Por que um microbioma saudável constrói um sistema imunológico forte que pode ajudar a derrotar Covid-19

Um microbioma saudável constrói um sistema imunológico forte que pode ajudar a derrotar Covid-19 Os micróbios que vivem no intestino são essenciais para uma boa saúde. Dr_Microbe / iStock / Getty Images Plus

Você pode não saber, mas tem um exército de micróbios vivendo dentro de você que são essenciais para combater as ameaças, incluindo o vírus que causa o COVID-19.

Nas últimas duas décadas, os cientistas aprenderam que nossos corpos abrigam mais células bacterianas do que humanas. Essa comunidade de bactérias que vive dentro e fora de nós - chamada de microbioma - lembra uma empresa, com cada espécie de micróbio realizando trabalhos especializados, mas todas trabalhando para nos manter saudáveis. No intestino, a bactéria equilibra a resposta imunológica contra patógenos. Essas bactérias garantem que a resposta imune seja eficaz, mas não tão violenta a ponto de causar danos colaterais ao hospedeiro.

As bactérias em nossos intestinos podem provocar uma resposta imunológica eficaz contra vírus que não apenas infectam o intestino, como norovirus e rotavírus, mas também aqueles que infectam os pulmões, como o vírus da gripe. Os micróbios intestinais benéficos fazem isso ordenando que células imunológicas especializadas produzam proteínas antivirais potentes que, em última análise, eliminam infecções virais. E o corpo de uma pessoa sem essas bactérias intestinais benéficas não terá uma resposta imunológica tão forte aos vírus invasores. Como resultado, as infecções podem ficar sem controle, prejudicando a saúde.

Eu sou microbiologista fascinado pela forma como as bactérias moldam a saúde humana. Um foco importante da minha pesquisa está descobrindo como as bactérias benéficas que povoam nossas entranhas combatem doenças e infecções. Meu trabalho mais recente foca no link entre um micróbio específico e a gravidade de COVID-19 em pacientes. Meu objetivo final é descobrir como melhorar o microbioma intestinal com dieta para evocar uma forte resposta imunológica - não apenas para o SARS-CoV-2, mas para todos os patógenos.


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Por que um microbioma saudável constrói um sistema imunológico forte que pode ajudar a derrotar covid-19Bactérias boas ajudam o sistema imunológico a afastar micróbios nocivos. chombosan / iStock / Getty Images Plus

Como as bactérias residentes o mantêm saudável?

Nossa defesa imunológica é parte de uma resposta biológica complexa contra patógenos prejudiciais, como vírus ou bactérias. No entanto, como nossos corpos são habitados por trilhões de bactérias, vírus e fungos principalmente benéficos, a ativação de nossa resposta imunológica é rigidamente regulada para distinguir entre micróbios prejudiciais e úteis.

Nossas bactérias são companheiros espetaculares, ajudando diligentemente a preparar as defesas do nosso sistema imunológico para combater infecções. Um estudo seminal descobriu que ratos tratados com antibióticos que eliminam as bactérias no intestino exibiram uma resposta imunológica prejudicada. Esses animais tinham contagens baixas de glóbulos brancos que lutam contra o vírus, respostas fracas de anticorpos e baixa produção de uma proteína que é vital para combate à infecção viral e modulação da resposta imune.

Em outro estudo, os ratos foram alimentados Lactobacillus bactérias, comumente usadas como probióticos em alimentos fermentados. Esses micróbios reduziram a gravidade da infecção por influenza. o Lactobacilluscamundongos tratados não perderam peso e tiveram apenas danos leves nos pulmões em comparação com camundongos não tratados. Da mesma forma, outros descobriram que o tratamento de ratos com Lactobacillus protege contra diferentes subtipos de influenciar vírus e vírus sincicial respiratório humano - o principal causa de bronquiolite viral e pneumonia em crianças.

Por que um microbioma saudável constrói um sistema imunológico forte que pode ajudar a derrotar covid-19Alimentos fermentados como kimchi, beterraba vermelha, vinagre de maçã, iogurte de leite de coco, picles de pepino e chucrute podem ajudar a fornecer bactérias benéficas. marekuliasz / iStock / Getty Images Plus

Doença crônica e micróbios

Pacientes com doenças crônicas, incluindo diabetes tipo 2, obesidade e doenças cardiovasculares, apresentam um sistema imunológico hiperativo que não reconhece um estímulo inofensivo e está ligado a um microbioma intestinal alterado.

Nessas doenças crônicas, o microbioma intestinal carece de bactérias que ativam células imunes que bloqueiam a resposta contra bactérias inofensivas em nossos intestinos. Essa alteração do microbioma intestinal também é observada em bebês nascidos por cesariana, indivíduos consumindo um pobre dieta e a idoso.

Nos EUA, 117 milhões de indivíduos - cerca de metade da população adulta - sofrem de diabetes tipo 2, obesidade, doenças cardiovasculares ou uma combinação delas. Isso sugere que metade dos adultos americanos carrega um exército de microbioma defeituoso.

A pesquisa em meu laboratório se concentra na identificação de bactérias intestinais que são essenciais para a criação de um sistema imunológico equilibrado, que combate infecções bacterianas e virais com risco de vida, ao mesmo tempo que tolera as bactérias benéficas dentro e fora de nós.

Dado que a dieta afeta a diversidade de bactérias no intestino, meus estudos de laboratório mostram como a dieta pode ser usada como terapia para doenças crônicas. Usando alimentos diferentes, as pessoas podem mudar seu microbioma intestinal para um que estimule uma resposta imunológica saudável.

Uma fração dos pacientes infectados com SARS-CoV-2, o vírus que causa a doença COVID-19, desenvolve complicações graves que requerem internação em unidades de terapia intensiva. O que muitos desses pacientes têm em comum? Velhice e doenças crônicas relacionadas à dieta, como obesidade, diabetes tipo 2 e doenças cardiovasculares.

Pessoas negras e latinas são desproporcionalmente afetadas pela obesidade, diabetes tipo 2 e doenças cardiovasculares, todos relacionados à má nutrição. Assim, não é por acaso que esses grupos sofreram mais mortes por COVID-19 em comparação com os brancos. Este é o caso não apenas nos EUA, mas também na Grã-Bretanha.

Descobrindo micróbios que predizem a gravidade do COVID-19

A pandemia de COVID-19 me inspirou a mudar minha pesquisa e explorar o papel do microbioma intestinal na resposta imunológica excessivamente agressiva contra a infecção por SARS-CoV-2.

Meus colegas e eu levantamos a hipótese de que pacientes gravemente doentes com SARS-CoV-2 com condições como obesidade, diabetes tipo 2 e doenças cardiovasculares apresentam um microbioma intestinal alterado que agrava síndrome respiratória aguda Grave.

Acredita-se que a síndrome da angústia respiratória aguda, uma lesão pulmonar com risco de vida, em pacientes com SARS-CoV-2 se desenvolva a partir de um reação exagerada fatal da resposta imune chamado de tempestade de citocinas que causa uma inundação descontrolada de células imunológicas para os pulmões. Nesses pacientes, sua própria resposta imune inflamatória não controlada, ao invés do próprio vírus, causa a lesão pulmonar grave e falhas de múltiplos órgãos que levam à morte.

Vários estudos descrito em uma revisão recente identificaram um microbioma intestinal alterado em pacientes com COVID-19. No entanto, falta a identificação de bactérias específicas dentro do microbioma que poderiam prever a gravidade de COVID-19.

Para responder a esta questão, meus colegas e eu recrutamos pacientes hospitalizados COVID-19 com sintomas graves e moderados. Coletamos amostras de fezes e saliva para determinar se as bactérias no intestino e no microbioma oral poderiam prever a gravidade do COVID-19. A identificação de marcadores de microbioma que podem predizer os resultados clínicos da doença COVID-19 é fundamental para ajudar a priorizar os pacientes que precisam de tratamento urgente.

Nós demonstramos, em um artigo que ainda não foi revisado por pares, que a composição do microbioma intestinal é o mais forte preditor da gravidade da COVID-19 em comparação com as características clínicas do paciente comumente usadas para fazê-lo. Especificamente, identificamos que a presença de uma bactéria nas fezes - chamada Enterococcus faecalis- foi um preditor robusto da gravidade do COVID-19. Não surpreendentemente, Enterococcus faecalis foi associado com crônico inflamação.

Enterococcus faecalis coletado das fezes pode ser cultivado fora do corpo em laboratórios clínicos. Assim, um E. faecalis O teste pode ser uma maneira econômica, rápida e relativamente fácil de identificar pacientes que provavelmente necessitarão de mais cuidados de suporte e intervenções terapêuticas para melhorar suas chances de sobrevivência.

Mas ainda não está claro em nossa pesquisa qual é a contribuição do microbioma alterado na resposta imune à infecção por SARS-CoV-2. Um estudo recente mostrou que A infecção por SARS-CoV-2 desencadeia um desequilíbrio nas células imunológicas chamado Células T reguladoras que são críticas para o equilíbrio imunológico.

Bactérias do microbioma intestinal são responsáveis ​​pela ativação adequada daqueles T-regulatórios células. Assim, pesquisadores como eu precisam coletar repetidas amostras de fezes, saliva e sangue do paciente ao longo de um período de tempo mais longo para aprender como o microbioma alterado observado em pacientes com COVID-19 pode modular a gravidade da doença COVID-19, talvez alterando o desenvolvimento do T- células regulatórias.

Como um cientista latino que investiga as interações entre dieta, microbioma e imunidade, devo enfatizar a importância de melhores políticas para melhorar o acesso a alimentos saudáveis, que levam a um microbioma mais saudável. Também é importante projetar intervenções dietéticas culturalmente sensíveis para comunidades negras e latinas. Embora uma dieta de boa qualidade possa não prevenir a infecção por SARS-CoV-2, ela pode tratar as condições subjacentes relacionadas à sua gravidade.

Takeaways

  • Seu intestino é o lar de trilhões de bactérias que são vitais para mantê-lo saudável.

  • Alguns desses micróbios ajudam a regular o sistema imunológico.

  • Uma nova pesquisa, que ainda não foi revisada por pares, mostra que a presença de certas bactérias no intestino pode revelar quais pessoas são mais vulneráveis ​​a um caso mais grave de COVID-19.

Sobre o autor

Ana Maldonado-Contreras, Professora Assistente de Microbiologia e Sistemas Fisiológicos, Universidade de Massachusetts Medical School

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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