Cientistas passaram anos a estudar uma das bactérias mais benéficas do intestino, associando-a a níveis de açúcar no sangue mais saudáveis e a uma melhor saúde metabólica.
Durante muito tempo, os investigadores partiram do princípio de que esse microrganismo teria desenvolvido essas capacidades já dentro do intestino dos animais.
Mas um novo estudo realizado na Alemanha sugere que a história das nossas bactérias intestinais pode ter começado num lugar bem mais antigo - no oceano.
Os cientistas descobriram que parentes marinhos da mesma bactéria recorrem a ferramentas moleculares praticamente idênticas para decompor açúcares complexos presentes na água do mar.
Os resultados indicam que este micróbio intestinal pode ter herdado as suas capacidades mais marcantes de ancestrais aquáticos antigos.
O micróbio por detrás do entusiasmo
O microrganismo em causa é a Akkermansia, um género que conquistou uma reputação sólida na investigação sobre saúde metabólica.
A espécie mais conhecida, Akkermansia muciniphila, vive no intestino humano alimentando-se de mucina - o gel escorregadio e rico em açúcares que reveste a parede intestinal.
Esse tipo de alimentação parece trazer benefícios. Num ensaio de 2019, com pessoas com excesso de peso e alterações no controlo do açúcar no sangue, observaram-se melhorias reais no controlo glicémico após três meses.
Ainda assim, os investigadores continuam a analisar com precisão de que forma este micróbio produz esses efeitos.
Procurar respostas fora do intestino
O Dr. Luis Humberto Orellana Retamal é um ecólogo microbiano e lidera o Ecological Genomics Group no Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha (MPIMM), em Bremen, Alemanha.
O Dr. Orellana Retamal suspeitava de que as características que tornam este micróbio tão bem-sucedido no nosso intestino poderiam ser úteis noutro ambiente completamente diferente. A sua equipa decidiu investigar.
Para isso, analisaram cerca de 250.000 conjuntos de dados de ADN recolhidos de intestinos de animais, oceanos, lagos e rios, à procura de parentes de Akkermansia.
A bactéria apareceu praticamente em todo o lado. O mais surpreendente foi encontrarem-na a prosperar na água do mar.
Bactérias do oceano e uma dieta parecida
No intestino, a Akkermansia alimenta-se de mucina. Já no oceano aberto, os seus “primos” marinhos consomem fucoidano, um açúcar complexo libertado por algas castanhas e por algas marinhas.
Aqui surge o detalhe inesperado: a mucina e o fucoidano são quimicamente aparentados - ambos são cadeias de açúcares complexas, difíceis de digerir, construídas em torno de uma espinha dorsal molecular semelhante.
E as bactérias que os degradam não são apenas parecidas. É o mesmo tipo de tarefa e, ao que tudo indica, com a mesma maquinaria. Tudo aponta para que usem o mesmo sistema central para captar e decompor o alimento.
“Encontrámos uma semelhança surpreendente entre as bactérias Akkermansia no nosso intestino e no oceano”, afirmou o Dr. Orellana Retamal. Em ambos os casos, os dois grupos estavam a executar a mesma bioquímica.
A mesma maquinaria bacteriana
A peça-chave desse equipamento é um apêndice minúsculo, semelhante a um cabelo, na superfície da célula, que se prende a estes açúcares complexos.
Tanto as espécies marinhas como as intestinais o constroem. E, em ambas as linhagens, os genes que o codificam surgem com a mesma disposição no genoma.
Esse último ponto é a novidade. O aglomerado de genes associado à captação de mucina só foi descrito recentemente em A. muciniphila.
Até agora, ninguém tinha reparado que os parentes marinhos partilham o mesmo “plano” - a mesma arquitectura - mas com enzimas de ajuste fino diferentes, adaptadas a fontes alimentares distintas.
Antes de a vida chegar a terra
A implicação é que Akkermansia muciniphila não criou do zero o seu modo de vida intestinal. Em vez disso, herdou grande parte dessa capacidade de algo mais antigo - e mais húmido.
“Esta semelhança sugere que estas bactérias não se reinventaram quando colonizaram pela primeira vez o intestino; em vez disso, terão provavelmente adaptado um conjunto de ferramentas que já existia”, disse Orellana Retamal.
Por outras palavras, um ancestral aquático já especializado em partir açúcares resistentes provenientes de algas acabou por transitar para os animais. A química do revestimento intestinal era suficientemente familiar. As ferramentas já lá estavam.
Bactérias marinhas que retêm carbono
Do lado do oceano, há mais uma peça importante. O fucoidano é conhecido por ser extremamente difícil de degradar. A maioria dos micróbios marinhos não consegue sequer começar.
Por causa disso, o fucoidano libertado por algas marinhas pode derivar para águas profundas e manter-se ali durante séculos, retendo carbono fora da atmosfera.
Um artigo de 2022 sobre a exportação de carbono por algas castanhas descreveu precisamente esse percurso.
Os novos resultados acrescentam a Akkermansia e os seus parentes ao grupo reduzido de bactérias capazes de desmontar o fucoidano - uma lista curta por boas razões.
Para confirmar que estas bactérias consomem mesmo fucoidano em condições naturais, a equipa recorreu a um teste simples: adicionou fucoidano marcado com fluorescência a amostras de água do mar e observou o que acontecia. As células marinhas captaram-no.
Novas pistas para probióticos
Pela primeira vez, o mesmo sistema molecular que permite a um micróbio intestinal favorecer a saúde metabólica em humanos foi ligado a parentes marinhos que desempenham, essencialmente, o mesmo papel em águas completamente diferentes.
Para a investigação em probióticos, isto abre um novo local de pesquisa. Os parentes marinhos podem conter variantes enzimáticas úteis para desenhar terapias de nova geração dirigidas à inflamação intestinal, obesidade ou diabetes.
Na vertente das ciências do oceano, o estudo acrescenta um grupo de bactérias antes negligenciado aos cálculos sobre como o carbono circula nos ecossistemas marinhos - e quanto dele permanece enterrado.
Dois mundos muito diferentes estão a usar o mesmo conjunto antigo de ferramentas. Esse sistema evoluiu muito antes de os oceanos e os intestinos dos animais assumirem a forma moderna, e continua a ajudar estas bactérias a prosperar hoje.
O estudo completo foi publicado na The ISME Journal.
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