image: Imagem de microscopia de bactérias benéficas associadas ao intestino anterior das moscas de fruta. Os núcleos das células da mosca estão marcados a azul e as bactérias a vermelho. view more
Credit: Inês Pais and Rita Valente.
Cada vez mais se reconhece o papel das bactérias residentes no nosso organismo para o nosso bem-estar. A comunidade bacteriana mais diversa e significativa encontra-se presente no nosso intestino. Crê-se que manipulação desta comunidade denominada por microbiota pode contribuir para a solução de algumas doenças. Mas para que isto aconteça, é preciso compreender quais as bactérias e como colonizam o intestino. A investigação nesta área tem recorrido a organismos modelo, como o rato e a mosca da fruta, que também beneficiam de uma associação com bactérias.
Agora, um estudo publicado na revista científica PLOS Biology* oferece uma nova ferramenta para estudar as interações entre bactérias e o hospedeiro. Uma equipa de investigação do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) desvendou como a comunidade bacteriana coloniza as moscas da fruta mantidas em laboratório ou selvagens, e quais os impactos que esta colonização poderá ter na natureza. Conhecer estes mecanismos de colonização poderá permitir a manipulação da microbiota em insectos que atuam como pestes agrícolas ou vectores de doenças.
Até recentemente, era assumido que a mosca da fruta (nome científico, Drosophila melanogaster) não possuía uma comunidade bacteriana estável no seu intestino. As bactérias associadas ao intestino precisavam de ser continuamente ingeridas com a comida. A equipa liderada por Inês Pais, investigadora do grupo de Luís Teixeira no IGC, demonstrou agora que as moscas da fruta têm uma comunidade bacteriana bastante mais estável do que se pensava. Mas há diferenças entre as moscas selvagens e as moscas mantidas em laboratório. As moscas mantidas em laboratório - usadas em estudos de investigação em todo o mundo - estão associadas com bactérias que não são capazes de colonizar o intestino. Ao invés, estas bactérias crescem na comida das moscas e são constantemente ingeridas pelas mesmas. A equipa do IGC descobriu uma situação muito diferente nas moscas da fruta selvagens, que existem na natureza. Os investigadores demonstraram que as bactérias associadas a moscas selvagens têm uma capacidade de colonização muito maior. Curiosamente, estas bactérias selvagens conseguem colonizar o intestino das moscas mantidas em laboratório. Focando-se numa destas bactérias, os investigadores mostram que a colonização estável e contínua do intestino faz com que haja uma constante transmissão das bactérias para o meio ambiente, beneficiando a geração seguinte.
A mosca da fruta pratica uma forma de agricultura. Ela transporta consigo as bactérias que são semeadas no local onde a próxima geração vai crescer e se vai alimentar. Assim, a nova geração de moscas adquire todos os benefícios associados a estas bactérias para o seu desenvolvimento e fertilidade, explica Inês Pais. Esta interação é também parecida com a que o homem tem com a levedura ao usá-la para fazer pão, ou com bactérias para fazer iogurte, acrescenta Luís Teixeira, investigador principal do laboratório de Interações Hospedeiro-Microorganismo no IGC.
Sobre o porquê de se utilizar este organismo para estudar como as bactérias colonizam o intestino, Luís Teixeira diz: As moscas da fruta (Drosophila melanogaster) têm uma comunidade bacteriana bastante mais reduzida e simples do que os mamíferos. Por outro lado, é relativamente fácil produzir moscas da fruta sem quaisquer bactérias, o que facilita o estudo da colonização. Como há mecanismos biológicos semelhantes entre a mosca da fruta e o homem, pensamos que há muitas lições que podemos aprender com a mosca. O investigador chama ainda a atenção para o facto de muitos insectos terem um papel devastador na agricultura ou serem vectores de doenças. Através da manipulação da sua microbiota poderá ser possível controlar estes insectos ou a sua capacidade de transmitir doenças, como o vírus do Dengue e o parasita da Malária, diz Luís Teixeira.
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Este estudo foi conduzido no Instituto Gulbenkian de Ciência e financiado por: Fundação para a Ciência e Tecnologia, University of Gdansk e União Europeia, e FEDER.
As bactérias no nosso corpo
Todos nós vivemos permanentemente em contacto com uma grande comunidade de microorganimos, tais como bactérias, vírus, e fungos. Possuímos diferentes comunidades na superfície e mucosas do nosso corpo, sendo a comunidade bacteriana do intestino a maior e mais diversificada em termos de espécies de bactérias. Em condições normais, a microbiota encontra-se em equilíbrio, sendo benéfica para o nosso organismo. As nossas bactérias promovem um correto desenvolvimento do organismo, a degradação de nutrientes mais complexos e protegem o nosso corpo contra certos organismos patogénicos, que podem, por exemplo, causar infecções intestinais. Contudo, quando este equilíbrio é quebrado (pela toma de antibióticos, por exemplo), pode haver uma alteração das espécies constituintes da microbiota. O organismo passa então a um estado de disbiose, no qual esta comunidade em vez de benéfica pode tornar-se prejudicial para a nossa saúde.
* Pais, I.S., Valente, R.S., Sporniak, M., Teixeira, L. Drosophila melanogaster establishes a species-specific mutualistic interaction with stable gut-colonizing bacteria. PLoS Biol. 2018 Jul 5;16(7):e2005710. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2005710
Journal
PLoS Biology