílico específico de Helicobacter, o que é consistente com a abundância muito baixa de Helicobacter em doentes com CG. Os autores também descobriram que a Helicobacter parecia afetar o microbiota gástrico, na medida em que os doentes com H. pylori negativo apresentavam uma maior diversidade microbiana do que os doentes com H. pylori positivo. Em conclusão, o microbiota gástrico pode constituir um biomarcador que permite distinguir entre as diferentes fases da doença.

CONHECIMENTOS SOBRE UMA MICROBIOTA SAUDÁVEL

Apesar de ter sido agendada para o último dia do congresso, o sucesso da sessão intitulada “The microbiome as modulators of gut function” (O microbioma como modulador da função intestinal) pode ser facilmente explicado pela seleção dos especialistas. Presidida pelo Prof. Harry Sokol (Paris, França) e pelo Prof. Tim Vanuytsel (Lovaina, Bélgica), a primeira conferência, proferida pelo Prof. Jeroen Raes do Centro de Microbiologia VIB (Lovaina, Bélgica), incidiu sobre o tema da microbiota intestinal saudável. Raes salientou que é essencial ter uma definição do que constitui uma variação da microbiota normal para se poder fazer o diagnóstico correto, mas que nem sequer sabemos o que significa uma flora saudável. De facto, uma análise de base populacional realizada pelo Flemish Gut Flora Project (projeto flamengo sobre a flora intestinal) mostrou que <10% da variação da microbiota pode ser explicada por fatores ambientais e do hospedeiro[1]. Ele mostrou que muitas dessas variáveis foram encontradas no Dutch Microbiome Project, que recentemente confirmou os efeitos importantes do ambiente e da coabitação [2].

Para além da significativa variabilidade inter-individual, o Prof. Raes mostrou que existe uma variação intra-individual substancial na presença quantitativa de géneros microbianos [3]. Explicou que a duração do trânsito intestinal não só era o principal fator de confusão na composição da microbiota, mas também o fator que explicava a sua variação temporal em indivíduos saudáveis. Embora os enterótipos (composições preferenciais da comunidade) se tenham mantido relativamente estáveis, ilustrou ricamente a natureza disbiótica do novo enterótipo B2, caracterizado por um elevado número de bactérias do género Bacteroides e uma baixa carga microbiana. Para além do valor diagnóstico deste marcador em várias doenças, apresentou dados surpreendentes sobre o papel desempenhado pelas estatinas na modulação da microbiota. Por último, salientou a necessidade de mais trabalhos de ecologia in vitro, uma vez que a identificação das espécies e das suas interações é essencial para melhorar os tratamentos probióticos e o transplante de microbiota fecal (TMF).

GRANDE PLANO SOBRE AS ESTIRPES E OS METABOLITOS MICROBIANOS

Como alternativa aos trabalhos in vitro, os investigadores italianos apresentaram uma abordagem metagenómica melhorada ao nível das estirpes, com o objetivo de identificar subtipos de espécies ligados à TMF. No primeiro de muitos resumos interessantes apresentados na sessão intitulada “Gut microbiome as pathogenic and therapeutic player” (O microbioma intestinal como agente patogénico e terapêutico), foram ilustrados os eventos de absorção de enxertos ou de partilha de estirpes em dadores e recetores de TMF para diferentes doenças. Curiosamente, o sucesso clínico da TMF foi associado a um maior enxerto de estirpes de dadores, que foi ainda melhorado com múltiplas vias de administração e após a utilização de antibióticos para doenças infeciosas. [4] Graças a estas descobertas, a seleção de dadores poderá, no futuro, tornar possível otimizar não só a composição da microbiota mas também a resposta pósTMF, com protocolos específicos para diferentes doenças.

Durante a sessão principal sobre a microbiota, o Prof. Nicolas Cenac (Toulouse, França) explicou o papel dos lipopeptídeos bacterianos na síndrome do intestino irritável (SII), uma das doenças gastrointestinais mais comuns. Após a demonstração das propriedades analgésicas destes metabolitos, o seu grupo explorou a ligação entre a disbiose induzida pelo stress durante a gravidez e o desenvolvimento da hipersensibilidade visceral (HSV) de origem colónica, caraterística da SII. Demonstrou que os sintomas semelhantes aos da SII induzidos pelo stress pré-natal em ratos, com uma diminuição de Ligilactobacillus murinus, estavam associados ao HSV. Este fenómeno também resultou numa menor produção de lipopeptídeos contendo ácido γ-aminobutírico (GABA), com regressão do VHS após administração intracólica em ratos. O Prof. Cenac explicou por que razão era necessária uma tradução em humanos, confirmada por uma diminuição dos lipopeptídeos contendo GABA nas fezes de doentes com SII. Os metabolitos microbianos são novos atores promissores na SII e foram objeto de uma publicação completa após o congresso [5].

MICROBIOTA, DIETA MEDITERRÂNICA E IMUNOTERAPIA

No UEG Week, vários resumos importantes abordaram potenciais fatores ligados ao sucesso da imunoterapia no melanoma, um tipo de cancro da pele. O Dr. Johannes R. Björk (Groningen, Países Baixos) apresentou as alterações que ocorrem na microbiota intestinal em resposta à imunoterapia. Um dos vencedores do prémio “Top Abstract”, começou a segunda parte da sessão de abertura indicando que os biomarcadores microbianos intestinais, presentes na linha de base, eram preditivos da resposta ao tratamento. No entanto, explicou que a dinâmica da microbiota durante o tratamento permanecia inexplorada. Com base num estudo de coorte multicêntrico, a sua análise longitudinal de amostras de fezes repetidas mostrou que as espécies da família Lachnospiraceae aumentavam nos respondedores, enquanto as espécies da família Bacteroides aumentavam nos não respondedores. Para além destes potenciais novos alvos (para a TMF, por exemplo), as alterações na microbiota das pessoas que sofrem de colite induzida por imunoterapia podem também fornecer marcadores de diagnóstico no futuro.

Curiosamente, o aumento das bactérias produtoras de butirato nos respondedores sugeriu que a degradação das fibras poderia desempenhar um papel importante. Por conseguinte, os mesmos grupos de investigadores dos Países Baixos e do Reino Unido centraram-se no papel da dieta numa outra análise. Mostraram que os doentes que responderam à imunoterapia tinham maior probabilidade de seguir uma dieta mediterrânica, que é rica em ácidos gordos monoinsaturados, polifenóis e fibras. Além disso, os acontecimentos adversos imunomediados foram menos frequentes com o consumo de cereais integrais ou leguminosas e mais frequentes com o consumo de carne vermelha e processada. Outros ensaios clínicos mostrarão se isto se traduz em benefícios terapêuticos para diferentes tipos de tumores, incluindo os cancros gastrointestinais.

Em conclusão, descobertas importantes sobre estirpes e metabolitos microbianos e sobre o papel da dieta permitem-nos compreender melhor a microbiota intestinal na doença, tendo em conta fatores de confusão importantes (mesmo em microbiotas saudáveis).

O QUE É QUE JÁ SABEMOS SOBRE ESTE ASSUNTO?

A ingestão de alimentos é essencial para a sobrevivência dos animais e uma regulação inadequada do comportamento alimentar tem consequências metabólicas e psiquiátricas graves, como a obesidade e a anorexia [2]. A ingestão de alimentos envolve processos complexos que vão desde a transformação dos nutrientes e a sua absorção no intestino e na sua periferia até ao sistema nervoso central, que regula o apetite e controla a alimentação. No campo da biologia do apetite, muito trabalho temse centrado na caraterização dos circuitos neurais envolvidos na alimentação, tais como os neurónios que expressam AgRP (agouti-related peptide) no núcleo arqueado do hipotálamo, que são necessários para a ingestão homeostática de alimentos [3]. Mais recentemente, foi demonstrado que o intestino e os microrganismos que aí residem regulam o metabolismo [4] e aspetos do comportamento alimentar [5]. O facto de os compostos produzidos pelos microrganismos influenciarem o apetite está menos bem estabelecido. Os ácidos gordos de cadeia curta, subprodutos da fermentação microbiana, reduzem a ingestão de alimentos em ratos [6]. No entanto, a existência de uma via intestino-cérebro que ligue os compostos microbianos aos processos neuronais que regulam o apetite e o comportamento alimentar ainda não foi demonstrada. Pensa-se que o recetor Nod2 desempenha um papel na ingestão de alimentos; de facto, os ratos cujo gene Nod2 foi invalidado apresentam um aumento de peso quando alimentados com uma dieta rica em gordura [7]. Além disso, o NFkB (nuclear factor kB), um componente de sinalização a jusante do Nod2, é expresso em neurónios hipotalâmicos, e a sua ativação no hipotálamo regula o equilíbrio energético [8]. Isto sugere que o hipotálamo pode apresentar um ponto de integração único para sinais derivados da microbiota e comportamentos alimentares.

QUAIS SÃO OS PRINCIPAIS RESULTADOS FORNECIDOS POR ESTE ESTUDO?

Os autores demonstraram que a ativação da sinalização Nod2 no hipotálamo afetou o comportamento alimentar e a regulação da temperatura corporal em ratos (Figura 1). Verificou-se que o Nod2 é expresso em neurónios de diferentes regiões do cérebro do rato, incluindo o estriado, o tálamo e o hipotálamo. Os autores procuraram então determinar se os muropeptídeos radiomarcados podiam chegar ao cérebro quando introduzidos diretamente através do trato gastrointestinal ou através de bactérias radiomarcadas. Ambos os modos de administração resultaram numa acumulação de muropeptídeos no cérebro.

Para investigar o papel funcional do Nod2 nos neurónios, foram utilizados modelos de ratinhos knock-out condicionais que visavam a deleção do Nod2 para demonstrar que ratinhos fêmeas mais velhos com deleção do Nod2 em neurónios inibitórios que expressam o transportador vesicular de GABA (Vgat/Slc32a1) apresentam um aumento de peso e um controlo de temperatura corporal deficiente. A medição da expressão de Fos no cérebro revelou que os ratos fêmeas mais velhos tinham maior atividade neuronal nos núcleos arqueado e dorsomedial do hipotálamo. Em seguida, os autores injetaram vírus adeno-associados (AAV) que expressam Cre em ratinhos Nod2flox para desativar a expressão de Nod2 localmente nos neurónios inibitórios do núcleo arqueado do hipotálamo, demonstrando que a deficiência de Nod2 nos neurónios hipotalâmicos era suficiente para induzir variações de peso e desregulação da temperatura corporal (Figura 2).

Finalmente, para examinar o papel da microbiota nas variações dependentes de Nod2 na regulação do apetite e da temperatura, os autores administraram antibióticos de largo espetro a ratinhos cujo gene Nod2 tinha sido especificamente invalidado nos neurónios hipotalâmicos. Os ratinhos hipotalâmicos deficientes em Nod2 submetidos a tratamento com antibióticos apresentaram apetite e ganho de peso normais até à retirada dos antibióticos, altura em que apresentaram um aumento do apetite e do ganho de peso em comparação com os ratinhos de controlo não deficientes em Nod2. Estes dados sugerem que os produtos derivados da microbiota podem modular o apetite em ratinhos fêmeas através de um mecanismo dependente de Nod2.

QUAIS SÃO AS CONSEQUÊNCIAS NA PRÁTICA?

Neste novo e interessante trabalho, Gabanyi e a sua equipa identificaram um papel funcional para a expressão de Nod2 em neurónios hipotalâmicos na regulação do apetite e da temperatura corporal em ratinhos fêmeas idosos, mas não em machos. Os mecanismos celulares e moleculares que determinam este efeito estão ainda por esclarecer. As diferenças de sexo na composição da microbiota poderiam desempenhar um papel nas diferenças observadas na resposta à deficiência neuronal de Nod2; no entanto, a composição microbiana não foi estudada pelos autores. Além disso, para além dos muropeptídeos, outros produtos derivados de microrganismos e estímulos endógenos podem regular a expressão ou ativação de Nod2 [9], embora não tenham sido abordados neste estudo. São necessários mais dados para distinguir a atividade e a contribuição destes outros estímulos da dos muropeptídeos. Outros fatores podem ter contribuído para os resultados apresentados neste artigo, em particular o aumento da permeabilidade do intestino e da barreira hematoencefálica com a idade, o que poderia permitir que mais moléculas derivadas de microrganismos entrassem na circulação a partir do intestino e se acumulassem no cérebro [10]. São necessários mais estudos para clarificar os papéis do género e da idade nos fenótipos observados.

O QUE É QUE JÁ SABEMOS SOBRE ISTO?

O leite materno (LM) é reconhecido como a melhor escolha para alimentar os recém-nascidos, particularmente os bebés de muito baixo peso à nascença (TFPN) com peso inferior a 1250g. Nas unidades de cuidados intensivos, quando o aleitamento materno não é possível, recomenda-se que o leite materno pasteurizado (LFP) seja doado através de um lactário. Além disso, o enriquecimento do LM ou do LFP é muitas vezes necessário para garantir um crescimento ótimo. Este enriquecimento é tradicionalmente efetuado com fortificantes derivados do leite de vaca (FoLV) e, mais recentemente, com fortificantes derivados do leite de mulher (FoLF). Para além disso, sabemos que os recém-nascidos com TFPN têm uma microbiota intestinal anormal. No entanto, não se sabe como é que a composição desta microbiota intestinal pode ser melhorada com os nutrientes utilizados nos fetos com TFPN.

São necessários estudos clínicos para determinar o impacto destes diferentes enriquecimentos na microbiota intestinal dos recém-nascidos com TFPN.

QUAIS SÃO AS PRINCIPAIS CONCLUSÕES DESTE ESTUDO?

O ensaio randomizado controlado OptiMom incluiu 119 recém-nascidos com um peso de nascimento <1250g, 56 FoLV e 63 FoLF. A mediana do termo e do peso ao nascer foi de 880 g e 27,9 semanas, sem diferenças nos vários parâmetros entre os dois grupos.

Os recém-nascidos FoLF apresentaram menor diversidade microbiana (índice de Shannon) (p < 0,005). Proteobactérias e Firmicutes predominaram em ambos os grupos, com uma maior abundância relativa de Proteobactérias (p = 0,0003) incluindo Enterobacteriaceae sem classificação (p = 0,005) e uma menor abundância relativa de Firmicutes (p = 0,001) incluindo Clostridium stricto sensu (p = 0,04) em FoLF do que FoLV (Figura 1). A abundância bacteriana aumentou de forma constante ao longo do tempo no grupo FoLV, ao passo que se alterou pouco no grupo FoLF (p = 0,03). A abundância relativa de Clostridium stricto sensu (p = 0,04) foi maior nos recém-nascidos FoLV do que nos FoLF e a de Enterobacteriaceae sem classificação menor (p = 0,005) (Figura 2). Após a normalização da abundância dos taxa, surgiram mais diferenças ao nível do género, com concentrações mais elevadas de Eubacteriaceae sem classificação (p < 0,0001), Streptococcus (p = 0,0002) e Staphylococcus (p = 0,002), e mais baixas de Clostridium stricto sensu (p = 0,04) em recém-nascidos FoLF em comparação com FoLV. Estas alterações na abundância bacteriana estavam associadas a alterações na função microbiana. Por último, foi possível prever o tipo de fortificante recebido com base na abundância microbiana das fezes.

Os autores analisaram os efeitos dos volumes de leite. Em ambos os grupos, volumes mais elevados de LM durante 3 dias foram associados a uma maior diversidade alfa, mas sem relação com a densidade bacteriana total. Com maiores volumes de LM, observou-se uma maior abundância relativa e normalizada de Veillonella em ambos os grupos, e de Streptococcus no grupo FoLV. Foi encontrada uma relação positiva entre os volumes de LM e as concentrações de Staphylococcus no grupo FoLF, e com Eubacteriaceae sem classificação no grupo FoLV.

Os volumes de LFP foram associados a uma maior diversidade apenas no grupo FoLV, tal como a densidade bacteriana. Abundâncias relativas e normalizadas mais baixas de Eubacteriaceae sem classificação, Streptococcus e mais altas de Clostridium stricto senso foram encontradas de forma semelhante em recém-nascidos FoLV com volumes LFP mais altos.

Volumes mais altos de FoLV foram positivamente relacionados à diversidade e densidade bacteriana para o grupo FoLV, mas não para FoLF. Os volumes FoLV foram positivamente associados às abundâncias relativas e normalizadas de Firmicutes e Clostridium stricto sensu, enquanto os volumes FoLF foram positivamente associados às abundâncias relativas e normalizadas de Clostridium stricto sensu e negativamente associados às de Staphylococcus.

QUAIS SÃO AS CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS?

Este estudo mostra que é importante compreender o impacto dos diferentes nutrientes utilizados na microbiota intestinal dos recém-nascidos TFPN, de modo a ter um efeito benéfico na sua saúde a curto e longo prazo.

O QUE É QUE JÁ SABEMOS SOBRE ISTO?

A microbiota intestinal tem sido implicada na fisiopatologia de certas perturbações de dor crónica, incluindo a dor associada à síndrome do intestino irritável (SII) e à fibromialgia [2]. Esta hipótese baseia-se em grande parte em estudos que mostram uma associação entre os níveis de dor e as alterações na composição da microbiota intestinal, nas diferenças nos limiares de dor entre ratinhos criados convencionalmente e ratinhos axénicos, que normalizam após a colonização bacteriana, ou na capacidade das bactérias para produzir metabolitos neuroativos in vitro [3]. No entanto, faltam dados que demonstrem uma ligação causal e os mecanismos exatos subjacentes à dor visceral induzida pela microbiota intestinal, bem como a identificação das espécies bacterianas específicas envolvidas. Os autores deste artigo relataram anteriormente que a dor abdominal em pacientes com SII melhorou após a restrição da ingestão de hidratos de carbono fermentáveis. Esta melhoria foi associada a alterações no perfil da microbiota intestinal e a concentrações mais baixas de histamina urinária [2], um mediador conhecido da hipersensibilidade visceral [4]. No presente artigo, os autores estudaram as funções da microbiota intestinal que desencadeiam a produção de histamina e a hipersensibilidade visceral, utilizando ratinhos axénicos colonizados com a microbiota fecal de doentes com SII ou de indivíduos saudáveis.

QUAIS SÃO AS PRINCIPAIS CONCLUSÕES DESTE ESTUDO?

Em primeiro lugar, foi observada uma correlação positiva entre a gravidade da dor visceral e a concentração de histamina urinária numa coorte de doentes com SII.

A hipersensibilidade visceral e a mecanossensibilidade intestinal, avaliadas através da medição do potencial de ação nos nervos aferentes do cólon, foram mais elevadas nos ratinhos axénicos colonizados com a microbiota fecal de pacientes com SII com níveis elevados de histamina urinária do que nos colonizados com microbiota associada a níveis baixos de histamina urinária. A microbiota era efetivamente responsável pela produção de histamina nos doentes com SII e níveis urinários elevados deste metabolito (Figura 1). Além disso, uma dieta pobre em hidratos de carbono fermentáveis reduziu a hipersensibilidade visceral mediada pela histamina.

Através de uma abordagem cultural, a bactéria Klebsiella foi então identificada como a principal produtora de histamina nos doentes com SII e cujos níveis urinários desta molécula eram elevados.

Em comparação com os indivíduos saudáveis, os doentes com SII apresentavam uma maior prevalência de K. aerogenes e uma abundância relativamente mais elevada do gene da histidina descarboxilase (hdc), responsável pela produção de histamina. De um ponto de vista mecanicista, a histamina produzida por K. aerogenes estava envolvida no recrutamento de mastócitos, desempenhando um papel no fenótipo da dor em ratinhos. A expressão de H4R (recetor 4 da histamina) foi aumentada no cólon de ratinhos colonizados com a microbiota fecal de doentes com SII com níveis elevados de histamina urinária. In vitro, o bloqueio do H4R bloqueia a quimiotaxia dos mastócitos. Finalmente, in vivo, o bloqueio do H4R reduziu as respostas visceromotoras à distensão colorretal em ratinhos colonizados com a microbiota fecal de doentes com SII com níveis elevados de histamina urinária.

QUAIS SÃO AS CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS?

Este estudo demonstra o papel específico da produção de histamina por certas bactérias da microbiota intestinal nos sintomas dolorosos de um subgrupo de pacientes com SII, no contexto de uma dieta rica em hidratos de carbono fermentáveis. Isto sugere que a distensão intestinal relacionada com a produção de gás não é o principal fator de desencadeamento nociceptivo nestes doentes. A identificação de K. aerogenes, ou de outras bactérias produtoras de histamina, poderia orientar as recomendações dietéticas, as terapias dirigidas à microbiota ou a utilização de antagonistas dos recetores H4 num subgrupo de doentes com SII.

COMPOSIÇÃO E FUNÇÃO DA MICROBIOTA NO INÍCIO DA VIDA

A microbiota intestinal do lactente começa a desenvolver-se à nascença com um ecossistema muito simples, e a diversidade das suas espécies aumenta ao longo de um período de cerca de 2 a 3 anos (Caixa). Este processo desenrola-se em várias etapas, com perfis comuns identificados entre diferentes populações humanas (Figura 1). A colonização começa com espécies pioneiras provenientes principalmente do canal vaginal e das fezes ou da pele da mãe, consoante a criança tenha nascido por via vaginal ou por cesariana, respetivamente. As crianças nascidas por via vaginal apresentam uma maior abundância de Lactobacillus, Prevotella e Sneathia, enquanto as nascidas por cesariana são inicialmente colonizadas por Staphylococcus, Propionibacterium e Corynebacterium. As crianças amamentadas ao peito têm uma maior abundância de espécies dos géneros Bifidobacterium e Lactobacillus do que as crianças alimentadas com leite infantil, que têm uma maior abundância de Bacteroides, Enterobacteriaceae e Clostridiaceae. Com a introdução de alimentos sólidos, a microbiota intestinal torna-se cada vez mais diversificada, passando para um estado dominado por Bacteroidaceae, Lachnospiraceae e Ruminococcaceae, que persiste até à idade adulta (Figura 1) [1].

O intestino do lactente é uma fase metabólica importante, contribuindo para a digestão, o metabolismo energético e a educação imunitária. Através da digestão microbiana dos componentes do leite materno, as espécies do género Bifidobacterium baixam o pH do lúmen intestinal produzindo lactato e acetato, o que biano lipopolissacarídeo e promovendo o desenvolvimento de respostas imunitárias adaptativas tolerogénicas no intestino [4]. Dada a sua adaptabilidade particular ao ambiente intestinal do lactente, a sua transmissibilidade da mãe para o filho, a sua dominância no intestino do lactente, a sua importância para outros membros deste ecossistema microbiano e os seus benefícios para o hospedeiro, as espécies dos géneros Bacteroides e Bifidobacterium são provavelmente espécies-chave na microbiota do lactente humano (Figura 2).

OS FATORES QUE INFLUENCIAM A MICROBIOTA NO INÍCIO DA VIDA

As espécies pioneiras podem ter um impacto duradouro na trajetória da microbiota intestinal do lactente através de efeitos prioritários. Este processo ecológico implica que uma chegada precoce a um novo ecossistema desempenha um papel fundamental na formação da comunidade. Este processo explica a influência do modo de parto na composição inicial da microbiota do lactente. Grandes estudos de coorte identificaram diferenças na microbiota associadas ao parto por cesariana que persistem durante meses após o nascimento e que são suscetíveis de ter impacto neste período crítico do desenvolé considerado uma estratégia crucial para aumentar a absorção intestinal de nutrientes. O acetato é responsável pela maioria dos ácidos gordos de cadeia curta (AGCC) produzidos no intestino infantil e está implicado na prevenção de infeções por enteropatogénios [2]. As bifidobactérias também estão envolvidas num processo conhecido como cross-feeding ou alimentação cruzada, no qual a produção de acetato e lactato serve de substrato para o crescimento de outras espécies, tais como Roseburia, Eubacterium, Faecalibacterium e Anaeroestipes, promovendo assim a diversidade da microbiota. As espécies de Bacteroides também podem fermentar o leite materno e são importantes produtores de propionato, um AGCC. As espécies do género Bacteroides também têm uma capacidade única de metabolizar oligossacáridos derivados da mucina [3]. Esta plasticidade metabólica melhora a sua adaptabilidade às flutuações das condições intestinais entre as refeições, bem como após o desmame e a introdução de alimentos sólidos. As espécies do género Bacteroides são também essenciais para a educação imunitária, constituindo uma fonte importante do componente microvimento do hospedeiro [5]. Estas incluem uma menor abundância de espécies dos géneros Bacteroides e Bifidobacterium e uma maior abundância de espécies potencialmente patogénicas.

Para além do modo de parto, a disponibilidade e abundância de substratos nutricionais têm um efeito decisivo sobre a microbiota no início da vida. O leite materno contém mais de 10 g/L de HMO (human milk oligosaccharides, oligossacarídeos do leite humano), sendo a 2’fucosil-lactose (2’FL) e a trifucosilacto-N-hexaose (TF-LNH) as mais abundantes [6]. A maioria dos HMO são digeridos por espécies dos géneros Bifidobacterium e Bacteroides em AGCC. As bifidobactérias têm um vasto repertório de genes para digerir HMO. Várias subespécies de B. longum são frequentemente encontradas no intestino dos lactentes, sendo as subespécies infantis (B. infantis), longum (B. longum) e breve (B. breve) frequentemente isoladas das fezes de crianças saudáveis amamentadas, enquanto os lactentes alimentados com leite infantil são frequentemente colonizados por B. adolescentis. Destas subespécies, B. infantis tem o maior repertório de genes para digerir todas as estruturas HMO no leite humano [7]. O leite materno também influencia a composição da microbiota do lactente através de fatores imunitários, tais como compostos antimicrobianos (lactoferrina e lisozima) e efetores imunitários (IgAs, células imunitárias e citocinas), que são essenciais para a exclusão imunitária de microrganismos patogénicos [1]. É de notar que, em comparação com os lactentes amamentados, a menor abundância de Bifidobacterium observada em lactentes alimentados com leite infantil está associada a concentrações mais baixas de lactato e IgAs e a um pH mais elevado no lúmen intestinal.

Para além do modo de parto e da alimentação do lactente, outros fatores como o tabagismo materno, o índice de massa corporal, a diabetes gestacional, a asma familiar e o stress podem influenciar a microbiota no início da vida [8]. Os mecanismos subjacentes às associações entre estes fatores e a microbiota do lactente ainda não são claros, mas envolvem provavelmente alterações no microbiota materno e a subsequente transmissão vertical à criança, bem como o aumento do risco de cesariana e as famílias mais baixas de sucesso do aleitamento materno associadas a muitos destes fatores. Em geral, os efeitos individuais de fatores como o modo de parto, a utilização de antibióticos e o aleitamento materno estão relativamente bem caracterizados. No entanto, os efeitos combinados destas exposições continuam a ser mal compreendidos.

DISBIOSE NO INÍCIO DA VIDA: UMA CAUSA DE DOENÇAS NÃO TRANSMISSÍVEIS

A microbiota no início da vida é um ecossistema jovem e é, por isso, menos resiliente por natureza. A resiliência ecológica é a capacidade de um ecossistema regressar ao seu estado original após uma perturbação. A microbiota de um lactente corre, portanto, um risco maior de ter a sua trajetória permanentemente alterada numa fase crítica do desenvolvimento. A utilização peri e pós-natal de antibióticos induz alterações radicais na composição e diversidade da microbiota do lactente, conhecidas como “disbiose”, reduzindo a abundância de bifidobactérias e a diversidade global da microbiota e aumentando as espécies patogénicas. Este efeito é observado mesmo quando os antibióticos são administrados apenas às mães durante o parto vaginal (para prevenir infeções estreptocócicas B) e aumenta quando são administrados aos lactentes durante o primeiro ano de vida, seguindo uma relação dose-resposta [9]. É de notar que mesmo um único ciclo de amoxicilina administrado a lactentes reduziu a abundância de bifidobactérias durante vários meses, demonstrando a sensibilidade deste importante grupo de bactérias a estes medicamentos de uso comum [10].

A exposição a antibióticos durante a gestação ou antes do desmame em roedores pode agravar as respostas imunitárias alérgicas (IgE, linfócitos Th2 e Th17), a adiposidade e a obesidade, as respostas autoimunes e a colite crónica [1]. Estas respostas sistémicas à disbiose no início da vida são consistentes com dados epidemiológicos consistentes que associam o uso de antibióticos no início da vida a várias doenças não transmissíveis. Por exemplo, uma revisão sistemática e meta-análise de 13 estudos identificou uma associação dose-resposta entre o uso de antibióticos e a obesidade, com um risco acrescido que varia entre 11% para lactentes que recebem uma única dose e 24% quando é administrado mais do que um tratamento [9]. Mais recentemente, uma revisão sistemática e uma meta-análise de 160 estudos que envolveram mais de 22 milhões de crianças encontraram associações significativas entre a utilização de antibióticos em crianças e a dermatite atópica, a alergia alimentar, a rinoconjuntivite alérgica, a asma, a artrite juvenil, a psoríase e as perturbações do espetro do autismo [11].

A direccionalidade e a causalidade são muito difíceis de estabelecer a partir de estudos epidemiológicos. No entanto, os resultados combinados de estudos pré-clínicos e as associações dose-resposta estabelecidas entre a utilização de antibióticos e a asma e a obesidade, em particular, argumentam a favor de medidas mais rigorosas para a utilização correta de antibióticos. Um estudo recente de crianças canadianas relatou um declínio na incidência de asma que foi paralelo à queda nas prescrições de antibióticos a nível da população entre 2000 e 2014. É importante referir que a composição da microbiota no primeiro ano de vida desempenhou um papel na associação entre a exposição a antibióticos e o diagnóstico de asma aos 5 anos de idade [12]. Este importante estudo fornece fortes evidências de uma relação causal entre a utilização de antibióticos e a asma em seres humanos, e demonstra a necessidade de uma utilização prudente de antibióticos para reduzir a incidência de asma.

RESTABELECER A DISBIOSE: EM QUE PONTO ESTAMOS?

As consequências deletérias da disbiose no início da vida merecem mais estudo, mas também ação. Reduzir o uso de cesarianas, de leite infantil e de antibióticos é um objetivo louvável, mas o seu potencial de sucesso é limitado tendo em conta as necessidades da sociedade. Foram experimentadas várias estratégias para restaurar a microbiota, com resultados mistos. Foram testados dois métodos para restaurar o ecossistema em cesarianas programadas: a sementeira vaginal e o transplante de microbiota fecal (TMF). A sementeira vaginal consiste em impregnar a pele e/ ou a cavidade oral de um recém-nascido com as secreções vaginais da mãe. Os três ensaios atualmente publicados sobre a sementeira vaginal mostraram que este método não restaura a microbiota após a cesariana para se assemelhar à microbiota após o parto vaginal [8]. Em contraste, o TMF mãe-lactente (administrado durante a primeira mamada) foi suficiente para corrigir a microbiota após a cesariana [13]. No entanto, embora os autores tenham testado as amostras utilizadas para deteção de agentes patogénicos, esta prática controversa acarreta um risco infecioso significativo e desnecessário para um recém-nascido saudável, e é pouco provável que se torne uma opção viável.

O uso de pré e probióticos pode ser uma abordagem mais prática e viável para restaurar a microbiota, particularmente à luz dos estudos resumidos acima. Um estudo recente mostrou que a depleção de bifidobactérias e genes que utilizam HMO poderia ser melhorada através da combinação da administração de uma estirpe de B. infantis com a amamentação [14]. Esta estratégia também atenuou as respostas pró-inflamatórias indutoras de alergia ao fim de um ano, mostrando mecanismos imunitários benéficos a longo prazo. No entanto, não há provas suficientes de que as atuais estratégias de restauração da microbiota sejam capazes de travar as famílias alarmantes de MNT pediátricas.