Biólogos da Universidade de Stanford criaram um microbioma artificial composto por mais de 100 espécies
Cada célula do microbioma realizadeterminada função: destrói ou cria moléculas necessárias para o funcionamento normal do corpo. A dificuldade em criar uma colônia artificial era que ela não era apenas estável e funcional, explicam os autores do estudo. Em tal colônia, uma espécie não deve suprimir as outras, mas juntas devem desempenhar as mesmas funções que o ambiente natural do intestino.
Colônia bacteriana artificial em placa de Petri. Imagem: LA Cícero, Stanford
A escolha das espécies que devem formar uma colônia,também foi difícil devido às diferenças naturais entre as pessoas. O fato é que duas pessoas escolhidas aleatoriamente não terão mais da metade dos genes microbianos comuns. Para resolver esse problema, os pesquisadores usaram dados do Human Microbiome Project (HMP) para sequenciar os genomas microbianos completos de mais de 300 adultos.
Estamos procurando a Arca de Noé de espécies bacterianas no intestino humano, tentando encontrar aquelas que todo ser humano tinha.
Michael Fischbach, professor associado de microbiologia, imunologia e coautor do estudo
Para sua colônia sintética, os pesquisadoresselecionou 104 cepas bacterianas que estavam presentes em pelo menos 20% das pessoas do estudo genômico do HMP. Cada tipo de bactéria foi criado separadamente e depois misturado em uma única cultura.
Para enriquecer e aproximar sua colôniacondições reais, os pesquisadores usaram fezes humanas contendo o ambiente natural de pessoas vivas. O estudo mostrou que, ao interagir com os excrementos, a colônia foi reabastecida com outras 20 novas espécies de bactérias, que ocuparam um nicho livre.
Pesquisadores demonstraram a eficáciade seu desenvolvimento em camundongos. Animais estéreis, nos intestinos dos quais não havia bactérias, foram transplantados com a colônia acabada. O estudo mostrou que não apenas se enraizou com sucesso, mas também ajudou a lidar com a infecção de E. coli de forma tão eficaz quanto o microbioma real.
Esquema do experimento.A primeira versão do microbioma de 104 bactérias foi transplantada em camundongos, após 4 semanas eles foram implantados adicionalmente com fezes humanas. Após 8 semanas, os pesquisadores sequenciaram o microbioma resistente formado, que continha 119 cepas bacterianas. Imagem: Alice G. Cheng et al., Cell
Os cientistas observam que o ambiente bacterianoO intestino afeta o desenvolvimento do sistema nervoso, a resposta à imunoterapia contra o câncer e outros aspectos da saúde. Eles acreditam que o novo desenvolvimento ajudará a entender melhor as ligações entre o microbioma e a saúde e, finalmente, desenvolver métodos para restaurar um ambiente intestinal saudável.
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