Impressões Microbianas, Insights de Saúde Obtidos a partir da Dinâmica do Microbioma Intestinal Individual

9 de abril de 2021

NOVA IORQUE – Um novo estudo de sequenciação sugere que as comunidades microbianas intestinais são individualizadas e relativamente estáveis ao longo do tempo, embora a extensão dessa estabilidade genética varie um pouco consoante as espécies microbianas consideradas.

Investigadores da Holanda e de Israel realizaram sequenciação metagenómica em amostras fecais de 338 participantes de uma coorte de estudo populacional prospectivo na Holanda ao longo de quatro anos, à procura de espécies estáveis na impressão digital microbiana de cada indivíduo, bem como de espécies instáveis que não eram constantes ao longo dos pontos temporais considerados. Os seus resultados sugeriram que as comunidades microbianas intestinais se mantinham bastante constantes dentro dos indivíduos, em comparação com as diferenças de diversidade microbiana encontradas de um indivíduo para outro.

"O microbioma intestinal mostrou um grau de estabilidade a longo prazo dentro do mesmo indivíduo, tanto na abundância microbiana como no genoma microbiano," escreveram os co-autores seniores e correspondentes Jingyuan Fun e Alexandra Zhemakova, do departamento de genética da Universidade de Groningen, e os seus colegas, num artigo publicado na Cell na sexta-feira, observando que "a composição genética dos micróbios demonstra individualidade que pode ser usada como uma impressão digital para distinguir amostras metagenómicas pertencentes ao mesmo indivíduo."

Ainda assim, a equipa observou que a estabilidade do microbioma não era uniforme entre os microrganismos pertencentes às comunidades intestinais. Em vez disso, os dados disponíveis sobre SNP, variantes estruturais e outros dados genéticos sugeriram que um pequeno número de espécies instáveis — incluindo microrganismos implicados na saúde humana e em processos de doença — pode ser menos geneticamente constante ao longo do tempo do que outros microrganismos intestinais.

"Os componentes microbianos composicionais e genéticos estáveis e variáveis que observamos podem ter diferentes implicações: componentes microbianos individualmente estáveis podem ser usados para identificar o seu hospedeiro, enquanto componentes microbianos variáveis podem estar relacionados a mudanças fenotípicas do hospedeiro," propuseram os autores.

Ao focar-se em micróbios que eram relativamente estáveis dentro dos indivíduos, a equipa conseguiu ligar sequências metagenómicas dos participantes na linha de base e após quatro anos com uma precisão de aproximadamente 85 por cento. Uma abordagem de "impressão digital microbiana" desenvolvida a partir da coorte inicial mostrou uma precisão de 95 por cento para ligar amostras recolhidas com um ano de diferença dos mesmos indivíduos quando aplicada a dados longitudinais do microbioma intestinal de 43 indivíduos perfilados para o Projeto do Microbioma Humano.

Esses resultados "demonstram uma aplicação potencial do nosso método na distinção de confusões de amostras", sugeriram os autores, "mas também levantam preocupações potenciais de privacidade para os sujeitos inscritos em projetos de pesquisa sobre o microbioma humano."

Quando os investigadores tentaram relacionar características microbianas intestinais aos níveis de plasma sanguíneo de quase 1.200 metabolitos perfilados por cromatografia líquida e espectrometria de massas, descobriram mais de 450 associações significativas envolvendo dezenas de metabolitos e características ou abundância microbiana relacionadas.

Uma análise semelhante do fenótipo do hospedeiro destacou 169 características microbianas e quase três dezenas de fenótipos associados ao hospedeiro — variando desde o índice de massa corporal e a pressão arterial até à depressão. As suas análises de mediação in silico subsequentes sugeriram que os metabolitos plasmáticos podem servir como uma ponte entre os micróbios no intestino de um indivíduo e algumas características de saúde.

"No total, as nossas associações microbianas longitudinais e análises de mediação sobre fenótipos do hospedeiro e metabolitos plasmáticos revelam insights funcionais e uma possível causalidade para o papel do microbioma intestinal na saúde humana e no início da doença," concluíram os autores.

Mais informações em: https://www.genomeweb.com/sequencing/microbial-fingerprints-health-insights-gleaned-individual-gut-microbiome-dynamics