Como as bactérias estão ligadas ao crescimento atrofiado em crianças desnutridas

Como as bactérias estão ligadas ao crescimento atrofiado em crianças desnutridasAs crianças no campo de refugiados de Kutupalong, no Cox's Bazar, Bangladesh, recebem triagem e tratamento para desnutrição. (Crédito: Maggie Moore / USAID / Flickr)

A desnutrição pode levar ao crescimento atrofiado. Um novo estudo de crianças em Bangladesh envolve 14 tipos de bactérias no intestino delgado.

Muitas crianças que recebem tratamento para desnutrição nos países em desenvolvimento nunca se recuperam completamente. Eles também podem experimentar disfunção do sistema imunológico e desenvolvimento cognitivo deficiente, que geralmente causam problemas de saúde a longo prazo na idade adulta.

As bactérias em questão contribuem para doenças no revestimento do intestino delgado - uma condição chamada disfunção entérica ambiental - que prejudica a absorção de nutrientes dos alimentos e suprime os fatores de crescimento necessários para o desenvolvimento saudável.

A pesquisa, publicada em O New England Journal of Medicine, pode ajudar os cientistas a projetar novas terapias para crianças desnutridas que permanecem atrofiados e com baixo peso, mesmo após receber alimentos terapêuticos, dizem os pesquisadores.

Em um editorial que acompanha o estudo, Ramnick J. Xavier, do Hospital Geral de Massachusetts e do Broad Institute do MIT e Harvard, chamou a nova pesquisa de "remanescente da identificação de Helicobacter pylori como causa de úlceras. "

Segundo Xavier, o trabalho vincula uma doença a um grupo de bactérias que coloniza uma região específica do intestino e ilustra os benefícios da integração da saúde global com estudos mecanísticos básicos das causas da doença.

Papel vital do intestino delgado

O microbioma intestinal tem uma relação simbiótica com seu hospedeiro humano. Surgem evidências de suas contribuições críticas durante os primeiros anos de vida para o crescimento e desenvolvimento saudáveis. Muitas pesquisas envolvendo o microbioma intestinal concentraram-se em bactérias medidas em amostras fecais, que não são necessariamente representativas das comunidades microbianas que vivem em diferentes regiões ao longo do tempo. trato gastrointestinal.


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Para o novo estudo, os pesquisadores concentraram-se no intestino delgado superior - a região do intestino imediatamente após o estômago - porque é pouco estudado e porque havia indícios de que poderia desempenhar um papel importante na desnutrição.

"Grande parte da absorção de nutrientes do corpo ocorre no intestino delgado", diz o autor sênior Jeffrey I. Gordon, professor e diretor do Centro Familiar Edison para Ciências do Genoma e Biologia de Sistemas da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis. “O intestino delgado é revestido por projeções em forma de dedo, chamadas vilosidades, que aumentam a área da superfície de absorção do intestino.

“Na disfunção entérica ambiental, essas vilosidades são danificadas e colapsam, causando inflamação na parede do intestino e reduzindo sua capacidade de absorver nutrientes. Esse distúrbio tem sido muito difícil de diagnosticar, e sua causa é enigmática e sua relação com as muitas manifestações de desnutrição, incluindo baixa estatura (atordoamento).

“Nosso estudo foi elaborado para abordar essas questões. Os resultados nos ajudaram a decifrar os mecanismos da doença e também forneceram uma justificativa para o desenvolvimento de novas terapias direcionadas ao microbioma do intestino delgado. ”

Desnutrição e desnutrição

Para o novo estudo, os pesquisadores começaram com uma intervenção nutricional para 525 crianças desnutridas, com média de 18 meses de idade e crescimento atrofiado. Eles receberam um suplemento nutricional padrão que incluía leite, ovos, minerais e vitaminas.

Os investigadores receberam permissão dos pais de cada uma das 110 crianças que não apresentaram melhora com este tratamento para realizar uma endoscopia no filho. O procedimento permitiu aos pesquisadores obter biópsias de tecidos e coletar amostras microbianas do intestino delgado superior das crianças.

"No passado, esperava-se que fornecer alimentos mais nutritivos e melhor saneamento fosse suficiente para superar a atrofia", diz o primeiro autor Robert Y. Chen, estudante de doutorado no laboratório de Gordon. “Mas essa abordagem não funcionou para muitas crianças.

"Neste estudo, fomos capazes de analisar mais de perto as moléculas e micróbios no intestino delgado para entender com mais detalhes o que está acontecendo nessas crianças que torna sua condição tão resistente a intervenções nutricionais".

Os pesquisadores se concentraram em 80 das 110 crianças para as quais eles também tinham amostras de sangue e nas quais encontraram evidências de disfunção entérica ambiental por biópsias intestinais. Eles mediram a abundância de milhares de proteínas nas amostras de sangue e nas biópsias do intestino delgado.

Os resultados revelaram níveis inferiores ao normal de proteínas envolvidas em vários aspectos do crescimento, níveis mais altos de proteínas resultantes da quebra do revestimento do intestino e hiperativação do sistema imunológico do intestino. Amostras do conteúdo microbiano da mesma região do intestino delgado revelaram um grupo de 14 tipos de bactérias; quanto mais altos os níveis desses organismos, mais grave é a nanismo. Os pesquisadores também ligaram os níveis desses organismos aos níveis de proteínas intestinais envolvidas na inflamação, que podem danificar o intestino.

"Esse grupo principal de 14 bactérias estava presente em 80% das crianças desnutridas e com déficit de atenção", diz Chen. “O mais impressionante é que essas bactérias estavam altamente correlacionadas com proteínas que causam um estado pró-inflamatório e com nanismo. Os marcadores inflamatórios também podem ser medidos no sangue, o que poderia nos ajudar a identificar esses problemas em crianças sem fazer uma endoscopia. ”

Um 'deserto amplamente inexplorado'

Os pesquisadores descobriram que eles podiam detectar essas 14 cepas bacterianas em amostras fecais dessas crianças e que seus níveis diferiam dos das amostras fecais de crianças saudáveis.

Os pesquisadores também observaram que nenhuma das 14 cepas é tipicamente vista como patógeno causador de doenças. Gordon e seus colegas não puderam comparar diretamente as amostras bacterianas do intestino delgado superior das crianças desnutridas com as de crianças saudáveis ​​em Bangladesh, porque não seria ético realizar endoscopias em crianças saudáveis.

Para determinar se as 14 cepas bacterianas no intestino delgado superior desempenham um papel causal na disfunção entérica ambiental - e não são um efeito da desnutrição, por exemplo - os pesquisadores estudaram camundongos livres de germes alimentados com uma dieta representativa das dietas das crianças de Bangladesh no estudo.

Os ratos livres de germes, nascidos e criados em condições estéreis, sem microbiomas próprios, receberam uma coleção de micróbios de crianças desnutridas - incluindo as cepas ligadas ao crescimento atrofiado. Eles também alimentaram ratos de controle com micróbios intestinais normais de ratos com a mesma dieta. Aqueles que receberam os micróbios intestinais do intestino delgado superior das crianças desnutridas desenvolveram ruptura do revestimento do intestino delgado e alterações inflamatórias características da disfunção entérica ambiental.

"Nosso estudo fornece fortes evidências de que há mais atrofiados do que os culpados convencionais que tradicionalmente culpamos pelo problema - escassez de alimentos, falta de saneamento ou fornecimento de água contaminado, por exemplo", diz o co-autor Michael J. Barratt, diretor executivo da Centro de Pesquisa de Microbioma e Nutrição Intestinal da Universidade de Washington.

Acrescenta Gordon: “A microbiota do intestino delgado tem sido um deserto praticamente inexplorado '- uma' terra incógnita '. Essas novas descobertas fornecem evidências das importantes contribuições da comunidade microbiana do intestino delgado para o crescimento saudável das crianças e de como perturbações em sua composição e função podem resultar em desnutrição.

“Muito mais precisa ser feito, mas as descobertas de nossa equipe, incluindo a criação de um modelo animal que retrata características importantes da disfunção entérica ambiental em crianças, pavimentam o caminho para novos métodos para diagnosticar esta doença e novos tratamentos que reparam a comunidade microbiana intestinal . Esses tratamentos - sejam alimentos terapêuticos ou probióticos, por exemplo - procurariam reduzir os níveis e o impacto dessas bactérias prejudiciais no intestino delgado de crianças desnutridas. ”

Tahmeed Ahmed, do Centro Internacional para Pesquisa de Doenças Diarréicas, em Dhaka, Bangladesh, colaborou no estudo. A Fundação Bill & Melinda Gates financiou o trabalho.

Estudo original

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