{"id":324349,"date":"2022-11-01T12:05:31","date_gmt":"2022-11-01T11:05:31","guid":{"rendered":"https:\/\/medizinonline.com\/bacterias-com-uma-funcao-de-absorcao-registam-a-saude-intestinal\/"},"modified":"2022-11-01T12:05:31","modified_gmt":"2022-11-01T11:05:31","slug":"bacterias-com-uma-funcao-de-absorcao-registam-a-saude-intestinal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/medizinonline.com\/pt-pt\/bacterias-com-uma-funcao-de-absorcao-registam-a-saude-intestinal\/","title":{"rendered":"Bact\u00e9rias com uma fun\u00e7\u00e3o de absor\u00e7\u00e3o registam a sa\u00fade intestinal"},"content":{"rendered":"

Investigadores de ETH Zurique, Inselspital e da Universidade de Berna est\u00e3o a equipar as bact\u00e9rias intestinais com uma fun\u00e7\u00e3o de registo de dados para monitorizar que genes est\u00e3o activos nas bact\u00e9rias. Os microrganismos ser\u00e3o um dia capazes de diagnosticar doen\u00e7as e registar os efeitos de uma dieta alimentar de uma forma n\u00e3o invasiva.<\/strong><\/p>\n

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Os nossos intestinos s\u00e3o o lar de in\u00fameras bact\u00e9rias que nos ajudam a digerir os alimentos. Mas o que fazem exactamente os microrganismos dentro do nosso corpo? Que enzimas produzem e quando? E como \u00e9 que as bact\u00e9rias metabolizam os alimentos promotores de sa\u00fade que nos ajudam a evitar doen\u00e7as? Para encontrar respostas a tais perguntas, investigadores do Departamento de Engenharia de Biosistemas da ETH Zurique em Basileia modificaram as bact\u00e9rias de modo a funcionarem como registadores de dados e registarem informa\u00e7\u00e3o sobre a actividade gen\u00e9tica. Juntamente com cientistas do Inselspital e da Universidade de Berna, testaram agora estas bact\u00e9rias em ratos. Este \u00e9 um passo importante para utilizar as “bact\u00e9rias sensor” na medicina no futuro, por exemplo, para diagnosticar a desnutri\u00e7\u00e3o ou para compreender qual a dieta certa para um paciente.<\/p>\n

O sistema imunit\u00e1rio torna-se um registador de dados<\/strong><\/p>\n

A fun\u00e7\u00e3o de registo de dados foi desenvolvida nos \u00faltimos anos por investigadores na ETH Zurique sob a lideran\u00e7a de Randall Platt, Professor de Engenharia Biol\u00f3gica. Para tal, utilizaram o mecanismo Crispr\/Cas, um tipo de sistema imunit\u00e1rio bacteriano encontrado em muitas esp\u00e9cies de bact\u00e9rias: se as bact\u00e9rias forem atacadas por v\u00edrus, podem incorporar trechos do material gen\u00e9tico viral numa \u00e1rea do seu pr\u00f3prio material gen\u00e9tico chamada matriz Crispr. Desta forma, as bact\u00e9rias lembram-se dos v\u00edrus com os quais estiveram em contacto e podem combat\u00ea-los mais rapidamente no caso de uma futura reinfesta\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Para poder utilizar este mecanismo como registador de dados, os investigadores n\u00e3o est\u00e3o a olhar para fragmentos gen\u00e9ticos de invasores virais, mas sim para outra coisa: o mecanismo pode ser utilizado de tal forma que as bact\u00e9rias incorporem fragmentos do seu pr\u00f3prio RNA mensageiro na matriz Crispr. O RNA Messenger est\u00e1 a construir mol\u00e9culas de instru\u00e7\u00e3o que as c\u00e9lulas utilizam para fazer prote\u00ednas. Os fragmentos de RNA do mensageiro fornecem, portanto, informa\u00e7\u00e3o sobre quais os genes que est\u00e3o actualmente a ser utilizados para produzir prote\u00ednas. Para que isto funcionasse bem, os investigadores introduziram a variedade Crispr da esp\u00e9cie bacteriana Fusicatenibacter saccharivorans numa estirpe da bact\u00e9ria intestinal Escherichia coli, que \u00e9 considerada segura e aprovada como um probi\u00f3tico. Parte da transfer\u00eancia foi o manual de constru\u00e7\u00e3o de uma enzima chamada transcriptase reversa, que pode transcrever o RNA no ADN. Esta enzima tamb\u00e9m transcreve a informa\u00e7\u00e3o do RNA do mensageiro na forma de ADN, que \u00e9 necess\u00e1ria para a incorpora\u00e7\u00e3o na matriz Crispr.<\/p>\n

Exame sem perturbar o corpo<\/strong><\/p>\n

Investigadores do Inselspital e da Universidade de Berna, liderados por Andrew Macpherson, administraram agora essas bact\u00e9rias intestinais modificadas a ratos no laborat\u00f3rio. A equipa recolheu amostras fecais destes animais, isolou o ADN bacteriano dos mesmos e analisou-o usando sequencia\u00e7\u00e3o de ADN de alto rendimento. Os investigadores foram capazes de reconstruir a informa\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica do RNA mensageiro a partir de uma enorme massa de dados utilizando a bioinform\u00e1tica. Os cientistas foram assim capazes de determinar de forma n\u00e3o invasiva a frequ\u00eancia com que a mol\u00e9cula de ARN mensageiro foi produzida pelas bact\u00e9rias intestinais durante a sua perman\u00eancia no corpo, e assim quais os genes que est\u00e3o activos.<\/p>\n

“Com o novo m\u00e9todo, podemos obter informa\u00e7\u00f5es directamente do intestino sem ter de perturbar a fun\u00e7\u00e3o intestinal”, diz Andrew Macpherson, professor e chefe de gastroenterologia do Inselspital Bern. Este m\u00e9todo tem assim vantagens sobre a colonoscopia, que pode ser desagrad\u00e1vel para os pacientes e perturbar sempre o funcionamento do intestino porque o intestino tem de estar vazio para o exame.<\/p>\n

Determinar o estado nutricional<\/strong><\/p>\n

“As bact\u00e9rias s\u00e3o muito boas a detectar as condi\u00e7\u00f5es ambientais e a adaptar o seu metabolismo \u00e0s condi\u00e7\u00f5es em mudan\u00e7a, tais como os alimentos”, explica Macpherson. Em experi\u00eancias com ratos alimentados com diferentes dietas, os investigadores conseguiram mostrar como as bact\u00e9rias adaptam o seu metabolismo ao respectivo fornecimento de nutrientes. Os investigadores gostariam de continuar a desenvolver o m\u00e9todo para que um dia possam tamb\u00e9m utiliz\u00e1-lo para estudar em doentes como a nutri\u00e7\u00e3o influencia o ecossistema intestinal e como isto afecta a sa\u00fade. O m\u00e9todo ser\u00e1 utilizado no futuro para determinar o estado nutricional de crian\u00e7as ou adultos. Com base nisso, a desnutri\u00e7\u00e3o poderia ser diagnosticada ou os m\u00e9dicos poderiam decidir se um paciente necessita de suplementos nutricionais. Os investigadores foram tamb\u00e9m capazes de detectar reac\u00e7\u00f5es inflamat\u00f3rias no intestino. Administraram as bact\u00e9rias sensoriais a ratos com inflama\u00e7\u00e3o intestinal, bem como a ratos saud\u00e1veis. Desta forma, foram capazes de determinar o perfil espec\u00edfico do RNA mensageiro das bact\u00e9rias intestinais que mudam para o modo inflamat\u00f3rio.<\/p>\n

Distinguir entre diferentes bact\u00e9rias<\/strong><\/p>\n

Parte do estudo em curso na revista Science \u00e9 tamb\u00e9m um desenvolvimento adicional gra\u00e7as ao qual os cientistas podem distinguir entre duas estirpes bacterianas com base em “c\u00f3digos de barras” gen\u00e9ticos individuais. No futuro, isto permitir\u00e1 estudar a fun\u00e7\u00e3o das muta\u00e7\u00f5es gen\u00e9ticas em bact\u00e9rias em animais de laborat\u00f3rio. Os investigadores podem utiliz\u00e1-lo para comparar o perfil de RNA do mensageiro de diferentes bact\u00e9rias, por exemplo bact\u00e9rias mutantes e as que n\u00e3o sofreram muta\u00e7\u00e3o. Gra\u00e7as ao registador de dados moleculares, \u00e9 poss\u00edvel, pela primeira vez, determinar este perfil enquanto as bact\u00e9rias passam pelo intestino e n\u00e3o apenas quando est\u00e3o presentes nas fezes. Assim, os cientistas sabem o que aconteceu quando as bact\u00e9rias ainda estavam a viver no intestino.<\/p>\n

Tamb\u00e9m seria conceb\u00edvel desenvolver mais o sistema para distinguir perfis de ARN de bact\u00e9rias no intestino delgado e no intestino grosso. Al\u00e9m disso, a fun\u00e7\u00e3o de registo de dados tamb\u00e9m poderia ser incorporada em outros tipos de bact\u00e9rias. Isto tornaria poss\u00edveis aplica\u00e7\u00f5es na monitoriza\u00e7\u00e3o ambiental. Analisando as bact\u00e9rias do solo de um campo, por exemplo, poder-se-ia provar se foram utilizados herbicidas.<\/p>\n

Aplica\u00e7\u00e3o segura poss\u00edvel<\/strong><\/p>\n

Os investigadores solicitaram uma patente para o pr\u00f3prio m\u00e9todo, bem como para perfis de ARN caracter\u00edsticos que permitem tirar conclus\u00f5es sobre certos nutrientes ingeridos, bem como sobre a sa\u00fade intestinal. Contudo, antes de as bact\u00e9rias dos sensores poderem ser utilizadas fora de um laborat\u00f3rio – mesmo nos pacientes – os cientistas ainda t\u00eam de esclarecer quest\u00f5es legais e de seguran\u00e7a. Porque as bact\u00e9rias s\u00e3o geneticamente modificadas. “Em princ\u00edpio, h\u00e1 possibilidades de utilizar microrganismos vivos geneticamente modificados como diagn\u00f3stico ou terap\u00eautica na medicina, se algumas condi\u00e7\u00f5es forem satisfeitas”, explica Platt. Assim, \u00e9 poss\u00edvel modificar as bact\u00e9rias dos sensores de modo a necessitarem de certos nutrientes e assim sobreviverem apenas dentro do intestino de um paciente. Fora do intestino, tais bact\u00e9rias morrem. A instala\u00e7\u00e3o de mecanismos de seguran\u00e7a adequados \u00e9 o pr\u00f3ximo passo para uma aplica\u00e7\u00e3o em medicina.<\/p>\n

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Fonte original:<\/p>\n

Schmidt F, et al.: Avalia\u00e7\u00e3o n\u00e3o invasiva da fun\u00e7\u00e3o intestinal utilizando c\u00e9lulas sentinela de grava\u00e7\u00e3o transcriptonal. Science, 12 de Maio de 2020, doi: 10.1126\/science.abm6038.<\/p>\n

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