ROCHESTER, Minnesota — Pesquisadores da Mayo Clinic descobriram que sinais químicos produzidos por bactérias intestinais atuam em conjunto para controlar a motilidade intestinal. Um sinal bacteriano ajuda a colocar o intestino em movimento, enquanto outro prepara as células intestinais para responderem com mais intensidade, amplificando o efeito.

A pesquisa amplia a compreensão dos cientistas sobre como o microbioma intestinal se comunica com o organismo, indo além do foco tradicional em bactérias individuais ou moléculas bacterianas.

Os achados, publicados no Proceedings of the National Academy of Sciences, apontam para uma possível nova direção para tratamentos baseados no microbioma: restaurar combinações de sinais microbianos em vez de ter como alvo um único microrganismo ou molécula. A estratégia pode ter implicações para a síndrome do intestino irritável com predomínio de constipação, uma condição crônica caracterizada por dor abdominal e constipação.

"O microbioma intestinal é composto por trilhões de microrganismos que produzem uma grande variedade de mensagens químicas que interagem com células ao longo de todo o trato digestivo", afirma Purna Kashyap, M.B.B.S., gastroenterologista da Mayo Clinic, diretor do Programa de Microbiômica da Mayo Clinic e um dos autores principais do estudo. "Decifrar como esses sinais atuam em combinação nos proporciona uma visão muito mais precisa do que está alterado na doença e do que precisaria ser restaurado para recuperar a função normal."

Como os sinais bacterianos atuam em combinação

Os pesquisadores se concentraram em duas moléculas bacterianas: hipoxantina e butirato. Pesquisas anteriores da Mayo Clinic encontraram níveis mais baixos de ambas em pacientes com síndrome do intestino irritável com predomínio de constipação. Esse achado levou os pesquisadores a uma pergunta mais aprofundada: como essas moléculas afetam a motilidade intestinal?

No novo estudo, os pesquisadores descobriram que a hipoxantina estimula células especializadas que revestem o intestino a liberar serotonina, um mensageiro químico que ajuda a transportar os alimentos pelo trato digestivo. O butirato atua de maneira diferente. Ele prepara as células para responderem com mais intensidade à hipoxantina, amplificando o efeito.

Essas células especializadas, chamadas células enterocromafins, funcionam como pontos de convergência onde diferentes sinais microbianos se encontram. Elas ajudam o intestino a receber e responder a várias mensagens químicas ao mesmo tempo.

Os pesquisadores acompanharam essa sequência de eventos desde o que acontece dentro de uma única célula intestinal até como o conteúdo se movimenta pelo intestino. Eles usaram células intestinais cultivadas em laboratório, modelos intestinais em miniatura chamados organoides, tecido intestinal e bactérias geneticamente modificadas para reunir cada parte do processo.

Gianrico Farrugia, M.D., presidente e CEO da Mayo Clinic e coautor do estudo, é gastroenterologista e sua pesquisa se concentrou nos mecanismos que controlam a função gastrointestinal.

"Temos a oportunidade de ir além do controle das consequências da doença e avançar em direção à restauração da função para os pacientes", afirma o Dr. Farrugia. "Isso começa respondendo às perguntas sem resposta que vemos em nossos pacientes e investigando os processos biológicos até compreendermos o mecanismo. Com essa profundidade de compreensão, podemos descobrir novas possibilidades de tratamento e, em última análise, avançar no desenvolvimento de novas curas."

O que vem a seguir

Os pesquisadores querem determinar, como próximo passo, se a identificação de combinações de sinais microbianos que estejam alteradas em pacientes individuais poderia, futuramente, ajudar a orientar o tratamento. Pesquisas futuras irão explorar se a restauração de sinais complementares pode melhorar a motilidade intestinal, com o objetivo de longo prazo de desenvolver terapias baseadas no microbioma mais precisamente direcionadas.

A pesquisa contou com o apoio dos National Institutes of Health, do Centro para Medicina Personalizada da Mayo Clinic, do Programa de Microbiômica da Mayo Clinic e de outras organizações. Um ou mais pesquisadores da equipe são inventores de uma tecnologia relacionada a esta pesquisa. Para a lista completa de autores, declarações e financiamento, consulte o estudo.

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