os cientistas sabem há décadas que o que comemos pode alterar o equilíbrio dos micróbios nos nossos tractos digestivos. A escolha entre um sanduíche BLT ou um iogurte parfait para o almoço pode aumentar as populações de alguns tipos de bactérias e diminuir outros—e à medida que o seu número relativo muda, eles segregam diferentes substâncias, ativam diferentes genes e absorvem diferentes nutrientes.
e essas escolhas alimentares são provavelmente uma via de dois sentidos. Micróbios intestinais também têm sido mostrados para influenciar dieta e comportamento, bem como ansiedade, depressão, hipertensão e uma variedade de outras condições. Mas exatamente como esses trilhões de pequenos convidados—coletivamente chamados de microbioma-influenciam nossas decisões sobre quais os alimentos para colocar em nossas bocas tem sido um mistério.Os neurocientistas descobriram que tipos específicos de flora intestinal ajudam um animal hospedeiro a detectar quais nutrientes estão faltando nos alimentos e, em seguida, titular finamente a quantidade desses nutrientes que o hospedeiro realmente precisa comer. “O que as bactérias fazem pelo apetite é como otimizar quanto tempo um carro pode correr sem precisar adicionar mais gasolina ao tanque”, diz O autor sênior Carlos Ribeiro, que estuda os comportamentos alimentares de Drosophila melanogaster, um tipo de mosca da fruta, no Centro Champalimaud para o desconhecido em Lisboa.
In a paper published recently in PLOS Biology, Ribeiro and his team demonstrated how the microbiome influences drosophila nutritional decisions. Primeiro, eles alimentaram um grupo de moscas uma solução de sacarose contendo todos os aminoácidos necessários. Outro grupo teve uma mistura que tinha alguns dos aminoácidos necessários para fazer proteína, mas não tinha aminoácidos essenciais que o hospedeiro não pode sintetizar por si só. Para um terceiro grupo de moscas, os cientistas removido aminoácidos essenciais do alimento, um por um, para determinar que estava sendo detectado pelo microbiano.
depois de 72 horas nas várias dietas, moscas nos três grupos foram presenteadas com um buffet oferecendo sua solução açucarada usual ao lado de levedura rica em proteínas. Os pesquisadores descobriram que as moscas nos dois grupos cuja dieta carecia de qualquer aminoácido essencial tinha um forte desejo de levedura para compensar os nutrientes em falta. Mas quando os cientistas aumentaram cinco tipos diferentes de bactérias encontradas nos tractos digestivos das moscas-Lactobacillus plantarum, l. brevis, Acetobacter pomorum, Comensalibacter intestini e Enterococcus faecalis—as moscas perderam completamente a ânsia de comer mais proteínas.
os investigadores descobriram que os níveis de aminoácidos das moscas ainda eram baixos, indicando que as bactérias não estavam simplesmente a substituir os nutrientes que faltavam da dieta das moscas através da produção dos próprios aminoácidos. Em vez disso, os micróbios estavam funcionando como pequenas fábricas metabólicas, transformando os alimentos que eles receberam em novos produtos químicos: metabolitos que os pesquisadores acreditam que pode estar dizendo ao animal hospedeiro que poderia continuar sem os aminoácidos. Como resultado deste truque microbiano, as moscas foram capazes de continuar a reproduzir, por exemplo—embora uma deficiência de aminoácidos geralmente dificulta o crescimento celular e regeneração e, portanto, a reprodução, explica Ribeiro.
dois tipos de bactérias foram particularmente eficazes em influenciar os apetites das moscas desta forma: Acetobacter e Lactobacillus. Aumentar ambos era suficiente para suprimir os desejos de proteínas das moscas e aumentar o seu apetite por açúcar. Estas duas bactérias também restauraram as habilidades reprodutivas das moscas, indicando que seus corpos estavam realizando funções normais que tipicamente ficam restritas quando há uma deficiência nutricional. “Como o cérebro lida com essa troca de informações nutricionais é muito fascinante, e nosso estudo mostra que o microbioma desempenha um papel fundamental ao dizer ao animal o que fazer”, diz Ribeiro.Em seguida, a equipe removeu uma enzima necessária para processar o aminoácido tirosina em moscas, tornando necessário que as moscas obtenham tirosina através de seus alimentos, assim como outros aminoácidos essenciais. Surpreendentemente, eles descobriram que Acetobacter e Lactobacillus foram incapazes de suprimir o desejo de tirosina nas moscas modificadas. “Isto mostra que o microbioma intestinal evoluiu para titular apenas a ingestão normal de aminoácidos essenciais”, explica Ribeiro.
the research adds a new perspective on coevolution of micróbios and their hosts. “Os achados mostram que há um caminho único que se coevolou entre os animais e as bactérias residentes em seus intestinos, e há uma comunicação bottom-up sobre a dieta”, diz Jane Foster, que é um neurocientista na Universidade McMaster em Ontário e não associado com o estudo.
embora a investigação não especifique o mecanismo exacto de comunicação, Ribeiro pensa que pode assumir formas diferentes. Fortes evidências do estudo indicam que os metabolitos de origem microbiana transportam informação do intestino para o cérebro, dizendo ao hospedeiro se ele precisa de um tipo específico de alimento. “Um dos grandes mistérios evolucionários é a razão pela qual perdemos a capacidade de produzir aminoácidos essenciais”, diz ele. “Talvez estes metabolitos tenham dado aos animais mais margem de manobra para serem independentes destes nutrientes e lidarem sem eles às vezes.”
micróbios podem ter suas próprias razões evolutivas para se comunicar com o cérebro, acrescenta. Por um lado, alimentam-se do que o animal come. Por outro lado, eles precisam de animais hospedeiros para serem sociais para que os hóspedes possam se espalhar pela população. Os dados estão limitados a modelos animais até agora, mas Ribeiro acredita que a comunicação gut-brain pode fornecer terreno fértil para o desenvolvimento de tratamentos para os seres humanos no futuro. “É uma janela terapêutica interessante que pode ser utilizada para melhorar comportamentos relacionados com a dieta um dia”, diz ele.
