Alguns caronas microbianos podem enfraquecer o ataque do corpo ao COVID-19

defesa contra sarscov2 ilustração

Quando a bactéria errada domina, o sistema imunológico pode não fazer bem o seu trabalho

Por Ana Maldonado-Contreras

Um exército de bactérias, fungos e outros caronas unicelulares vive em nossas entranhas. Alguns podem causar doenças. Muitos desempenham papéis úteis. Alguns ajudam a digerir a comida, por exemplo. Outros podem combater infecções. Como microbiologista da Escola de Medicina da Universidade de Massachusetts, em Worcester, estudo esses caronas. E, ultimamente, nossa equipe encontrou padrões alterados desses micróbios no intestino e na boca que parecem prejudicar a capacidade de nossos corpos de montar uma boa defesa contra COVID-19.

Você pode não saber, mas tem trilhões de micróbios vivendo dentro de você . Juntos, eles são conhecidos como seu microbioma (My-kroh-BY-ohm). Cada espécie de micróbio realiza trabalhos especializados. No intestino, a bactéria tende a manter o sistema imunológico saudável. Eles também equilibram a forma como nosso sistema imunológico responde a germes prejudiciais. Eles podem impedir que ataques contra germes levem a um fogo amigo que também nos prejudica, seu hospedeiro.

A maioria das pessoas tem uma mistura de micróbios bons e ruins dentro e fora de seus corpos. Uma grande parte dos bons tende a significar que os maus não assumirão o controle e farão mal. Agora descobrimos que algumas pessoas têm muitos tipos de bactérias ruins. Ao mesmo tempo, eles têm poucos dos vários bons.

Encontrar esse padrão em alguém doente com COVID-19 parece prever com 96 por cento de precisão quem terá a doença grave. Isso é o que descrevemos em um artigo publicado no medRxiv.

Nossas descobertas vêm de um pequeno estudo. Incluiu apenas 69 pacientes COVID-19. Esses dados ainda não foram revisados ​​por pares. É quando outros especialistas procuram problemas potenciais no estudo ou como analisamos seus dados. Mas se o padrão que relatamos se mantiver, seria muito encorajador. Parece ser o melhor marcador até o momento de que pessoas infectadas com o vírus COVID-19 correm o risco de ficar gravemente doentes.

Os antibióticos, por exemplo, são projetados para matar bactérias. Mas muitas vezes eles eliminam os bons junto com os ruins. Um estudo importante em 2011 descobriu que o sistema imunológico não funcionou bem em ratos tratados com antibióticos que eliminaram as bactérias intestinais saudáveis. Esses animais tinham contagens baixas de glóbulos brancos que combatem o vírus. Eles não produziram muitas proteínas que combatem infecções conhecidas como anticorpos. Eles também não produziram o suficiente de certas proteínas que são vitais para atacar os vírus e evitar que a resposta imunológica se extinga perigosamente .

Um estudo de 2017 alimentou ratos com um tipo de bactéria boa encontrada em alguns alimentos fermentados (como o iogurte). Em seguida, os pesquisadores expuseram os ratos ao vírus da gripe. Em comparação com os camundongos não tratados, aqueles que receberam o tratamento bacteriano tiveram menos probabilidade de se infectar. Eles também tinham menos inflamação pulmonar . E seus corpos foram mais rápidos em se livrar do vírus da gripe.

Esses estudos mostram que aumentar nossos microbiomas com bactérias boas pode ajudar a combater doenças. Mas é possível que muitas bactérias ruins possam prejudicar nosso sistema imunológico. Meu laboratório queria caçar micróbios que pudessem sinalizar riscos ou benefícios em pessoas expostas a infecções potencialmente fatais.

Tanto as doenças quanto o que comemos afetam os micróbios que prosperam em nossos microbiomas. Meu laboratório tem usado alimentos diferentes para mostrar como a dieta pode ser usada como terapia para certas doenças crônicas. As doenças crônicas são aquelas que duram muito tempo ou podem nunca desaparecer.

Mais recentemente, começamos a examinar pacientes com COVID-19. SARS-CoV-2 é o vírus que causa esta doença. Aproximadamente um em cada cinco desses pacientes ficará doente o suficiente para ir ao hospital para tratamento em unidades de terapia intensiva.

O que muitos desses pacientes realmente doentes têm em comum? A maioria tem mais de 65 anos. A maioria também tem doenças crônicas relacionadas à dieta. Essas doenças incluem obesidade, diabetes tipo 2 e doenças cardíacas. Tanto os pacientes negros quanto os latinos sofrem de taxas mais altas de todas essas três doenças do que os brancos . Muitas pessoas em suas comunidades também tendem a comer menos alimentos nutritivos. Não surpreendentemente, tanto os pacientes negros quanto os latinos sofreram mais mortes por COVID-19 do que os pacientes brancos.

Isso me inspirou a mudar o foco de minha pesquisa para o papel do microbioma intestinal na resposta imunológica excessivamente agressiva do corpo ao SARS-CoV-2. Minha equipe levantou a hipótese de que o microbioma é diferente em pacientes COVID-19 que sofrem de obesidade, diabetes ou doenças cardíacas. Também suspeitamos que essa mistura alterada de micróbios agrava algo que chamamos de síndrome do desconforto respiratório agudo, ou SDRA.

ARDS é uma lesão pulmonar com risco de vida. Para pacientes com COVID-19, acredita-se que seja decorrente de uma reação exagerada potencialmente fatal da resposta imune. É chamada de tempestade de citocinas (SY-toh-kine). As citocinas são um grupo de moléculas de sinalização. Eles dizem ao sistema imunológico do corpo quando ativar a inflamação e outros processos (como a produção de novas células sanguíneas).

Uma tempestade de citocinas pode desencadear um fluxo descontrolado de células do sistema imunológico para os pulmões . Em pacientes afetados, seu corpo pode atacar a si mesmo em vez do vírus. O resultado pode ser lesão pulmonar grave e falência de órgãos - até mesmo a morte .

O papel dos micróbios intestinais

Vários estudos mostraram que pacientes com COVID-19 grave tendem a ter comunidades prejudiciais de micróbios intestinais. Até o momento, no entanto, ninguém identificou bactérias intestinais específicas (ou padrões delas) que predizem o quanto podem ficar doentes.

Minha equipe agora começou a fazer isso. Recrutamos pacientes com COVID-19 hospitalizados. Todos apresentavam sintomas moderados a graves. Coletamos amostras de saliva e fezes de cada um. Destes, agora relatamos um padrão incomum.

Duas espécies de bactérias estão presentes em números muito maiores do que normalmente vemos em pessoas saudáveis. Duas espécies aparecem em números muito menores. Se os estudos de acompanhamento confirmarem essa tendência, testar o microbioma de um paciente com COVID-19 pode ser a chave para saber quem precisará dos cuidados mais críticos.

Para identificar as bactérias que vivem no intestino, analisamos fezes. Afinal, é aí que muitos micróbios saem do corpo depois de serem expelidos à medida que a comida passa por eles no intestino. Enterococcus faecalis (En-tur-oh-KOK-us FEE-kah-lis) era uma bactéria cujos números eram excepcionalmente altos em fezes.

Esse micróbio costuma estar relacionado à inflamação crônica . Uma vez extraído das fezes, esse micróbio pode ser cultivado em laboratório. Portanto, o teste de pacientes com COVID-19 para esse germe pode ser custo-efetivo, rápido e relativamente fácil.

Um segundo micróbio também estava presente em níveis excepcionalmente altos, desta vez na língua. Ele também tem um nome longo: Porphyromonas endodontalis (POR-feer-oh-MOH-nus En-do-DON-tuh-lis). É um germe que pode causar doenças nas gengivas .

Nossa pesquisa ainda não mostra por que esses micróbios podem afetar a forma como o corpo responde ao SARS-CoV-2. Um estudo de 15 de dezembro de 2020 mostrou que a infecção por SARS-CoV-2 desencadeia um desequilíbrio nas células do sistema imunológico . Conhecidas como células T reguladoras, elas são essenciais para evitar que o sistema imunológico entre em sobrecarga.

As bactérias intestinais são responsáveis ​​por ativar adequadamente essas células T reguladoras . Assim, pesquisadores como eu precisam colher amostras repetidamente de cocô, saliva e sangue em pacientes doentes. Dessa forma, esperamos aprender como o microbioma alterado visto em pacientes com COVID-19 pode se relacionar com a forma como as pessoas ficam doentes, talvez alterando o desenvolvimento dessas células T.

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O acesso a bons alimentos pode levar a um microbioma mais saudável. Como um cientista latino que investiga as ligações entre dieta, microbiomas e imunidade, devo enfatizar a importância de melhores políticas para melhorar o acesso a alimentos de baixo custo, mas nutritivos. Também é importante fazer recomendações dietéticas para comunidades negras e latinas que incluem os alimentos que também refletem sua herança.

Embora uma dieta de boa qualidade possa não prevenir a infecção por SARS-CoV-2, pode tratar as condições subjacentes que podem tornar o COVID-19 mais grave.

Glossário

síndrome da angústia respiratória aguda : Esta é uma condição na qual o fluido pode se acumular nos menores sacos de ar do pulmão. Além disso, os surfactantes espumosos - que permitem que os pulmões se expandam totalmente à medida que as pessoas inspiram - podem se decompor. Com o tempo, a condição pode causar cicatrizes e enrijecer o tecido pulmonar. Essa síndrome geralmente é um sintoma de alguma outra doença ou lesão e pode levar a níveis baixos de oxigênio no sangue, respiração rápida e sons pulmonares incomuns (como estalidos, borbulhamento ou chocalho).

agressivo : (N. agressividade) Rápido para lutar ou discutir, ou vigoroso em fazer esforços para ter sucesso ou vencer.

antibiótico : Uma substância que mata os germes, geralmente prescrita como medicamento (ou às vezes como aditivo para rações para promover o crescimento do gado). Não funciona contra vírus.

anticorpos : qualquer uma de um grande número de proteínas que o corpo produz a partir das células B e libera no suprimento de sangue como parte de sua resposta imunológica. A produção de anticorpos é desencadeada quando o corpo encontra um antígeno, algum material estranho. Os anticorpos então se fixam nos antígenos como um primeiro passo para desativar os germes ou outras substâncias estranhas que foram a fonte desses antígenos.

bactérias : (singular: bactéria) Organismos unicelulares. Eles habitam quase todos os lugares da Terra, desde o fundo do mar até o interior de outros organismos vivos (como plantas e animais). As bactérias são um dos três domínios da vida na Terra.

célula : A menor unidade estrutural e funcional de um organismo. Normalmente muito pequeno para ser visto a olho nu, consiste em um fluido aquoso cercado por uma membrana ou parede. Dependendo de seu tamanho, os animais são compostos de milhares a trilhões de células. A maioria dos organismos, como leveduras, fungos, bactérias e algumas algas, é composta por apenas uma célula.

crônica : uma condição, como uma doença (ou seus sintomas, incluindo dor), que dura por muito tempo.

COVID-19 : Nome dado à doença que causou um grande surto global. Ele surgiu pela primeira vez em dezembro de 2019 e é causado por um novo coronavírus conhecido como SARS-CoV-2. Os sintomas podem incluir pneumonia, dificuldade para respirar, cansaço demais para andar mais do que alguns passos, febre, dores de cabeça, níveis baixos de oxigênio no sangue, coágulos sanguíneos e "névoa" cerebral.

citocina : Uma substância secretada por certas células do sistema imunológico que o corpo usa para ter algum efeito particular de controle sobre outras células. Os exemplos incluem interferões, interleucinas e fatores de crescimento.

dados : fatos e / ou estatísticas coletados juntos para análise, mas não necessariamente organizados de uma forma que lhes dê significado. Para informações digitais (o tipo armazenado por computadores), esses dados normalmente são números armazenados em um código binário, retratados como sequências de zeros e uns.

defesa : (em biologia) Uma ação protetora natural tomada ou resposta química que ocorre quando uma espécie confronta predadores ou agentes que podem prejudicá-la. (adj. defensivo)

desenvolvimento : (em biologia) O crescimento de um organismo desde a concepção até a idade adulta, muitas vezes passando por mudanças na química, no tamanho e às vezes até na forma

diabetes : uma doença em que o corpo produz muito pouco do hormônio insulina (conhecida como doença tipo 1) ou ignora a presença de muita insulina quando ela está presente (conhecida como diabetes tipo 2).

dieta : (N.) Os alimentos e líquidos ingeridos por um animal para fornecer a nutrição de que necessita para crescer e manter a saúde. (v.) Adotar um plano específico de ingestão alimentar. As pessoas podem adotar uma dieta específica por razões religiosas ou éticas, para tratar de alergias alimentares, para controlar seu peso corporal ou para controlar uma doença como hipertensão ou diabetes.

digerir : (substantivo: digestão) Para quebrar os alimentos em compostos simples que o corpo pode absorver e usar para o crescimento. Algumas estações de tratamento de esgoto aproveitam micróbios para digerir - ou degradar - os resíduos, de modo que os produtos degradados possam ser reciclados para uso em outras partes do ambiente.

fezes : Resíduos sólidos de um corpo, constituídos por alimentos não digeridos, bactérias e água. As fezes de animais maiores às vezes também são chamadas de esterco.

gripe : abreviação de influenza. É uma infecção viral altamente contagiosa das vias respiratórias, causando febre e dores intensas. Muitas vezes ocorre como uma epidemia.

intestino : um termo informal para o trato gastrointestinal, especialmente os intestinos.

hospedeiro : (em biologia e medicina) O organismo (ou ambiente) no qual alguma outra coisa reside. Os humanos podem ser um hospedeiro temporário de germes que envenenam alimentos ou outros agentes infecciosos. (v.) O ato de fornecer um lar ou ambiente para algo.

sistema imunológico : conjunto de células e suas respostas que ajudam o corpo a combater infecções e a lidar com substâncias estranhas que podem provocar alergias.

imunidade : A capacidade de um organismo de resistir a uma infecção ou veneno específico, fornecendo células para remover, matar ou desarmar a substância perigosa ou germe infeccioso. Ou, quando usado coloquialmente, significa a capacidade de evitar algum outro tipo de impacto adverso (como despedir de um emprego ou ser intimidado).

prejudicar : (N. deficiência) Para danificar ou enfraquecer de alguma forma.

infecção : uma doença que pode se espalhar de um organismo para outro. Geralmente é causado por algum tipo de germe.

Latinx : adjetivo para pessoas da América Latina ou que têm ancestrais de lá. É uma alternativa de gênero neutro (ou não binária) ao latino ou latino.

link : uma conexão entre duas pessoas ou coisas.

marcador : (na biomedicina) A presença de alguma substância que geralmente só pode estar presente porque sinaliza alguma doença, poluente ou evento (como a fixação de alguma mancha ou bandeira molecular). Como tal, esta substância servirá como um sinal - ou marcador - daquela coisa relacionada.

micróbio : abreviação de microorganismo. Um ser vivo pequeno demais para ser visto a olho nu, incluindo bactérias, alguns fungos e muitos outros organismos, como amebas. A maioria consiste em uma única célula.

Microbiologista : Cientistas que estudam microrganismos, as infecções que podem causar ou as formas como podem interagir com o meio ambiente.

microbioma : O termo científico para a totalidade dos microrganismos - bactérias, vírus, fungos e outros - que fixam residência permanente no corpo de um ser humano ou outro animal.

molécula : Um grupo eletricamente neutro de átomos que representa a menor quantidade possível de um composto químico. As moléculas podem ser feitas de tipos únicos de átomos ou de tipos diferentes. Por exemplo, o oxigênio do ar é feito de dois átomos de oxigênio (O 2 ), mas a água é composta de dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio (H 2 O).

obesidade : (adj. obeso) Excesso de peso extremo. A obesidade está associada a uma ampla gama de problemas de saúde, incluindo diabetes tipo 2 e hipertensão.

órgão : (em biologia) Várias partes de um organismo que desempenham uma ou mais funções específicas. Por exemplo, um ovário é um órgão que produz óvulos, o cérebro é um órgão que dá sentido aos sinais nervosos e as raízes de uma planta são órgãos que absorvem nutrientes e umidade.

políticas : Planos, diretrizes estabelecidas ou regras de ação acordadas a serem aplicadas em certas circunstâncias específicas. Por exemplo, uma escola pode ter uma política sobre quando permitir dias de neve ou quantas faltas justificadas ela permitiria a um aluno em um determinado ano.

proteína : um composto feito de uma ou mais longas cadeias de aminoácidos. As proteínas são uma parte essencial de todos os organismos vivos. Eles formam a base das células, músculos e tecidos vivos; eles também fazem o trabalho dentro das células. Entre as proteínas autônomas mais conhecidas estão a hemoglobina (no sangue) e os anticorpos (também no sangue) que tentam combater infecções. Os medicamentos freqüentemente atuam fixando-se nas proteínas.

respiratório : Refere-se a partes do corpo envolvidas na respiração (chamadas de sistema respiratório). Inclui os pulmões, nariz, seios da face, garganta e outras vias respiratórias grandes.

risco : a chance ou probabilidade matemática de que algo ruim possa acontecer. Por exemplo, a exposição à radiação representa um risco de câncer. Ou o perigo - ou perigo - em si. (Por exemplo: entre os riscos de câncer que as pessoas enfrentaram estavam a radiação e a água potável contaminada com arsênico .)

SARS-CoV-2 : Um coronavírus que surgiu em Wuhan, China, no final de dezembro de 2019. Ele iria causar uma doença generalizada - e às vezes letal - em toda a China e em muitas outras nações. Seu nome reflete sua semelhança com o coronavírus original conhecido como SARS (para síndrome respiratória aguda grave). Esse vírus SARS desencadeou um surto global da doença em 2003.

molécula sinalizadora : substância criada por um organismo e liberada no meio ambiente.

espécie : Um grupo de organismos semelhantes capazes de produzir descendentes que podem sobreviver e se reproduzir.

estresse : (em biologia) Um fator - como temperaturas, movimentos, umidade ou poluição incomuns - que afeta a saúde de uma espécie ou ecossistema.

sintoma : um indicador físico ou mental geralmente considerado característico de uma doença. Às vezes, um único sintoma - especialmente um sintoma geral, como febre ou dor - pode ser um sinal de qualquer um dos muitos tipos diferentes de lesão ou doença.

síndrome : dois ou mais sintomas que juntos caracterizam uma doença, distúrbio ou condição social particular.

Células T : família de células brancas do sangue, também conhecidas como linfócitos, que são os principais atores do sistema imunológico. Eles lutam contra doenças e podem ajudar o corpo a lidar com substâncias nocivas.

terapia : (adj. terapêutico) Tratamento destinado a aliviar ou curar um distúrbio.

trilhão : Um número que representa um milhão de milhões - ou 1.000.000.000.000 - de algo.

unidade : (em medidas) Uma unidade de medida é uma forma padrão de expressar uma quantidade física. As unidades de medida fornecem contexto para o que os valores numéricos representam e, portanto, transmitem a magnitude das propriedades físicas. Os exemplos incluem polegadas, quilogramas, ohms, gauss, decibéis, kelvins e nanossegundos.

vírus : Minúsculas partículas infecciosas que consistem em RNA ou DNA rodeado por proteínas. Os vírus podem se reproduzir apenas por meio da injeção de seu material genético nas células de criaturas vivas. Embora os cientistas freqüentemente se refiram aos vírus como vivos ou mortos, na verdade nenhum vírus está realmente vivo. Ele não come como os animais, nem faz sua própria comida da mesma forma que as plantas. Ele deve sequestrar a maquinaria celular de uma célula viva para sobreviver.

glóbulos brancos : glóbulos que ajudam o corpo a combater infecções.

Fonte:Science News for Students