A matéria escura microbiana pode afetar os níveis de colesterol em humanos

Nas partes mais escuras do mundo, onde a luz não consegue bloquear a insondável generosidade das estrelas, olho para cima. Existem ainda menos partículas iluminando o universo do que bactérias no mundo, escondido da vista, um universo inteiro dentro de apenas um intestino humano.

p Muitas espécies são conhecidas, gostar E. coli , mas muitos mais, às vezes referida como "matéria escura microbiana, "permanecer indescritível.

p Nós sabemos que está lá, por causa de como isso afeta as coisas ao seu redor. "

Doug Kenny, um Ph.D. candidato na Escola de Pós-Graduação em Artes e Ciências

p Kenny é o co-autor de um novo estudo em Hospedeiro celular e micróbio que ilumina um pouco aquela matéria escura microbiana:uma espécie de bactéria intestinal que pode afetar os níveis de colesterol em humanos.

p "O metabolismo do colesterol por esses micróbios pode desempenhar um papel importante na redução das concentrações de colesterol sérico e intestinal, impactando diretamente a saúde humana, "disse Emily Balskus, professor de química e biologia química na Universidade de Harvard e co-autor sênior com Ramnik Xavier, membro central do Broad, co-diretor do Centro de Informática e Terapêutica do MIT e pesquisador do Massachusetts General Hospital. A bactéria recém-descoberta pode um dia ajudar as pessoas a controlar seus níveis de colesterol por meio da dieta, probióticos, ou novos tratamentos baseados em microbiomas individuais.

p De acordo com os Centros para Controle e Prevenção de Doenças (CDC), em 2016, mais de 12 por cento dos adultos nos Estados Unidos com 20 anos ou mais tinham níveis elevados de colesterol, um fator de risco para a principal causa de morte no país:doenças cardíacas. Apenas metade desse grupo toma medicamentos como estatinas para controlar seus níveis de colesterol; embora essas drogas sejam uma ferramenta valiosa, eles não funcionam para todos os pacientes e, embora raro, pode ter efeitos colaterais preocupantes.

p "Não estamos procurando a bala de prata para resolver as doenças cardiovasculares, "Kenny disse, "mas há este outro órgão, o microbioma, outro sistema em jogo que pode estar regulando os níveis de colesterol que ainda não pensamos. "

A lagoa de esgoto suíno

p Desde o final dos anos 1800, os cientistas sabiam que algo estava acontecendo com o colesterol no intestino. Por décadas, o trabalho se aproximou de uma resposta. Um estudo encontrou evidências de bactérias consumidoras de colesterol que vivem em uma lagoa de esgoto de suínos. Mas esses micróbios preferiam viver em porcos, não humanos.

p Estudos anteriores são como um arquivo de caso de pistas (um laboratório de 1977 até isolou o micróbio revelador, mas as amostras foram perdidas). Uma grande pista é o coprostanol, o subproduto do metabolismo do colesterol no intestino. "Porque o micróbio da lagoa de esgoto suíno também formou coprostanol, "disse Balskus, "decidimos identificar os genes responsáveis ​​por esta atividade, esperando que possamos encontrar genes semelhantes no intestino humano. "

p Enquanto isso, Damian Plichta, um cientista computacional do Broad Institute e co-primeiro autor com Kenny, procurou por pistas em conjuntos de dados humanos. Centenas de espécies de bactérias, vírus e fungos que vivem no intestino humano ainda precisam ser isolados e descritos, ele disse. Mas a chamada metagenômica pode ajudar os pesquisadores a contornar uma etapa:em vez de localizar uma espécie de bactéria primeiro e depois descobrir o que ela pode fazer, eles podem analisar a riqueza do material genético encontrado nos microbiomas humanos para determinar quais capacidades esses genes codificam.

p Plichta cruzou dados do genoma maciço do microbioma com amostras de fezes humanas para descobrir quais genes correspondiam a altos níveis de coprostanol. "A partir dessa enorme quantidade de correlações, " ele disse, "Nós ampliamos alguns genes potencialmente interessantes que poderíamos seguir em frente." Enquanto isso, depois que Balskus e Kenny sequenciaram todo o genoma da bactéria suína consumidora de colesterol, eles minaram os dados e descobriram genes semelhantes:um sinal de que eles estavam se aproximando.

A conexão humana

p Então Kenny estreitou ainda mais a busca. No laboratório, ele inseriu cada gene potencial em bactérias e testou quais enzimas produziam para quebrar o colesterol em coprostanol. Eventualmente, ele encontrou o melhor candidato, que a equipe chamou de gene Intestinal Steroid Metabolism A (IsmA).

p "Agora poderíamos correlacionar a presença ou ausência de bactérias em potencial que possuem essas enzimas com os níveis de colesterol no sangue coletados dos mesmos indivíduos, "disse Xavier. Usando conjuntos de dados de microbioma humano da China, Holanda e Estados Unidos, eles descobriram que as pessoas que carregam o gene IsmA em seu microbioma tinham de 55 a 75% menos colesterol em suas fezes do que aquelas sem.

p "Aqueles que têm essa atividade enzimática basicamente têm colesterol mais baixo, "Xavier disse.

p A descoberta, Xavier disse, pode levar a novas terapêuticas - como um "coquetel biótico" ou administração direta de enzimas ao intestino - para ajudar as pessoas a controlar seus níveis de colesterol no sangue. Mas há muito trabalho a ser feito primeiro:a equipe pode ter identificado a enzima crucial, mas eles ainda precisam isolar o micróbio responsável. Eles precisam provar não apenas a correlação, mas a causalidade - que o micróbio e sua enzima são diretamente responsáveis ​​pela redução do colesterol em humanos. E, eles precisam analisar qual o efeito do coprostanol, o subproduto da reação, tem na saúde humana.

p "Isso não significa que teremos respostas amanhã, mas temos um esboço de como fazer isso, "Xavier disse.

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