Microbiota do Corpo Humano Flashcards
Microbiota do Corpo Humano
- O metagenoma humano é o conjunto do DNA do hospedeiro e da microbiota que o coloniza
- Cada local anatómico no corpo humano desenvolve uma biogeografia específica
- A microbiota de cada local anatómico do corpo humano é semelhante entre os indivíduos
Microbiota
Uma comunidade microbiana que habita um ambiente específico (constituída por bactérias, fungos, protozoários, vírus)
Microbioma
É o conteúdo genómico coletivo de uma microbiota. Também indica a capacidade genética de uma comunidade
Metagenomica
É o estudo de um metagenoma (microbioma). A metagenómica pode estar baseada num alvo (16S rRNA) ou sem alvo (sequenciação do genoma total) vai além do genoma individual (transcende)
Metagenoma
É o DNA total que pode ser extraído de um ambiente
Enterotipo
Agrupamento da microbiota de um determinado indivíduo em distintas configurações
Gnotobiotico
Estudo de animais a viver num ambiente definido microbiologicamente, quer livre de microrganismos ou colonizados com determinados grupos
Infamassomas
São complexos proteicos que reconhecem sinais inflamatórios derivados da interação microrganismo-hospedeiro, os perfis moleculares associados aos microrganismos e os perfis moleculares danificados e a sua ativação conduz à maturação das citocinas inflamatórias.
Os inflamassomas participam nas respostas antimicrobianas do sistema imunitário inato, mas também papel em doenças metabólicas como a obesidade e diabetes tipo 2
A metagenomica permite respondermos a 3 questões
Quem está presente?
- Tipos de microrganismos
- Em que quantidade?
Qual a sua funcionalidade?
- Tipos de genes
- Vias metabólicas
- Proporções
Em que medida as amostras são diferentes?
- Comparações múltiplas e em par
- Correlação com os parâmetros ambientais
- Na investigação clínica: correlacionar os microrganismos com a doença
Fatores que podem influenciar a microbiota (principalmente o trato intestinal)
Genética
Sistema imunitário
Dieta
Unidade Taxonómica Operacional (UTO/OTU)
- Definição usada para classificar grupos de organismos intimamente relacionados com base em sequências de DNA
- As sequências são agrupadas de acordo com a sua similaridade
- OTUs são definidas com base no limite de similaridade (similaridade de ~97%)
Benefícios das bactérias do trato gastrointestinal
As bactérias intestinais desempenham várias funções, como a digestão de alimentos, proteção contra agentes patogénicos
Estimulam as respostas imunitárias e participam na produção de vitaminas
Aquisição da microbiota
As fezes dos recém-nascidos saudáveis contêm uma diversidade de bactérias, indicando que os seus intestinos são colonizados no útero
O estabelecimento do ecossistema bacteriano no início de vida tem um papel importante na composição microbiana e na sustentabilidade a doenças ao longo da vida
O impacto da alimentação
Atividade microbiana de efeito saudável:
Degradação de glicosaminoglicanos
Produção de ácidos gordos de cadeira curta
- Síntese de lipopolissacarídeos específicos
- Biossíntese de aminoácidos essenciais e vitaminas
Projeto do Microbioma Humano
O HMP2 expandiu o conhecimento sobre propriedades biológicas quer do hospedeiro, quer do microbioma em particular para: gravidez e parto prematuro (microbiomas vaginais de mulheres grávidas), doenças inflamatórias intestinais (microbioma intestinal) e pré-diabetes (intestino e microbiomas nasais)
Abordagens multiómicas com avaliação das mudanças na composição da comunidade microbiana, viroma, perfis metbolómicos, expressão génica e perfis genéticos, estabelecendo perfis genéticos, epigenómicos, de anticorpos e citocinas- funcionalidade
Projeto do Microbioma Humano — HMP1
- Uma das principais descobertas do HMP1 foi que a composição taxonómica do microbioma por si só muitas vezes não apresentava uma boa correlação com o fenótipo do hospedeiro
- Essa correlação era melhor quando analisada através da prevalência microbiana, a função molecular ou a composição específica de estirpes presentes de modo personalizado
Projeto do Microbioma Humano — HMP2
- Projetado para explorar a interação hospedeiro-microbioma:
» incluindo a imunidade
» metabolismo e atividade molecular dinâmica - Objetivo: obter uma visão mais holística das interações hospedeiro-microrganismo ao longo do tempo
Microbioma vaginal e as suas alterações no parto prematuro
O útero muda de uma condição pró-inflamatória precoce para uma condição anti-inflamatória no segundo trimestre e depois volta para uma condição pró-inflamatória antes do início do trabalho de parto
Mudanças específicas no microbioma do lúmen vaginal podem estar associadas ao parto prematuro, possivelmente por mecanismos que envolvem microrganismos que são translocados da vagina para o útero
Heterogeneidade da DT2
- As medidas pro indivíduo ao longo do tempo permitiram a deteção precoce da DT2
- A DT2 desenvolveu-se de forma diferente entre os participantes
- Melhor deteção com abordagens diferentes; alguns indivíduos apresentaram pela 1ºvez valores na faixa diabética em testes de glicemia de jejum
- Outros com os testes de hemoglobina A1c ou testes orais de tolerância à glicose e ainda a monitorização contínua da glicose
Disbiose da microbiota do trato gastrointestinal — Doenças associadas
A disbiose é caracterizada por uma diminuição na diversidade microbiana e aumento de espécies microbianas pró-inflamatórias
A microbiota em desequilíbrio é incapaz de proteger o hospedeiro de agentes patogénicos que podem desencadear inflamação
Eixo intestino-cérebro
A microbiota intestinal foi identificada como um regulador chave do eixo intestino-cérebro
A microbiota intestinal afeta o processo de cognição, a ansiedade e a depressão
Por outro lado, a composição da microbiota intestinal é afetada pelas interações sociais, exercício físico, ambiente, alimentação, etc.
Impacto da Antibioterapia na Microbiota do Corpo Humano
- Antibioterapia » redução drástica da biomassa e da diversidade do microbioma intestinal
-Clostridioides difficile resistente a múltiplos antibióticos é favorecido por uma menor competição e multiplica-se utilizando o ácido siálico disponível - C. difficile pode causar colite pseudomembranosa
Intervenções na composição do microbioma
benefícios:
- produção de Ácidos Gordos de Cadeira Curta (SCFAs)
- sensibilidade à insulina
- capacidade cardio-respiratória
- degradação d lactato
Intervenções com impacto no microbioma — Sem alvo
Melhoria geral na composição e funções da microbiota
Intervenções com impacto no microbioma — Com alvo
Modificações específicas no metabolismo de bactérias do trato gastrointestinal
Probióticos
Células viáveis de microrganismos que causam um impacto benéfico na saúde do hospedeiro
Prebióticos
Constituem ingredientes dietéticos seletivamente fermentados, que resultam em alterações na composição ou atividade da microbiota intestinal, com efeitos benéficos na saúde do hospedeiro
Em contraste com os probióticos que são células viáveis, os prebióticos constituem componentes alimentares não viáveis
Fontes naturais: leguminosas, frutas, amiláceos, cereais e soja
A sua metabolização estimula p crescimento dos probióticos
Simbióticos
Formulações combinadas de prebióticos e probióticos
Transplante fecal
Consiste na inoculação de microrganismos (isolados a partir das fezes de dadores saudáveis) no intestino de um doente com disbiose, com o objetivo de restabelecer o equilíbrio e diversidade microbiana no trato gastrointestinal
Relação entre o físico de indivíduos (magros e obesos) e a sua microbiota
Realizaram-se estudos com ratinhos axénicos (livres de microrganismos) com uma comunidade microbiana fecal proveniente de ratinhos criados de modo convencional e notou-se um aumento significativo da gordura corporal, num intervalo de 10 a 14 dias
Outros estudos notaram uma relação diferente da presença de microrganismos em indivíduos obesos e magros.
Ainda, foi observado que a produção de acetato e butirato é maior nos ratinhos obesos. As fezes dos ratinhos também apresentavam diferenças: as dos obesos continham menos energia quando comparadas às dos ratinhos magros
Concluiu-se que a microbiota do trato gastrointestinal é um fator importante no balanço energético após observar que a transferência da microbiota de ratos gordos para ratos adultos resultou num aumento da percentagem de gordura corporal em comparação com os ratos que foram colonizados com a microbiota de ratos magros
Lipopolissacáridos (LPS) e a inflamação
Lipopolissacádidos são endotoxinas continuamente produzidos com a morte das bactérias gram-negativas e são transportados para os capilares intestinais através do mecanismo dependente de TLR4 (proteína detetada LPS e é importante na ativação da resposta imune inata). São então transportados do intestino para tecidos alvo através da ação de lipoproteínas, os quilomicrons.
Os LPS ativam a secreção de citocinas pró-inflamatórias quando se ligam ao complexo CD14 e ao TLR4 na superfície das células imunitárias
Endotoxemia
É a presença de endotoxinas no sangue. É possível observar essa condição em indivíduos com uma alimentação rica em gorduras. Esse tipo de alimentação acaba por modificar a microbiota intestinal
Logo, a endotoxemia induz à obesidade e à diabetes
Expressão de fatores de inflamação em condições de endotoxemia
Ratinhos que tomaram LPS ou que foram mantidos em dieta com elevado teor de gordura demonstraram um aumento da expressão de citocinas (são moléculas envolvidas na emissão de sinais durante o desencadeamento das respostas imunes)
Concluiu-se, então, que a absorção intestinal de LPS induz à inflamação e que a microbiota do trato gastrointestinal contribui para a fisiopatologia da obesidade e diabetes tipo 2
Influência da Bifidoacterium spp para a diabetes
De todos os grupos bacterianos do intestino, apenas as bifidobacterias estão correlacionadas negativamente com o teor de endotoxinas