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Ter, Set

Qual é a relação entre o microbiota intestinal humano e agentes patogénicos intestinais - Tese de Lucindo Cardoso

Educação
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Esta tese de doutoramento, elaborada por Lucindo Cardoso, na UERJ (Universidade do Estado do Rio de Janeiro), mostra como bactérias que vivem no intestino, de forma saudável e sem causar doença podem modular e impedir a infeção intestinal por bactérias patogénicas. 

O autor natural de Ponta Verde Ilha do Fogo, argumenta que trato gastrointestinal dos mamíferos, em particular o humano, é um ambiente desafiante para as bactérias. A busca por nutrientes e espaço, compostos químicos resultantes do metabolismo, pH ácido estomacal, a osmolaridade intestinal, são alguns dos desafios que uma bactéria tem que ultrapassar para se instalar no ambiente intestinal e causar doença. 

 

A qual pergunta a pesquisa responde?

A minha pesquisa tenta responder como é que compostos produzidos por microrganismos que vivem no nosso corpo e, no meu caso, estudo como bactérias que vivem no intestino, de forma saudável e sem causar doença podem modular e impedir a infeção intestinal por bactérias patogénicas, como exemplo Escherichia coli e Salmonella entérica, que são transmitidas por meio da ingestão de água e alimentos contaminados, por meio de uma barreia química. Por muito tempo as bactérias eram vistas como vilãs, falar de bactérias nos remetia a doença. Hoje sabemos que não é bem assim.

Sabemos que sem essas bactérias, que fazem parte de uma comunidade de microrganismos chamados de flora microbiana intestinal, cujo número estimado no nosso corpo excede em 10 vezes o número de nossas próprias células, ou seja, para cada 10 células microbianas temos uma célula humana, não sobreviveríamos, pois, essas bactérias exercem funções importantes e críticos para a nossa saúde que não são exercidos pelas nossas células.

Por exemplo, essas bactérias são responsáveis por transformar o que alimentos comemos em compostos mais simples que o nosso intestino consegue absorver, são responsáveis por sintetizar algumas vitaminas importantes que nosso corpo não consegue sintetizar, participam na montagem e na modulação do nosso sistema de defesa, o nosso sistema imunológico, etc. tudo isso fez com que muitos cientistas dessa área a considerar a nossa flora intestinal como um órgão não negligenciado. 

Por que isso é relevante?

Aprendendo como esses microrganismos saudáveis trabalham de forma sinérgica para impedir ou dificultar a colonização intestinal por meio de pequenas moléculas resultantes dos seus processos metabólicos pode ser de grande valência na busca de compostos que poderão futuramente serem usados no tratamento de infeções intestinais. Para explicar melhor essa relevância, faço uma analogia entre a nossa flora microbiana intestinal com uma floresta tropical.

Uma floresta tropical tem um ecossistema complexo, caracterizado por uma enorme diversidade de plantas, insetos, répteis, aves, mamíferos, fungos, bactérias etc. que vivem e se interagem sempre na base de equilíbrio. Vivem em cadeias tróficas complexas, mas todos convivem de forma saudável, cada espécie ou população ocupando um nicho específico.

As florestas têm diversas funções importantes para a nossa sobrevivência, como a retenção de dióxido de carbono pelas plantas o que reduz o seu efeito de estufa. Muitos dos medicamentos que usamos no tratamento de várias doenças foram isolados de plantas ou animais de uma floresta. Só a título de exemplo, trago aqui o medicamento captopril, um inibidor da enzima conversora da angiotensina, indicada para o tratamento de hipertensão arterial e alguns casos de insuficiência cardíaca.

Na década de 1960, Sérgio Henrique Ferreira e seus colaboradores, isolaram do veneno da jararaca (Bothrops jararaca), encontrada nas florestas brasileiras, um composto capaz de inibir os agentes naturais do organismos que elevam a pressão arterial, chamados de angiotensina 1 e 2, ao mesmo tempo que prolongam o efeito de uma molécula que mantém a pressão arterial baixa, a bradicidina (fonte: Wikipédia).

Este é um dos muitos exemplos de como podemos usar compostos isolados de seres vivos de uma floresta para tratamento de doenças que são problemas de saúde pública a nível mundial. Voltando ao tema do meu trabalho, a apesar dos avanços científicos nessa área, ainda muito pouco se sabe do potencial das moléculas presentes nesse ambiente para uso na medicina. No estudo da flora microbiana intestinal, estamos começando a entender como nesse ambiente pode impactar a saúde de uma pessoa.

Essa flora microbiana é colonizada por uma diversidade pouco conhecida de microrganismos que em condições de equilíbrio não causam doença. Se pensarmos e usarmos essa mesma abordagem, usada para isolar “garimpar” compostos das florestas tropicas para uso na medicina na identificação de moléculas presentes na flora microbiana intestinal, poderemos futuramente isolar compostos que poderão ser aplicados como medicamentos ou coadjuvantes de outros medicamentos no tratamento de diversas doenças, inclusive doenças pelas quais ainda não existe um tratamento eficaz. 

Resumo da pesquisa

As bactérias vivem em ambientes complexos, que o tempo todo desafiam suas capacidades de se adaptarem e sobreviver nesses ambientes. O trato gastrointestinal dos mamíferos, em particular o humano, é um ambiente desafiante para as bactérias. A busca por nutrientes e espaço, compostos químicos resultantes do metabolismo, pH ácido estomacal, a osmolaridade intestinal, são alguns dos desafios que uma bactéria tem que ultrapassar para se instalar no ambiente intestinal e causar doença.

Para perceber essas condições ambientais, as bactérias desenvolveram, ao longo do processo evolutivo, mecanismos de comunicação sofisticados para entender seu o que está acontecendo em sua volta. Um desses sistemas, que é um dos mais importantes para virulência das bactérias, é o sistema de dois componentes, como o próprio nome já diz, é um sistema que é formado por duas proteínas: uma que está na membrana da célula bacteriana que sente mudanças nas condições do ambiente externo e é ativada em função dessas mudanças e uma outra que está no citoplasma da célula e recebe o sinal da primeira proteína que o ativa também.

Essas proteínas ativadas regulam a transcrição de genes específicos de forma a responder e adaptar a essas mudanças no seu ambiente externo. No meu projeto tentei entender como é que moléculas produzidas pela flora microbiana do intestino humano pode modular e afetar os sistemas de dois componentes de uma bactéria, que está entre as principais responsáveis por infecções gastrointestinais de origem bacteriana, uma bactéria chamada de Salmonella (bactéria responsável por causar a febre tifoide).

Para isso, usamos pequenas moléculas (chamados de metabólitos) produzidas por essas bactérias da flora microbiana intestinal de indivíduos saudáveis, e que estão presentes nas fezes e cultivamos Salmonella em meios de cultura com adição dessas moléculas e avaliamos como é que afetam a expressão desses genes dos sistemas de dois componentes.

Para isso, usamos técnicas moleculares como RT-PCR e sequenciamento de RNA para avaliação da expressão génica. E nossos resultados mostraram que muitos genes importantes para a virulência de Salmonella foram regulados. Vimos também que essas moléculas afetavam as estratégias de Salmonella de sobreviver dentro de células humanas como por exemplo os macrófagos, um recurso usado por essa bactéria para atingir outros órgãos e causar infecção fora do intestino.  

Quais foram as conclusões?

Esse estudo abriu várias janelas e hipóteses num campo em franco crescimento. Vimos que genes envolvidos na regulação de fatores de virulência importantes para Salmonella foram profundamente regulados por moléculas produzidas por bactérias que fazem parte da nossa flora microbiana intestinal. Vimos que a capacidade dessa bactéria de sobreviver dentro de algumas células humanas foram profundamente afetadas, isto mostra o potencial dessas moléculas na modulação de fatores de virulência de Salmonella.

Para o futuro poderemos identificar e purificar moléculas que poderão ser usados no tratamento de diversas doenças cuja origem tem relação direta ou indireta com o desequilíbrio da nossa flora microbiana intestinal, como doenças infeciosas intestinais, algumas doenças metabólicas e até algumas doenças neurológicas.   

Quem deveria conhecer seus resultados?

Todos os trabalhos académicos de conclusão de mestrado e doutorado, principalmente, são publicados em revistas científicas internacionais indexadas, podendo ser acessadas por qualquer pessoa e outros grupos de pesquisa em todo mundo. Já submetemos um artigo para publicação e estamos trabalhando noutro artigo com resultados do meu projeto para ser submetido a publicação em breve.

Essa rede de partilha de conhecimentos é o que faz a ciência crescer, pois o meu projeto veio de perguntas que não foram respondidas em trabalhos anteriores ao mesmo tempo que abre janelas e hipóteses para serem aplicados e investigados em outros laboratórios e grupos de pesquisa em todo mundo. 

 

Quem é Lucindo Cardoso de Pina 

Lucindo Cardoso de Pina é quarto filho dos oito filhos do casal Ana Nhoné e Nhoné. Fez o ensino básico na escola de Ponta Verde, Concelho de São Filipe, Fogo, e o ensino secundário em São Filipe no Liceu Henrique Teixeira de Sousa. Terminados os estudos secundários queria ir estudar no Brasil mas muitos percalços o impediram.

Entre o fim do ensino secundário e o superior ficou dois anos sem estudar rabalhando na construção civil, recenseamento eleitoral e como vendedor numa loja de construção civil. Ingressou no curso de Ciências Biológicas em 2008 na UNICV financiando os estudos através de empréstimo bancário nos primeiros dois anos.

Em 2011 foi pra o Brasil para passar dois meses na Universidade Federal de Viçosa, para fazer estágio de iniciação cientifica, uma parceria entre a Uni-CV, Capes e várias universidades federais do Brasil. Nesse estágio trabalhou num projeto de produção de cogumelos comestíveis.

A sua Monografia de licenciatura trabalhou sobre a microbiologia dos alimentos, identificando os géneros de bactérias presentes nas mãos de pessoas que vendiam alimentos perto da universidade e dos liceus da Cidade da Praia. Fez estágio curricular no laboratório Banco de Sangue do Hospital Augustinho Neto bem como na Delegacia de Saúde da Praia.

Enquanto trabalhava no seu projeto final de curso, foi convidado para fazer um estágio como assistente do Laboratório de Biologia da Uni-CV, ficou lá por três meses até defender e receber um contrato para trabalhar como monitor e assistente daquele Laboratório.

Em 2014, foi para as ilhas Canárias, Tenerife, participar do primeiro seminário Campus D’África Ainda em 2014 conseguiu vaga para fazer mestrado em microbiologia na Universidade de Aveiro Portugal, mas não foi, pois não tinha conseguido bolsa.

Tentou ingressar no programa de doutorado recém criado, Programa de Pós-Graduação Ciências para o desenvolvimento, do Instituto Gulbenkian da Ciência de Portugal e não conseguiu na primeira tentativa, tendo conseguido na segunda em 2015. Fez oito meses de aulas em Cabo Verde, com Professores de Portugal, Brasil, Moçambique, Guiné Bissau, São Tomé e Príncipe e Cabo Verde.

aEm fevereiro de 2016 foi para o Brasil (Rio de Janeiro) para continuar meu doutorado na Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), porém o seu projeto de pesquisa seria desenvolvido no Laboratório de Bacteriologia da Tuberculose, laboratório da Fiocruz, referência nacional no diagnostico e tratamento da tuberculose. Sensivelmente um ano e meio depois tive que mudar de projeto e por esta razão tive que ir para um outro laboratório na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Todos experimentos do seu projeto foram feitas nesse laboratório e na Fiocruz. 

Lucindo Cardoso de Pina tem cerca de 300 poemas em português e crioulo prontos a serem publicadas. 

 

 

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