Por dentro do reino oculto dos vírus no seu intestino

Você provavelmente já ouviu falar do microbioma—as hordas de bactérias e outras minúsculas formas de vida que vivem em nossos intestinos. Bem, acontece que essas bactérias têm vírus que existem dentro e ao redor delas — com consequências importantes para elas e para nós.

Conheça o fagoma.

Existem bilhões, talvez até trilhões desses vírus, conhecidos como bacteriófagos (“comedores de bactérias” em grego) ou apenas “fagos” para seus amigos, dentro do sistema digestivo humano. A ciência do fagoma disparou recentemente, diz Breck Duerkop, um bacteriologista da Escola de Medicina Anschutz da Universidade do Colorado, e os pesquisadores estão lutando para lidar com sua enorme diversidade. Pesquisadores suspeitam que se os médicos pudessem aproveitar ou mirar nos fagos certos, eles poderiam melhorar a saúde humana.

“Haverá fagos bons e fagos ruins”, diz Paul Bollyky, médico infectologista e pesquisador da Stanford Medicine. Mas, por enquanto, ainda não está claro quantos fagos ocupam o intestino — talvez um para cada célula bacteriana, ou até menos. Há também bactérias que contêm genes de fagos, mas não estão produzindo vírus ativamente; as bactérias estão apenas vivendo suas vidas com o DNA do fago marcando junto em seus genomas.

E há muitos fagos ainda não identificados; os cientistas os chamam de “matéria escura” do fagoma. Uma grande parte da pesquisa atual sobre fagos é identificar esses vírus e suas bactérias hospedeiras. O Gut Phage Database contém mais de 140.000 fagosmas isso é certamente uma subestimação. “A variedade deles é simplesmente extraordinária”, diz Colin Hill, um microbiologista da University College Cork, na Irlanda.

Cientistas encontram fagos ao peneirar sequências genéticas selecionadas de amostras fecais humanas. É aí que os pesquisadores encontrou o grupo de fagos intestinais mais comumchamado crAssphage. (Tire sua mente da sarjeta — eles foram nomeados em homenagem ao “cross-bundatécnica de “embly” que arrancou seus genes da mistura genética.) Em um estudo recente, Hill e colegas detalhou uma forma de lâmpada para crAssphages, com um corpo de 20 lados e um pedúnculo para injetar DNA em bactérias hospedeiras.

Não está claro se os craAssphages fazem alguma diferença na saúde humana, mas dado que eles infectam um dos grupos mais comuns de bactérias intestinais, BacteroidesHill não ficaria surpreso se eles fizessem isso. Outros grupos comuns, que também infectam Bacteroides, inclui o Gubaphage (vocêpara BAIXOfago cteroidales) e o LoVEphage (euots oe vocêgenética iral eelementos).

Os fagomas variam muito de pessoa para pessoa. Eles também mudam dependendo da idade, sexo, dieta e estilo de vidacomo Hill e colegas descreveram em 2023 Revisão Anual de Microbiologia.

Embora os fagos infectem bactérias e às vezes as matem, a relação é mais complicado do que isso. “Costumávamos pensar que fagos e bactérias estavam lutando”, diz Hill, “mas agora sabemos que eles estão realmente dançando; eles são parceiros”.

Os fagos podem beneficiar bactérias trazendo novos genes. Quando uma partícula de fago está se reunindo dentro de uma bactéria infectada, ela pode às vezes encher genes bacterianos em sua capa de proteína junto com seu próprio material genético. Mais tarde, ela injeta esses genes em um novo hospedeiro, e esses genes transferidos acidentalmente podem ser úteis, diz Duerkop. Eles podem fornecer resistência a antibióticos ou a capacidade de digerir uma nova substância.

Os fagos mantêm as populações bacterianas em forma mordendo-as constantemente, diz Hill. Bacteroides bactérias podem exibir até uma dúzia de tipos de revestimentos açucarados em suas superfícies externas. Revestimentos diferentes têm vantagens diferentes: para escapar do sistema imunológico, digamos, ou para ocupar um canto diferente do sistema digestivo. Mas quando os crAssphages estão por perto, diz Hill, o Bacteroides deve mudar constantemente de pelagem para escapar dos fagos que reconhecem uma pelagem ou outra. O resultado: a qualquer momento, há Bacteroides com diferentes tipos de pelagem presentes, permitindo que a população como um todo para ocupar uma variedade de nichos ou lidar com novos desafios.

Os fagos também impedem que as populações bacterianas saiam do controle. O intestino é um ecossistema, como a floresta, e os fagos são predadores de bactérias, como os lobos são predadores de veados. O intestino precisa de fagos como a floresta precisa de lobos. Quando essas relações predador-presa são alteradas, podem ocorrer doenças. Pesquisadores observaram alterações no fagoma na síndrome do intestino inflamatório (SII), doença do intestino irritável e câncer colorretal — o ecossistema viral de alguém com SII é frequentemente baixa em diversidadepor exemplo.

As pessoas tentam reequilibrar o microbioma intestinal com dietas ou, em casos médicos extremos, transplantes fecais. Lidar com fagos pode fornecer uma abordagem mais refinada, diz Hill. Como exemplo, os cientistas estão buscando fagos que possam ser usados ​​terapeuticamente para infectar as bactérias que causam úlceras.

Seja grato pelos trilhões de fagos que gerenciam o ecossistema do seu intestino. Sem eles, Hill sugere, alguns tipos de bactérias podem rapidamente dominar — potencialmente deixando você incapaz de digerir alguns alimentos e sujeito a gases e inchaço.

O fagoma selvagem e maravilhoso é um parceiro de dança para bactérias e humanos.

Revista Knowable é um empreendimento jornalístico independente da Annual Reviews.