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segunda, 06 janeiro 2020 10:45

Microbioma Humano Destaque

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O microbioma humano é o agregado de todas as microbiotas que residem nos tecidos e biofluidos humanos ou dentro deles, juntamente com os locais anatómicos correspondentes nos quais residem, incluindo pele, glândulas mamárias, placenta, fluido seminal, útero, folículos ovarianos, pulmão, saliva, mucosa oral, conjuntiva, trato biliar e trato gastrointestinal. Os tipos de microbiota humana incluem bactérias, arqueias, fungos, protistas e vírus. Embora os micro animais também possam viver no corpo humano, eles geralmente são excluídos desta definição. No contexto da genômica, o termo microbioma humano às vezes é usado para se referir aos genomas coletivos de microrganismos residentes; no entanto, o termo metagenoma humano tem o mesmo significado.

Os seres humanos são colonizados por muitos microorganismos; a estimativa tradicional é que o corpo humano médio seja habitado por dez vezes mais células não humanas do que as células humanas, mas estimativas mais recentes reduziram essa proporção para 3: 1 ou até aproximadamente para o mesmo número. Alguns microrganismos que colonizam os seres humanos são comensais, o que significa que coexistem sem prejudicar os seres humanos; outros têm uma relação mutualística com seus hospedeiros humanos. Por outro lado, alguns micro-organismos não patogénicos podem prejudicar os hospedeiros humanos através dos metabólitos que produzem, como a trimetilamina, que o corpo humano converte em N-óxido de trimetilamina via FMO3, oxidação mediada. Certos micro-organismos executam tarefas que são conhecidas por serem úteis ao hospedeiro humano, mas o papel da maioria deles não é bem compreendido. Aqueles que se espera que estejam presentes e que, em circunstâncias normais, não causem doenças, às vezes são considerados flora normal ou microbiota normal.

O Projeto Microbioma Humano assumiu o projeto de sequenciar o genoma da microbiota humana, concentrando-se particularmente na microbiota que normalmente habita a pele, boca, nariz, trato digestivo e vagina. Atingiu um marco em 2012, quando publicou seus resultados iniciais.

Terminologia

Embora amplamente conhecido como flora ou microflora, esse é um termo impróprio em termos técnicos, uma vez que a palavra flora raiz pertence a plantas, e biota refere-se à colecção total de organismos num ecossistema específico. Recentemente, o termo mais apropriado microbiota é aplicado, embora seu uso não ofusque o uso arraigado e o reconhecimento da flora em relação a bactérias e outros microorganismos. Ambos os termos estão sendo usados em diferentes literaturas.

Números Relativos

A partir de 2014, foi relatado frequentemente na mídia popular e na literatura científica que existem cerca de 10 vezes mais células microbianas no corpo humano do que células humanas; essa figura foi baseada em estimativas de que o microbioma humano inclui cerca de 100 triliões de células bacterianas e que um ser humano adulto normalmente possui cerca de 10 triliões de células humanas. Em 2014, a Academia Americana de Microbiologia publicou uma FAQ que enfatizava que o número de células microbianas e o número de células humanas são estimativas, e observou que pesquisas recentes chegaram a uma nova estimativa do número de células humanas - aproximadamente 37,2 triliões , o que significa que a proporção de células microbianas para humanos, se a estimativa original de 100 triliões de células bacterianas estiver correta, está mais próxima de 3: 1. Em 2016, outro grupo publicou uma nova estimativa da proporção de aproximadamente 1: 1 (1,3: 1, com "uma incerteza de 25% e uma variação de 53% sobre a população de machos padrão de 70 kg").

Estudo

O problema de elucidar o microbioma humano é essencialmente identificar os membros de uma comunidade microbiana que inclui bactérias, eucariotos e vírus. Isso é feito principalmente usando estudos baseados em DNA, embora também sejam realizados estudos baseados em RNA, proteínas e metabolitos. Os estudos de microbiomas baseados em DNA normalmente podem ser classificados como estudos de amplicons direcionados ou, mais recentemente, estudos metagenómicos (sequência shotgun). O primeiro se concentra em genes marcadores conhecidos específicos e é principalmente informativo taxonomicamente, enquanto o último é uma abordagem metagenómica completa que também pode ser usada para estudar o potencial funcional da comunidade. Um dos desafios presentes nos estudos de microbioma humano, mas não em outros estudos metagenómicos, é evitar a inclusão do DNA hospedeiro no estudo. 

Além de simplesmente elucidar uma composição do microbioma humano, uma das principais questões relacionadas ao microbioma humano é que existe um "núcleo", ou seja, existe um subconjunto da comunidade que é compartilhado entre a maioria dos indivíduos humanos. Se houver um núcleo, seria possível associar-se a composições da comunidade em estados de doença, que é um dos objectivos do Projeto Microbioma Humano. Sabe-se que o microbioma humano (como uma microbiota intestinal) é altamente variável tanto num indivíduo quanto em indivíduos diferentes, em um fenómeno que também é observado nos ratos.

Em 13 de Junho de 2012, um marco importante do Human Microbiome Project (HMP) foi anunciado pelo diretor do NIH, Francis Collins. O anúncio foi acompanhado de uma série de artigos coordenados publicados na Nature e de vários periódicos na Biblioteca Pública de Ciências (PLoS) no mesmo dia. Ao mapear uma composição microbiana normal de seres humanos saudáveis ​​usando técnicas de sequenciamento de genoma, os pesquisadores do HMP criam um banco de dados de referência e os limites da variação microbiana normal em seres humanos. De 242 cidadãos saudáveis nos EUA, mais de 5.000 amostras dos tecidos de 15 (homens) a 18 (mulheres) locais do corpo, como boca, nariz, pele, intestino inferior (fezes) e vagina. Todo o DNA, humano e microbiano, foi analisado com máquinas de sequenciamento de DNA. Os dados do genoma microbiano foram extraídos através da identificação do RNA ribossómico específico da bactéria, 16S rRNA. Os pesquisadores calculam que mais de 10.000 espécies microbianas ocupam o ecossistema humano e identificam 81 - 99% dos géneros.

Shotgun Sequencing(Tecnologia de Sequenciação)

É frequentemente difícil cultivar em comunidades de laboratório bactérias, arqueias e vírus; portanto, as tecnologias de sequenciamento também podem ser exploradas na metagenómica. De facto, o conhecimento completo das funções e a caracterização de estirpes microbianas específicas oferecem uma grande potencialidade na descoberta terapéutica e na saúde humana.

 

Recolha de amostras e extracção do DNA

O ponto principal é coletar uma quantidade de biomassa microbiana suficiente para realizar o sequenciamento e minimizar a contaminação da amostra; por esse motivo, técnicas de enriquecimento podem ser usadas. Em particular, o método de extração de DNA deve ser bom para todas as linhagens bacterianas, para não ter os genomas das que são fáceis de lisar. A lise mecânica é geralmente preferível ao invés da química, e a batida das esferas pode resultar em perda de DNA ao preparar a biblioteca.

Preparação da biblioteca e sequenciamento

 

As plataformas mais usadas são Illumina, Ion Torrent, Oxford Nanopore MinION e Pacific Bioscience Sequel, embora a plataforma Illumina seja considerada a opção mais atraente devido à sua ampla disponibilidade, alta produtividade e precisão. Não há indicações sobre a quantidade correcta de amostra a ser usada.

 

Montagem do metagenoma

A abordagem de novo é explorada; no entanto, apresenta algumas dificuldades a serem superadas. A cobertura depende da abundância de cada genoma em sua comunidade específica; genomas de baixa abundância podem sofrer fragmentação se a profundidade do sequenciamento não for suficiente para evitar a formação de lacunas. Felizmente, existem montadores específicos para o metagenoma para ajudar, pois, se centenas de deformações estiverem presentes, a profundidade do sequenciamento precisará ser aumentada ao máximo.

Contig binning

Nem do qual todo genoma deriva, nem o número de genomas presentes na amostra é conhecido a priori; o objetivo desta etapa é dividir os contigs em espécies. Os métodos para realizar essa análise podem ser supervisionados (banco de dados com sequências conhecidas) ou não supervisionados (pesquisa direta por grupos de contig nos dados coletados). No entanto, ambos os métodos requerem um tipo de métrica para definir uma pontuação para a semelhança entre um contig específico e o grupo em que ele deve ser colocado, e algoritmos para converter as semelhanças em alocações nos grupos.

 

Análise após o processamento

A análise estatística é essencial para validar os resultados obtidos (a ANOVA pode ser utilizada para dimensionar as diferenças entre os grupos); se for combinado com ferramentas gráficas, o resultado será facilmente visualizado e compreendido.

Uma vez montado um metagenoma, é possível inferir o potencial funcional do microbioma. Os desafios computacionais para esse tipo de análise são maiores do que para genomas únicos, devido ao fato de que geralmente os montadores de metagenomas têm pior qualidade e muitos genes recuperados são incompletos ou fragmentados. Após a etapa de identificação do gene, os dados podem ser utilizados para realizar uma anotação funcional por meio do alinhamento múltiplo dos genes alvo em relação aos bancos de dados de ortólogos.

Análise do gene marcador

É uma técnica que explora os primers para atingir uma região genética específica e permite determinar as filogenias microbianas. A região genética é caracterizada por uma região altamente variável que pode conferir identificação detalhada; é delimitado por regiões conservadas, que funcionam como locais de ligação para os primers utilizados na PCR. O principal gene usado para caracterizar bactérias e arqueias é o gene 16S rRNA, enquanto a identificação de fungos é baseada no espaçador interno transcrito (ITS). A técnica é rápida e não é tão cara e permite obter uma classificação de baixa resolução de uma amostra microbiana; é ideal para amostras que podem estar contaminadas pelo DNA do hospedeiro. A afinidade do primer varia entre todas as sequências de DNA, o que pode resultar em vieses durante a reacção de amplificação; de facto, amostras de baixa abundância são susceptíveis a erros de super-amplificação, uma vez que os outros microrganismos contaminantes resultam sobre-representados em caso de aumento dos ciclos de PCR. Portanto, a optimização da selecção de primers pode ajudar a diminuir esses erros, embora exija conhecimento completo dos microrganismos presentes na amostra e de suas abundâncias relativas.

A análise do gene marcador pode ser influenciada pela escolha do primer; Nesse tipo de análise, é desejável usar um protocolo bem validado (como o usado no Projeto Microbioma Terrestre). A primeira coisa a fazer em uma análise de amplicons de genes marcadores é remover erros de sequenciamento. Muitas plataformas de sequenciamento são muito confiáveis, mas a maior parte da aparente diversidade de sequências ainda é devido a erros durante o processo de sequenciamento. Para reduzir esse fenómeno, uma primeira abordagem é agrupar sequências em unidades taxonómicas operacionais (OTUs): esse processo consolida sequências semelhantes (geralmente é adoptado um limiar de similaridade de 97%) num único recurso que pode ser usado em outras etapas da análise; esse método, porém, descartaria os SNPs porque eles seriam agrupados em uma única OTU. Outra abordagem é a oligotipagem, que inclui informações específicas da posição do sequenciamento do rRNA 16s para detectar pequenas variações de nucleotídeos e discriminar entre taxa distintos intimamente relacionados. Esses métodos fornecem como resultado uma tabela de sequências de DNA e contagens das diferentes sequências por amostra, em vez de OTU.

Outro passo importante na análise é atribuir um nome taxonômico às seqüências microbianas nos dados. Isso pode ser feito usando abordagens de aprendizado de máquina que podem atingir uma precisão no nível de gênero de cerca de 80%. Outros pacotes de análise populares fornecem suporte para classificação taxonômica usando correspondências exatas para bancos de dados de referência e devem fornecer maior especificidade, mas pouca sensibilidade. O microrganismo não classificado deve ser verificado ainda em busca de sequências de organelas.

Análise filogenética

Muitos métodos que exploram a inferência filogenética usam o gene 16SRNA para Archea e Bacteria e o gene 18SRNA para Eukariotes. Os métodos comparativos filogenéticos (PCS) são baseados na comparação de múltiplas características entre microorganismos; o princípio é: quanto mais eles estão relacionados, maior número de características que eles compartilham. Normalmente, os PCS são acoplados a mínimos quadrados filogenéticos generalizados (PGLS) ou outras análises estatísticas para obter resultados mais significativos. A reconstrução do estado ancestral é usada em estudos de microbiomas para atribuir valores de características a táxons cujas características são desconhecidas. Isso geralmente é realizado com o PICRUSt, que depende dos bancos de dados disponíveis. As variáveis filogenéticas são escolhidas pelos pesquisadores de acordo com o tipo de estudo: através da seleção de algumas variáveis com informações biológicas significativas, é possível reduzir a dimensão dos dados a serem analisados.

 

A distância filogenética consciente é geralmente realizada com o UniFrac ou ferramentas semelhantes, como o índice de Soresen ou o D de Rao, para quantificar as diferenças entre as diferentes comunidades. Todos esses métodos são afetados negativamente pela transmissão horizontal de genes (HGT), uma vez que pode gerar erros e levar à correlação de espécies distantes. Existem diferentes maneiras de reduzir o impacto negativo do HGT: o uso de múltiplos genes ou ferramentas computacionais para avaliar a probabilidade de eventos putativos do HGT.

Tipos

Bactéria

Populações de micróbios (como bactérias e leveduras) habitam a pele e as superfícies mucosas em várias partes do corpo. Seu papel faz parte da fisiologia humana normal e saudável, no entanto, se o número de micróbios crescer além de seus intervalos típicos (geralmente devido a um sistema imunológico comprometido) ou se os micróbios preencherem (como por falta de higiene ou lesão) áreas do corpo normalmente não colonizadas ou estéril (como sangue, trato respiratório inferior ou cavidade abdominal), pode resultar em doença (causando, respectivamente, bacteremia / sepse, pneumonia e peritonite).

O Projeto Microbioma Humano descobriu que os indivíduos hospedam milhares de tipos bacterianos, diferentes locais do corpo tendo suas próprias comunidades distintas. Os locais da pele e da vagina apresentaram menor diversidade do que a boca e o intestino, mostrando a maior riqueza. A composição bacteriana de um determinado local de um corpo varia de pessoa para pessoa, não apenas no tipo, mas também em abundância. As bactérias da mesma espécie encontradas em toda a boca são de vários subtipos, preferindo habitar locais distintos na boca. Mesmo os enterótipos no intestino humano, que antes se pensava serem bem entendidos, são de um amplo espectro de comunidades com limites de táxons embaçados.

Estima-se que 500 a 1.000 espécies de bactérias vivem no intestino humano, mas pertencem a apenas alguns filos: Firmicutes e Bacteroidetes dominam, mas também existem Proteobacteria, Verrumicrobia, Actinobacteria, Fusobacteria e Cyanobacteria.

Vários tipos de bactérias, como Actinomyces viscosus e A. naeslundii, vivem na boca, onde fazem parte de uma substância pegajosa chamada placa. Se isso não for removido por escovação, ele endurece em cálculo (também chamado de tártaro). As mesmas bactérias também secretam ácidos que dissolvem o esmalte dos dentes, causando cáries.

A microflora vaginal consiste principalmente de várias espécies de lactobacilos. Pensou-se há muito tempo que a mais comum dessas espécies era Lactobacillus acidophilus, mas mais tarde foi demonstrado que L. iners é de fato a mais comum, seguida por L. crispatus. Outros lactobacilos encontrados na vagina são L. jensenii, L. delbruekii e L. gasseri. Perturbações da flora vaginal podem levar a infecções como vaginose bacteriana ou candidíase ("infecção por fungos").

Archaea(Arqueia)

As arqueias estão presentes no intestino humano, mas, em contraste com a enorme variedade de bactérias nesse órgão, o número de espécies arqueadas é muito mais limitado. O grupo dominante são os metanogenos, particularmente Methanobrevibacter smithii e Methanosphaera stadtmanae. No entanto, a colonização por metanogénios é variável e apenas cerca de 50% dos seres humanos têm populações facilmente detectáveis desses organismos.

A partir de 2007, nenhum exemplo claro de patógeno archaeal era conhecido, embora tenha sido proposta uma relação entre a presença de alguns metanógenos e a doença periodontal humana.

Fungos

Os fungos, em particular as leveduras, estão presentes no intestino humano. As mais estudadas são espécies de Candida devido à sua capacidade de se tornarem patogénicas em imunocomprometidos e até em hospedeiros saudáveis. Leveduras também estão presentes na pele, como as espécies Malassezia, onde consomem óleos secretados pelas glândulas sebáceas.

 

Vírus

Vírus, especialmente vírus bacterianos (bacteriófagos), colonizam vários locais do corpo. Esses locais colonizados incluem pele, intestino, pulmões e cavidade oral. As comunidades de vírus foram associadas a algumas doenças e não reflectem simplesmente as comunidades bacterianas.

 

Áreas anatómicas 

Pele

Um estudo de vinte locais de pele em cada um dos dez seres humanos saudáveis ​​encontrou 205 géneros identificados em dezenove filos bacterianos, com a maioria das sequências atribuídas a quatro filos: Actinobacteria (51,8%), Firmicutes (24,4%), Proteobacteria (16,5%) e Bacteroidetes ( 6,3%). Um grande número de géneros de fungos está presente na pele humana saudável, com alguma variabilidade por região do corpo; no entanto, durante condições patológicas, certos géneros tendem a dominar na região afectada. Por exemplo, Malassezia é dominante na dermatite atópica e Acremonium é dominante no couro cabeludo afectado pela caspa.

A pele actua como uma barreira para impedir a invasão de micróbios patogénicos. A pele humana contém micróbios que residem na pele e podem ser residenciais ou transitórios. Os tipos de microrganismos residentes variam em relação ao tipo de pele no corpo humano. A maioria dos micróbios reside em células superficiais da pele ou prefere associar-se às glândulas. Essas glândulas, como as glândulas sebáceas ou sudoríparas, fornecem água, aminoácidos e ácidos graxos aos micróbios. Além disso, as bactérias residentes associadas às glândulas sebáceas geralmente são gram-positivas e podem ser patogénicas.

Conjunctiva

Um pequeno número de bactérias e fungos normalmente está presente na conjuntiva. As classes de bactérias incluem cocos Gram-positivos (por exemplo, Staphylococcus e Streptococcus) e hastes e cocos Gram-negativos (por exemplo, Haemophilus e Neisseria) estão presentes. Os géneros fúngicos incluem Candida, Aspergillus e Penicillium. As glândulas lacrimais segregam continuamente, mantendo a conjuntiva húmida, enquanto o piscar intermitente lubrifica a conjuntiva e lava material estranho. As lágrimas contêm bactericidas como a lisozima, de modo que os microrganismos têm dificuldade em sobreviver à lisozima e se depositar nas superfícies epiteliais.

Trato gastrointestinal

Em humanos, a composição do microbioma gastrointestinal é estabelecida durante o nascimento. O nascimento por cesariana ou parto vaginal também influencia a composição microbiana do intestino. Os bébés nascidos através do canal vaginal têm uma microbiota intestinal benéfica, não patogénica, semelhante à encontrada na mãe. No entanto, a microbiota intestinal de bébés entregues pela cesariana abriga mais bactérias patogénicas como Escherichia coli e Staphylococcus e leva mais tempo para desenvolver microbiota intestinal benéfica não patogénica.

A relação entre alguma flora intestinal e os seres humanos não é meramente comensal (uma coexistência não prejudicial), mas sim uma relação mutualística. Alguns microrganismos intestinais humanos beneficiam o hospedeiro fermentando fibras alimentares em ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs), como ácido acético e ácido butírico, que são então absorvidos pelo hospedeiro. As bactérias intestinais também desempenham um papel na síntese de vitamina B e vitamina K, bem como no metabolismo de ácidos biliares, esteróis e xenobióticos. A importância sistémica dos SCFAs e outros compostos que eles produzem é como hormónios e a própria flora intestinal parece funcionar como um órgão endócrino, e a desregulação da flora intestinal foi correlacionada com uma série de condições inflamatórias e auto-imunes.

A composição da flora intestinal humana muda com o tempo, quando a dieta muda e à medida que a saúde geral muda. Uma revisão sistemática de 15 ensaios clínicos randomizados e humanos em Julho de 2016 constatou que certas estirpes comercialmente disponíveis de bactérias probióticas dos géneros Bifidobacterium e Lactobacillus (B. longum, B. breve, B. infantis, L. helveticus, L. rhamnosus, L. plantarum e L. casei), quando administrados por via oral em doses diárias de 109-1010 unidades formadoras de colónias (UFC) por 1-2 meses, possuem eficácia no tratamento (isto é, melhora os resultados comportamentais) em certos distúrbios do sistema nervoso central - incluindo ansiedade , depressão, distúrbio do espectro autista e transtorno obsessivo-compulsivo - e melhora certos aspectos da memória. No entanto, também se verificou que as alterações na composição da microbiota intestinal estão correlacionadas com efeitos prejudiciais à saúde. Num artigo publicado por Musso et al., Verificou-se que a microbiota intestinal de indivíduos obesos tinha mais Firmicutes e menos Bacteroidetes do que indivíduos saudáveis. Além disso, um estudo realizado por Gordon et al. Confirmou que a composição da microbiota é a causa da obesidade e não o contrário. Isso foi feito através do transplante da microbiota intestinal de ratos obesos induzidos por dieta (DIO) ou ratos magros de controle em ratos magros e livres de germes que não possuem um microbioma. Eles descobriram que os ratos transplantados com microbiota intestinal de DIO tinham gordura corporal total significativamente maior do que os ratos transplantados com microbiota magra quando alimentados com a mesma dieta.

Uretra e bexiga

O sistema geniturinário parece ter uma microbiota, que é um achado inesperado à luz do uso de longa data dos métodos clínicos convencionais de cultura microbiológica para detectar bactérias na urina quando as pessoas mostram sinais de infecção do trato urinário; é comum que esses testes não mostrem bactérias presentes. Parece que métodos de cultura comuns não detectam muitos tipos de bactérias e outros microorganismos que estão normalmente presentes. A partir de 2017, métodos de sequenciamento foram utilizados para identificar esses microrganismos e determinar se há diferenças na microbiota entre pessoas com problemas no trato urinário e pessoas saudáveis. Para avaliar adequadamente o microbioma da bexiga em oposição ao sistema geniturinário, a amostra de urina deve ser recolhida directamente da bexiga, o que geralmente é feito com um catéter.

Vagina

A microbiota vaginal refere-se às espécies e géneros que colonizam a vagina. Esses organismos desempenham um papel importante na protecção contra infecções e na manutenção da saúde vaginal. Os micro-organismos vaginais mais abundantes encontrados em mulheres na pré-menopausa são do género Lactobacillus, que suprimem patógenos ao produzir peróxido de hidrogénio e ácido láctico. A composição e a proporção de espécies bacterianas variam de acordo com o estágio do ciclo menstrual. A etnia também influencia a flora vaginal. A ocorrência de lactobacilos produtores de peróxido de hidrogénio é mais baixa em mulheres afro-americanas e o pH vaginal é mais alto. Outros factores influentes, como relações sexuais e antibióticos, têm sido associados à perda de lactobacilos. Além disso, estudos descobriram que a relação sexual com preservativo parece alterar os níveis de lactobacilos e aumenta o nível de Escherichia coli na flora vaginal. Alterações na microbiota vaginal normal e saudável são uma indicação de infecções, como candidíase ou vaginose bacteriana. Candida albicans inibe o crescimento de espécies de Lactobacillus, enquanto espécies de Lactobacillus que produzem peróxido de hidrogénio inibem o crescimento e a virulência de Candida albicans na vagina e no intestino.

Os géneros fúngicos detectados na vagina incluem Candida, Pichia, Eurotium, Alternaria, Rhodotorula e Cladosporium, entre outros.

Placenta

Até recentemente, a placenta era considerada um órgão estéril, mas espécies e géneros bacterianos não patogénicos comensais foram identificados que residem no tecido placentário.

 

Útero

Até recentemente, o trato reprodutivo superior das mulheres era considerado um ambiente estéril. Uma variedade de micro-organismos habita o útero de mulheres saudáveis e assintomáticas em idade reprodutiva. O microbioma do útero difere significativamente daquele da vagina e do trato gastrointestinal.

Cavidade oral

O ambiente presente na boca humana permite o crescimento de microrganismos característicos ali encontrados. Ele fornece uma fonte de água e nutrientes, além de uma temperatura moderada. Os micróbios residentes da boca aderem aos dentes e gengivas para resistir ao rubor mecânico da boca ao estômago, onde os micróbios sensíveis ao ácido são destruídos pelo ácido clorídrico. 

As bactérias anaeróbicas na cavidade oral incluem: Actinomyces, Arachnia, Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Lactobacillus, Leptotrichia, Peptococcus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Selenomonas, Treponema e Veillonella. encontrados na boca incluem Candida, Cladosporium, Aspergillus, Fusarium, Glomus, Alternaria, Penicillium e Cryptococcus, entre outros.

As bactérias acumulam-se nos tecidos orais duros e moles do biofilme, permitindo que eles adiram e se esforcem no ambiente oral, enquanto protegidos dos fatores ambientais e agentes antimicrobianos. A saliva desempenha um papel homeostático essencial do biofilme, permitindo a recolonização de bactérias para formação e controle do crescimento, removendo o acúmulo de biofilme. Ele também fornece um meio de nutrientes e regulação da temperatura. A localização do biofilme determina o tipo de nutrientes expostos que ele recebe. 

As bactérias orais desenvolveram mecanismos para detectar seu ambiente e fugir ou modificar o hospedeiro. No entanto, um sistema de defesa do hospedeiro inato altamente eficiente monitoriza constantemente a colonização bacteriana e evita a invasão bacteriana dos tecidos locais. Existe um equilíbrio dinâmico entre as bactérias da placa dentária e o sistema de defesa do hospedeiro inato.

Essa dinâmica entre a cavidade oral do hospedeiro e os micróbios orais desempenha um papel fundamental na saúde e na doença, pois fornece entrada no corpo. Um equilíbrio saudável apresenta uma relação simbiótica, na qual micróbios orais limitam o crescimento e a aderência de patógenos, enquanto o hospedeiro fornece um ambiente para que eles floresçam. Alterações ecológicas, como alteração do status imunológico, mudança de micróbios residentes e disponibilidade de nutrientes, mudam de um relacionamento mútuo para parasitário, resultando no hospedeiro propenso a doenças bucais e sistêmicas. As doenças sistémicas, como diabetes e doenças cardiovasculares, têm sido correlacionadas com problemas de saúde bucal. De particular interesse é o papel dos microrganismos orais nas duas principais doenças dentárias: cárie dentária e doença periodontal. A colonização por patógenos no periodonto causa uma resposta imune excessiva, resultando em uma bolsa periodontal - um espaço mais profundo entre o dente e a gengiva. Isso age como um reservatório rico em sangue protegido com nutrientes para patógenos anaeróbicos. A doença sistêmica em vários locais do corpo pode resultar da entrada de micróbios orais no sangue, ignorando as bolsas periodontais e as membranas orais. 

A higiene bucal adequada e persistente é o método principal para prevenir doenças bucais e sistêmicas. Reduz a densidade do biofilme e o crescimento excessivo de bactérias patogênicas em potencial, resultando em doença. No entanto, a higiene bucal adequada pode não ser suficiente, pois o microbioma oral, a genética e as alterações na resposta imune desempenham um fator no desenvolvimento de infecções crônicas. O uso de antibióticos pode tratar a infecção já disseminada, mas ineficaz contra bactérias nos biofilmes. 

Pulmões

Muito parecido com a cavidade oral, o sistema respiratório superior e inferior possui impedimentos mecânicos para remover micróbios. As células caliciformes produzem muco, que retém os micróbios e os move para fora do sistema respiratório por meio de células epiteliais ciliadas em movimento contínuo. Além disso, um efeito bactericida é gerado pelo muco nasal que contém a enzima lisozima. O trato respiratório superior e inferior parece ter seu próprio conjunto de microbiota. A microbiota bacteriana pulmonar pertence a 9 gêneros bacterianos principais: Prevotella, Sphingomonas, Pseudomonas, Acinetobacter, Fusobacterium, Megasphaera, Veillonella, Staphylococcus e Streptococcus. Algumas das bactérias consideradas "biota normal" no trato respiratório podem causar doenças graves, especialmente em indivíduos imunocomprometidos; eles incluem Streptococcus pyogenes, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis e Staphylococcus aureus. Os gêneros fúngicos que compõem o micobioma pulmonar incluem Candida, Malassezia, Neosartorya, Saccharomyces e Aspergillus.

Distribuições incomuns de gêneros bacterianos e fúngicos no trato respiratório são observadas em pessoas com fibrose cística. Sua flora bacteriana geralmente contém bactérias resistentes a antibióticos e de crescimento lento, e a frequência desses patógenos muda em relação à idade.

 

Trato biliar

Tradicionalmente, o trato biliar é considerado normalmente estéril, e a presença de microrganismos na bílis é um marcador de processo patológico. Esta suposição foi confirmada por falha na alocação de cepas bacterianas do ducto biliar normal. Os documentos começaram a surgir em 2013, mostrando que a microbiota biliar normal é uma camada funcional separada que protege um trato biliar da colonização por microrganismos exógenos.

 

Doença e morte

Clostridium difficile

Estudos metagenômicos e epidemiológicos indicam papéis vitais para o microbioma humano na prevenção de uma ampla variedade de doenças, desde diabetes tipo 2 e obesidade até doença inflamatória intestinal, doença de Parkinson e até condições de saúde mental como a depressão. Uma relação simbiótica entre a microbiota intestinal e diferentes bactérias pode influenciar a resposta imune de um indivíduo.  Embora na infância, o tratamento baseado em microbiomas também seja promissor, principalmente no tratamento de infecções por C. difficile resistentes a medicamentos  e no tratamento de diabetes

 

Cancro

Embora o cancro seja geralmente uma doença da genética do hospedeiro e de factores ambientais, os micro-organismos estão implicados em cerca de 20% dos cancros humanos. Particularmente para factores potenciais no cancro de cólon, a densidade bacteriana é um milhão de vezes maior que no intestino delgado e ocorrem aproximadamente 12 vezes mais cancros no cólon em comparação com o intestino delgado, possivelmente estabelecendo um papel patogénico para a microbiota no cancro do cólon e rectal A densidade microbiana pode ser usada como uma ferramenta de prognóstico na avaliação de cancro colon rectal.

A microbiota pode afectar a carcinogénese de três maneiras amplas: (i) alterando o equilíbrio da proliferação e morte de células tumorais, (ii) regulando a função do sistema imunológico e (iii) influenciando o metabolismo de factores, alimentos e produtos farmacêuticos produzidos pelo hospedeiro. Tumores que surgem em superfícies de contorno, como pele, orofaringe e vias respiratórias, digestivas e urogenitais, abrigam uma microbiota. A presença substancial de micróbios no local do tumor não estabelece associações ou ligações causais. Em vez disso, os micróbios podem encontrar suporte à tensão de oxigénio no tumor ou ao perfil de nutrientes. Populações diminuídas de micróbios específicos ou stress oxidativo induzido também podem aumentar os riscos. Dos cerca de 1030 micróbios da Terra, dez são designados pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Cancro como cancerígenos humanos. Os micróbios podem secretar proteínas ou outros factores directamente direccionam a proliferação celular no hospedeiro, ou podem regular para cima ou para baixo o sistema imunológico, incluindo a inflamação aguda ou crónica de maneiras que contribuem para a carcinogénese.

No que diz respeito à relação entre a função imunológica e o desenvolvimento da inflamação, as barreiras da superfície da mucosa estão sujeitas a riscos ambientais e devem ser reparadas rapidamente para manter a homeostase. Resiliência comprometida do hospedeiro ou da microbiota também reduz a resistência à malignidade, possivelmente induzindo inflamação e cancro. Depois que as barreiras são rompidas, os micróbios podem desencadear programas pró-inflamatórios ou imunossupressores através de várias vias. Por exemplo, os micróbios associados ao cancro parecem ativar a sinalização de NF-κΒ no microenviromento do tumor. Outros receptores de reconhecimento de padrões, como os membros da família de receptores do tipo oligomerização de ligação a nucleotídeos (NLR) NOD-2, NLRP3, NLRP6 e NLRP12, podem desempenhar um papel na mediação do cancro colorectal. Da mesma forma, o Helicobacter pylori parece aumentar o risco de cancro gástrico, devido ao facto de gerar uma resposta inflamatória crónica no estômago

Doença inflamatória intestinal

A doença inflamatória intestinal consiste em duas doenças diferentes: colite ulcerosa e doença de Crohn e ambas apresentam doenças na microbiota intestinal (também conhecida como disbiose). Essa disbiose se apresenta na forma de menor diversidade microbiana no intestino, e está correlacionada a defeitos nos genes do hospedeiro, que alteram a resposta imune inata em indivíduos.

 

Vírus da imunodeficiência humana

A progressão da doença pelo HIV influencia a composição e a função da microbiota intestinal, com diferenças notáveis entre as populações HIV-positivas, e pós-TARV. O HIV diminui a integridade da função da barreira epitelial intestinal, afectando as junções estreitas. Esse colapso permite a translocação através do epitélio intestinal, que é pensado para contribuir para o aumento da inflamação observada em pessoas com HIV.

A microbiota vaginal desempenha um papel na infecção do HIV, com um risco aumentado de infecção e transmissão quando a mulher tem vaginose bacteriana, uma condição caracterizada por um equilíbrio anormal de bactérias vaginais. A infecção aumentada é observada com o aumento de citocinas pró-inflamatórias e células CCR5 + CD4 + na vagina. No entanto, uma diminuição na infecção é observada com níveis aumentados de Lactobacillus vaginal, o que promove uma condição anti-inflamatória.

Morte

Com a morte, o microbioma do corpo vivo entra em colapso e uma composição diferente de micro-organismos denominada necrobioma se estabelece para ajudar no complexo processo de decomposição. Suas mudanças previsíveis ao longo do tempo são consideradas úteis para ajudar a determinar a hora da morte.

Saúde Ambiental

Os estudos em 2009 questionaram se o declínio da biota (incluindo a microfauna) como resultado da intervenção humana poderia impedir a saúde humana, procedimentos de segurança hospitalar, design de produtos alimentares e tratamentos de doenças.

Migração

Pesquisas preliminares indicam que mudanças imediatas na microbiota podem ocorrer quando uma pessoa migra de um país para outro, como quando imigrantes tailandeses se estabeleceram nos Estados Unidos [93] ou quando latino-americanos imigraram para os Estados Unidos. [94] As perdas de diversidade da microbiota foram maiores em indivíduos obesos e filhos de imigrantes.

Bibliografia

  • Ed Yong. I Contain Multitudes: The Microbes Within Us and a Grander View of Life. 368 pages, Published 9 August 2016 by Ecco, ISBN 0062368591.

Referências

 

Ler 58 vezes Modificado em terça, 07 janeiro 2020 15:44

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