Interrompendo a "comunicação" bacteriana para melhorar a saúde humana

Como todos os seres vivos, as bactérias adaptam-se para sobreviver. Ao longo do tempo, as bactérias têm desenvolvido resistência aos antibióticos e desinfetantes comuns, o que representa um problema crescente para a saúde e o saneamento.

No entanto, muitas espécies de bactérias são benéficas e até essenciais para a saúde humana. E se houvesse uma forma de alterar o comportamento das bactérias no organismo para prevenir doenças e problemas de saúde? As bactérias são muito "falantes".

Os fluxos constantes de comunicação, conhecidos como deteção de quórum, ocorrem entre as 700 espécies de bactérias que vivem na boca humana. Várias delas comunicam através de moléculas especiais denominadas N-acil-homoserina lactonas (AHLs).

Uma equipa da Faculdade de Ciências Biológicas e da Faculdade de Medicina Dentária queria compreender melhor como é que as bactérias na boca comunicam e se essa comunicação poderia ser "hackeada" para prevenir a formação de placa bacteriana e manter um microbioma oral saudável.

Esta investigação, recentemente publicada na revista npj Biofilms and Microbiomes, tem implicações surpreendentes para o futuro da medicina. A equipa descobriu:

—As bactérias na placa dentária produzem sinais de AHL em ambientes aeróbicos (como acima da linha da gengiva), e estas mensagens podem ser recebidas pelas bactérias em ambientes anaeróbicos (abaixo da linha da gengiva).

—A remoção dos sinais de AHL (com enzimas especializadas denominadas lactonases) enriqueceu as espécies da placa dentária associadas à saúde.

—Os resultados sugerem que a utilização de diferentes enzimas poderá modificar a comunidade da placa dentária e ser potencialmente utilizada para manter uma população microbiana saudável.

"A placa dentária desenvolve-se numa sequência, muito semelhante a um ecossistema florestal", disse Mikael Elias, professor associado da Faculdade de Ciências Biológicas e autor sénior do estudo. "Espécies pioneiras como Streptococcus e Actinomyces  são as primeiras a colonizar comunidades simples — são geralmente inofensivas e associadas a uma boa saúde oral. Colonizadores tardios cada vez mais diversos incluem as bactérias do 'complexo vermelho', como a Porphyromonas gingivalis, que estão fortemente ligadas à doença periodontal.

Ao interromper os sinais químicos que as bactérias utilizam para comunicar, seria possível manipular a comunidade da placa bacteriana para que esta permaneça ou regresse ao seu estádio associado saúde." "O que é particularmente impressionante é a forma como a disponibilidade de oxigénio muda tudo", disse o autor principal, Rakesh Sikdar. "Quando bloqueamos a sinalização de AHL em condições aeróbicas, observamos mais bactérias associadas à saúde. Mas quando adicionamos AHLs em condições anaeróbicas, promovemos o crescimento de colonizadores tardios associados à doença. A comunicação intercelular bacteriana pode desempenhar papéis muito diferentes acima e abaixo da linha da gengiva, o que tem implicações importantes para a forma como abordamos o tratamento das doenças periodontais.

" O próximo passo para os investigadores é estudar como ocorre a comunicação bacteriana em diferentes partes da boca e em pacientes com diferentes fases da doença periodontal. “Compreender como as comunidades bacterianas comunicam e se organizam pode, em última análise, fornecer-nos novas ferramentas para prevenir a doença periodontal — não travando uma guerra contra todas as bactérias orais, mas mantendo estrategicamente um equilíbrio microbiano saudável”, disse Elias.

A equipa espera que este método possa servir de base para terapias que possam ser utilizadas em todo o corpo, onde a disbiose da microbiota causa problemas de saúde e está ligada a certos tipos de cancro. O financiamento foi assegurado pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH).

Leia o comunicado de imprensa completo no site de notícias da UMN. https://twin-cities.umn.edu/news-events/disrupting-bacterial-chatter-improve-human-health

Mai Beauclaire, Mikael Elias, and Rakesh Sikdar from the Elias Lab. 

Fonte e foto: College of Biological Sciences - University of Minnesota