Pesquisadores exploram mudanças no microbioma após cirurgia para perda de peso

Pesquisadores da Universidade de Toronto e dos hospitais parceiros estão descobrindo que alterações na microbiota intestinal após a cirurgia bariátrica podem melhorar diretamente o metabolismo, independentemente da ingestão de alimentos, perda de peso e outros fatores metabólicos.

Seu trabalho contínuo – incluindo um estudo publicado na revista Medicina de relatórios celulares focado em pacientes submetidos à cirurgia – sugere que terapias baseadas em microbiomas, como probióticos e transplantes de matéria fecal, têm o potencial de melhorar a saúde metabólica.

Eles também poderão um dia reduzir a necessidade de cirurgia para perda de peso.

“Sabemos que o microbioma contribui para melhorias metabólicas após a cirurgia bariátrica, mas sabemos muito pouco sobre como”, disse Johane Allard, cientista clínico da University Health Network e professor da Faculdade de Medicina Temerty da U of T. “Mostramos recentemente que, sem outras alterações, o microbioma alterado influencia esse resultado e identificamos mecanismos potenciais”.

A cirurgia bariátrica é a base do tratamento da obesidade grave. Altera o tamanho e a estrutura do sistema digestivo, limitando a quantidade que os pacientes podem comer e a absorção de nutrientes. Mas também acarreta riscos para a saúde a curto e longo prazo e, no Canadá, custa frequentemente ao sistema de saúde mais de 20.000 dólares por procedimento.

A cirurgia também liberta hormonas intestinais que melhoram a sensibilidade à insulina e reduzem o apetite, e altera a composição e a função da microbiota intestinal – alterações que surpreenderam e deixaram perplexos os médicos, uma vez que o número anual de procedimentos em todo o mundo ultrapassou o meio milhão.

Os investigadores têm procurado compreender como – e quanto – estas alterações bioquímicas adicionais contribuem para melhorias metabólicas e perda de peso, com vista a novos tratamentos. Mas os estudos sobre alterações relacionadas com a microbiota que poderiam ser aproveitadas como terapias amplamente eficazes têm sido frustrados por grandes diferenças na microbiota intestinal entre os indivíduos.

O recente estudo pré-clínico contorna esse problema por meio de transplantes pareados de matéria fecal. A equipe de Toronto transferiu matéria fecal de quatro pessoas para ratos – antes e depois dos participantes humanos terem feito a cirurgia bariátrica. A equipe alimentou ambos os grupos de ratos com a mesma dieta ocidental rica em gordura, em uma instalação livre de germes, e depois observou os efeitos durante várias semanas.

Os ratos que receberam o transplante pós-cirúrgico mostraram muito melhor controle do açúcar no sangue e sensibilidade à insulina do que os receptores pré-cirúrgicos, sugerindo um forte papel do microbioma na melhoria do metabolismo, apesar de não haver alteração no peso corporal. Os participantes humanos do estudo também se tornaram mais sensíveis à insulina e perderam peso, como esperado.

Menos esperado, porém, foi um aumento no gasto de massa e energia na gordura marrom entre os ratos que receberam o transplante pós-cirúrgico.

“Ficamos muito surpresos com os dados do tecido adiposo marrom”, disse Dana Philpott, co-investigadora principal do estudo e professora de imunologia na Temerty Medicine. “Pensamos que se olhássemos para [white fat] tecido adiposo, poderíamos observar uma diminuição da gordura ou uma capacidade de metabolizar melhor, mas a descoberta foi muito específica para a gordura marrom”.

O calor foi um dos primeiros indícios de que algo interessante estava acontecendo na gordura marrom, que desempenha um papel na regulação da temperatura corporal.

“Quando colocamos pela primeira vez os ratos transplantados pós-cirúrgicos nas gaiolas metabólicas, notamos que eles geravam mais calor”, disse Jitender Yadav, pesquisador de pós-doutorado no laboratório Philpott e co-autor do estudo. “Também notamos em parte da literatura que a cirurgia bariátrica em camundongos aumenta o tecido adiposo marrom e o gasto energético e, em nosso estudo, pudemos ver o efeito semelhante apenas transferindo o microbioma pós-cirúrgico”.

Além disso, a equipe encontrou marcadores bioquímicos e transcricionais de redução da inflamação na gordura branca de camundongos pós-cirúrgicos – outro sinal de melhoria da saúde metabólica. Para procurar alterações relacionadas com a microbiota que pudessem explicar todas estas melhorias metabólicas, os investigadores estudaram e compararam metabolitos em amostras de fezes de ratos pré e pós-operatórios.

Eles encontraram aumentos nos metabólitos do triptofano, ácidos graxos de cadeia curta e acilcarnitinas, e diminuições nos aminoácidos, ácido orgânico e ácido láctico – todos correlacionados com a melhoria da saúde metabólica. Essas alterações nos metabólitos foram consistentes nos ratos pós-operatórios, apesar das variações nos constituintes da sua microbiota e na microbiota dos quatro pacientes.

“A composição bacteriana da microbiota não foi significativa”, disse Yadav. “Pensamos agora que as terapias baseadas em microbiomas que induzem a combinação certa de metabólitos, como pré e probióticos, mudanças na dieta e transplantes de matéria fecal, podem ser uma terapia eficaz para melhorar o metabolismo e perder peso”.

O co-investigador principal Herbert Gaisano, clínico-cientista do Toronto General Hospital Research Institute e professor do departamento de medicina da Temerty Medicine, pretende estudar como esses metabólitos funcionam. Gaisano e sua equipe, incluindo os co-autores do estudo atual Tao Liang e Tairan Qin, analisarão os metabólitos em amostras de tecido humano de gordura e fígado, obtidas durante a cirurgia bariátrica.

O laboratório Philpott também continua a estudar os metabólitos nos descendentes dos ratos do estudo e espera replicar seus resultados com um número maior de pacientes em algum momento.

De forma mais ampla, Yadav disse que o estudo deve ajudar a afastar o campo da pesquisa do microbioma do foco de longa data nas bactérias. “Uma conclusão é que a quantidade e o tipo de bactéria nem sempre importam”, disse ele. “São os metabólitos que eles produzem, e que são absorvidos posteriormente, que podem influenciar a saúde”.