O corpo humano alberga um verdadeiro ecossistema. No intestino vivem biliões de microrganismos, que influenciam a digestão, a imunidade e até sinais enviados ao cérebro.
Durante anos, a ciência apontou a alimentação e o estilo de vida como os grandes motores deste mundo interno. Contudo, investigação recente sugere que existe algo ainda mais fundamental: os seus genes ajudam a determinar que micróbios se instalam no intestino.
Um estudo de grande dimensão oferece uma das perspetivas mais nítidas sobre esta ligação. A partir de dados de mais de 12.000 pessoas na Noruega, os investigadores cruzaram perfis genéticos humanos com mapas detalhados das bactérias intestinais.
Os resultados indicam que o ADN herdado não influencia apenas o organismo. Também contribui para moldar a comunidade microbiana que vive no seu interior.
Pistas iniciais a partir de gémeos
A hipótese de um papel genético surgiu cedo, sobretudo com estudos em gémeos. Os gémeos idênticos apresentavam micróbios intestinais mais parecidos entre si do que os gémeos fraternos. Isso reforçou a ideia de que o ADN teria influência.
Ainda assim, as primeiras análises genéticas não conseguiam chegar a respostas robustas. Apenas dois genes se destacavam.
Um estava ligado à digestão da lactose; o outro determinava o grupo sanguíneo. Embora estas associações fossem plausíveis, estavam longe de capturar a complexidade do sistema.
O avanço foi travado por amostras pequenas e por tecnologia limitada. Muitos trabalhos usavam métodos de sequenciação pouco precisos, incapazes de identificar microrganismos com detalhe.
Mapeamento de genes e microbioma
O estudo norueguês HUNT veio alterar a estratégia. A equipa recorreu a sequenciação avançada para ler o ADN microbiano completo em amostras de fezes.
Com esta abordagem, tornou-se possível identificar bactérias ao nível da espécie.
Os investigadores analisaram quase oito milhões de variantes genéticas humanas e compararam-nas com 546 espécies microbianas.
Para validar os resultados, testaram as mesmas associações em grupos da Suécia e da Finlândia, totalizando mais de 16.000 participantes adicionais.
A escala e a precisão deste trabalho estabeleceram um novo patamar para a investigação do microbioma.
Novos genes a moldar micróbios
O estudo confirmou 12 ligações fortes entre genes humanos e micróbios intestinais. Duas já eram conhecidas. Além disso, surgiram quatro novas regiões genéticas como elementos centrais.
"There is also an interaction between genetics, the composition of the gut microbiota and the risk of disease," disse Hveem.
Estas novas regiões relacionam-se com a função imunitária, a estrutura do muco e o transporte de nutrientes. Cada uma influencia o ambiente intestinal onde os microrganismos se desenvolvem.
Uma dessas regiões, denominada HLA-DQB1, está no centro da resposta imunitária. Certas variantes deste gene associaram-se a níveis mais elevados de uma bactéria chamada Agathobacter.
Esta ligação também se relacionou com o risco de doença. A mesma variante genética mostrou uma associação forte a condições autoimunes, incluindo a doença celíaca.
Micróbios intestinais e ligação à doença celíaca
"Research shows that gut microbiota may also be linked to conditions such as celiac disease and hemorrhoids," afirmou o Professor Kristian Hveem, do Departamento de Saúde Pública e Enfermagem da NTNU.
Apesar de os investigadores terem demonstrado uma correlação entre a composição da microbiota bacteriana e várias doenças, a causa subjacente ainda não foi plenamente esclarecida.
Nas pessoas com doença celíaca, os níveis de Agathobacter eram muito mais baixos. A diferença foi marcante: quem não tinha a doença apresentava mais do dobro dos níveis.
Uma análise adicional sugeriu que a própria doença celíaca reduz esta bactéria. Continua por esclarecer se o microrganismo tem um papel protetor, mas passou a ser um candidato importante para investigação futura.
Genes do muco e impacto no risco de doença
Outra descoberta envolveu o gene MUC12. Este gene produz uma proteína que integra a camada de muco protetora do intestino.
Variantes em MUC12 associaram-se a níveis mais elevados de uma bactéria chamada Coprobacillus cateniformis. Em simultâneo, a mesma variante genética diminuiu o risco de hemorroidas.
O gene revelou atividade elevada em células do cólon e em células produtoras de muco. Isto sugere que alterações na barreira mucosa podem influenciar tanto os micróbios como a saúde dos tecidos.
Um gene que altera o perfil de micróbios intestinais
O gene FUT2 acrescentou mais complexidade. Este gene controla se certas moléculas de açúcar aparecem no muco intestinal. As pessoas com versões inativas de FUT2 são conhecidas como não secretoras.
As não secretoras apresentavam um perfil microbiano muito diferente. Uma bactéria, Streptococcus gordonii, surgia em maior quantidade. Este microrganismo tem sido associado a sinais precoces de doença cardíaca.
Os investigadores encontraram ainda níveis mais elevados de um metabolito associado à resistência à insulina nas não secretoras. Isto aponta para um possível percurso que liga genes, micróbios e saúde metabólica.
Grupo sanguíneo e alterações nos micróbios
O estudo revelou igualmente uma interação entre FUT2 e genes do grupo sanguíneo. Em conjunto, estes genes influenciam a superfície do intestino.
Uma bactéria chamada Mediterraneibacter torques depende de estruturas específicas de açúcar para sobreviver. Quando esses açúcares não existem, os seus níveis diminuem.
Este resultado ilustra como múltiplos genes podem atuar em conjunto para definir o equilíbrio microbiano.
O gene ligado à digestão da lactose também mostrou efeitos mais profundos. Pessoas incapazes de digerir lactose acabam por a enviar para o cólon. Aí, certas bactérias usam-na como fonte de energia.
Isto não só aumenta o número dessas bactérias, como também intensifica a sua atividade metabólica. Ou seja, o gene não altera apenas quais microrganismos estão presentes: altera também o que fazem.
O papel do peso corporal
O estudo abordou ainda uma questão antiga sobre peso corporal e micróbios intestinais.
"We demonstrate that there is a correlation between gut microbiota and body weight. We have also observed that having a high BMI is detrimental to gut microbiota," disse Hveem.
Através de análise genética, os investigadores concluíram que um IMC mais elevado reduz a diversidade microbiana. Isto sugere que o aumento de peso promove mudanças no intestino, em vez de acontecer o contrário.
A ligar genes e micróbios
"We can link specific genes to specific bacterial species found in an individual, and not just which genes and bacteria, but also what these bacteria do," disse Hveem.
Esta capacidade de relacionar genes, micróbios e função representa um avanço significativo. Estudos anteriores mostravam apenas padrões gerais. Aqui, observam-se interações com grande detalhe.
A amostra muito grande e os métodos rigorosos de validação reforçam também a robustez das conclusões.
Limitações do estudo e investigação futura
O estudo centrou-se sobretudo em pessoas de ascendência europeia. Em populações com dietas e ambientes diferentes, os resultados podem não ser os mesmos.
Alguns sinais genéticos foram igualmente fracos, o que dificulta demonstrar causa e efeito de forma direta em todos os casos.
Mesmo assim, os resultados apontam caminhos claros para trabalho futuro.
Este trabalho funciona como um mapa de interações gene-micróbio. Identifica regiões-chave onde a biologia humana e os microrganismos se cruzam.
Estudos futuros terão de investigar como estas ligações influenciam a doença. Os cientistas poderão também avaliar se a alteração de micróbios específicos pode melhorar a saúde.
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