Quando os fungos nos tiram o fôlego - Como um bolor pode desequilibrar os pulmões
A infeção por Aspergillus fumigatus não altera apenas os pulmões - os intestinos e o metabolismo também desempenham um papel surpreendente
Um intruso invisível põe à prova o delicado equilíbrio dos nossos pulmões: o bolor Aspergillus fumigatus, inofensivo por natureza, pode tornar-se um perigo grave se o sistema imunitário estiver enfraquecido - e alterar todo o mundo bacteriano dos pulmões. Mas não é tudo: os intestinos e o metabolismo também parecem ser afectados por uma infeção pulmonar.
O crescimento de 𝘓𝘪𝘨𝘪𝘭𝘢𝘤𝘵𝘰𝘣𝘢𝘤𝘪𝘭𝘭𝘶𝘴 𝘮𝘶𝘳𝘪𝘯𝘶𝘴 (laranja), um membro do microbioma pulmonar murino, ao longo das hifas do fungo patogénico para os pulmões 𝘈𝘴𝘱𝘦𝘳𝘨𝘪𝘭𝘭𝘶𝘴 𝘧𝘶𝘮𝘪𝘨𝘢𝘵𝘶𝘴 (azul), com tecido pulmonar em segundo plano. Imagem.
Liubov Nikitashina (Leibniz-HKI) and Sandor Nietzsche (EMZ-UKJ).
Um fungo que faz mais do que o esperado
O Aspergillus fumigatus pode ser encontrado em quase todo o lado - no solo, no composto ou no ar. Normalmente, é inofensivo para as pessoas saudáveis. No entanto, em doentes com um sistema imunitário enfraquecido, pode causar uma infeção pulmonar grave, conhecida como aspergilose invasiva. O fungo pode potencialmente alterar os níveis de oxigénio nos pulmões de tal forma que cria um ambiente mais adequado para certas bactérias - como o Ligilactobacillus murinus, que se encontra tipicamente nos intestinos, na cavidade oral e nos pulmões dos ratos - sobreviverem melhor e potencialmente prosperarem. Esta interação poderá influenciar a progressão da doença e permitir novas estratégias de tratamento.
Dos pulmões ao intestino - tudo está ligado
Há muito que se sabe que o intestino e os pulmões estão intimamente ligados. Novos dados de uma equipa de investigação de Jena vieram aprofundar este conhecimento. Os investigadores encontraram provas de que não só o microbioma pulmonar, mas também o microbioma intestinal e certos produtos metabólicos no sangue se alteram durante a infeção dos pulmões com Aspergillus fumigatus. Este chamado "eixo intestino-pulmão" poderá desempenhar um papel importante numa futura terapia. O trabalho foi realizado por cientistas do Cluster of Excellence Balance of the Microverse, do Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology - Hans Knöll Institute (Leibniz-HKI) e da Friedrich-Schiller-University Jena e foi recentemente publicado na revista Cell Reports.
Metodologia e principais conclusões
A equipa de investigação utilizou um modelo de rato para a aspergilose invasiva. Para descobrir como a infeção afecta os micróbios nos pulmões e nos intestinos, os investigadores examinaram os marcadores genéticos dos microrganismos. Para simular as condições clínicas de forma tão realista quanto possível, foram também considerados os efeitos da imunossupressão e do tratamento antifúngico com voriconazol. A equipa utilizou métodos especializados, incluindo a sequenciação do ADN para identificar as bactérias nos pulmões e nos intestinos e a PCR quantitativa para medir a quantidade do agente patogénico fúngico Aspergillus fumigatus e da bactéria dominante Ligilactobacillus murinus nos pulmões. Além disso, foram efectuadas análises metabolómicas do plasma e do tecido pulmonar. Estas análises registam e quantificam todos os produtos metabólicos num sistema biológico, a fim de compreender as alterações do metabolismo. Além disso, os investigadores isolaram bactérias vivas das vias respiratórias inferiores dos ratinhos e fizeram uma co-cultura com Aspergillus fumigatus para investigar possíveis interações. Uma das principais conclusões do estudo foi que a infeção fúngica desequilibra tanto o microbioma pulmonar como o intestinal. Nos pulmões, isto leva a uma acumulação de bactérias anaeróbias. Particularmente notável foi o aumento do crescimento de Ligilactobacillus murinus, sugerindo que o fungo cria um nicho microaerofílico (baixas concentrações de oxigénio) que favorece esta bactéria.
Limitações do estudo - o que (ainda) não foi respondido
Analisar o microbioma do pulmão é um desafio porque a quantidade de ADN bacteriano no pulmão é muito baixa e está sobreposta ao ADN humano. "Embora tenhamos analisado numerosas amostras de controlo, os resultados podem ainda incluir algumas classificações erradas no que diz respeito a bactérias presentes em abundâncias extremamente baixas", afirma Liubov Nikitashina, primeira autora do estudo. A baixa produção de ADN também limitou a identificação bacteriana ao nível do género. A melhoria dos métodos de extração de ADN bacteriano de locais do corpo tão pouco colonizados poderá tornar os estudos futuros ainda mais significativos.
O estudo levanta questões importantes para investigação futura: Que papel desempenham as bactérias anaeróbias, como o Ligilactobacillus murinus, na modulação das infecções por Aspergillus fumigatus? Poderá a acumulação destas bactérias nos pulmões servir como marcador de diagnóstico ou mesmo permitir novas abordagens terapêuticas?
Um pequeno fungo com um grande efeito
As infecções fúngicas são um problema grave, especialmente para pessoas imunocomprometidas ou que já se encontram gravemente doentes - por exemplo, em unidades de cuidados intensivos ou com cancro. As novas descobertas fornecem informações importantes sobre como estas infecções podem ser melhor compreendidas e possivelmente prevenidas. No futuro, poderá ser possível influenciar especificamente o microbioma, a fim de apoiar o organismo na sua luta contra o fungo - ou desenvolver novos medicamentos que visem precisamente esta área.
O trabalho neste projeto foi financiado pela Fundação Alemã de Investigação, pelo Ministério Federal da Educação e Investigação e pela União Europeia.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Liubov Nikitashina, Xiuqiang Chen, Lukas Radosa, Kexin Li, Maria Straßburger, Bastian Seelbinder, Wibke Böhnke, Sarah Vielreicher, Sandor Nietzsche, Thorsten Heinekamp, Ilse D. Jacobsen, Gianni Panagiotou, Axel A. Brakhage; "The murine lung microbiome is disbalanced by the human-pathogenic fungus Aspergillus fumigatus resulting in enrichment of anaerobic bacteria"; Cell Reports, Volume 44
Outras notícias do departamento ciência
