Micróbios intestinais no início da vida podem proteger contra diabetes, sugere pesquisa em ratos

O microbioma molda o desenvolvimento de células produtoras de insulina na infância, levando a alterações a longo prazo no metabolismo e ao risco de diabetes, descobriu uma nova investigação em ratos.

Os resultados poderão, em última análise, ajudar os médicos a reduzir o risco de diabetes tipo 1 – ou potencialmente até mesmo restaurar a função metabólica perdida na idade adulta – fornecendo micróbios intestinais específicos que ajudam o pâncreas a crescer e a curar.

A janela crítica

Os ratos expostos a antibióticos de amplo espectro no início da vida apresentam pior saúde metabólica a longo prazo, descobriram os pesquisadores. Se os ratos recebessem antibióticos durante um período de 10 dias logo após o nascimento, desenvolveriam menos células beta – células produtoras de insulina no pâncreas que regulam o açúcar no sangue. Os ratos tratados com antibióticos também apresentaram níveis mais elevados de açúcar no sangue e níveis mais baixos de insulina na idade adulta.

“Isso, para mim, foi chocante e um pouco assustador”, disse June Round, professora de patologia da Universidade de Utah Health e autora sênior do estudo. “Isso mostrou quão importante é a microbiota durante este curto período inicial de desenvolvimento”.

Ao testar uma variedade de antibióticos que afectam diferentes tipos de micróbios, os investigadores identificaram vários micróbios específicos que aumentaram a quantidade de tecido produtor de insulina e o nível de insulina no sangue. Curiosamente, um desses micróbios que estimulam o metabolismo é um fungo pouco estudado chamado Candida dubliniensis, que não é encontrado em adultos humanos saudáveis, mas pode ser mais comum em crianças.

Crucialmente, a exposição ao C. dubliniensis no início da vida também reduziu drasticamente o risco de diabetes tipo 1 em ratos machos em risco. Quando camundongos machos geneticamente predispostos a desenvolver diabetes tipo 1 foram colonizados por um micróbio metabolicamente “neutro” na infância, eles desenvolveram a doença em 90% das vezes. Seus compatriotas que foram colonizados pelo fungo desenvolveram diabetes em menos de 15% das vezes.

A exposição ao C. dubliniensis pode até ajudar na recuperação do pâncreas danificado, descobriram os pesquisadores. Quando os investigadores introduziram o fungo em ratos adultos cujas células produtoras de insulina tinham sido mortas, as células produtoras de insulina regeneraram-se e a função metabólica melhorou. Os pesquisadores enfatizam que isso é altamente incomum: esse tipo de célula normalmente não cresce na idade adulta.

“Uma possibilidade num futuro distante é que talvez sinais como estes possam ser aproveitados não apenas como preventivos, mas também como terapêuticos para ajudar mais tarde na vida”, disse Jennifer Hill, primeira autora do estudo, que liderou a investigação como pós-doutoranda. cientista no Round Lab. Hill é agora professor assistente de biologia molecular, celular e do desenvolvimento na Universidade do Colorado em Boulder.

Se os benefícios observados em ratos se mantiverem verdadeiros em humanos, moléculas derivadas de micróbios poderão eventualmente ajudar a restaurar a função pancreática em pessoas com diabetes. Mas Hill adverte que os tratamentos que ajudam a regenerar as células beta em ratos, historicamente, não levaram a melhorias para a saúde humana.

Um impulso ao sistema imunológico

O fungo C. dubliniensis parece apoiar as células produtoras de insulina através dos seus efeitos no sistema imunológico. Pesquisas anteriores mostraram que as células imunológicas do pâncreas podem promover o desenvolvimento de seus vizinhos produtores de insulina. Os pesquisadores descobriram que camundongos sem microbioma têm menos células imunológicas no pâncreas e pior função metabólica na idade adulta.

Quando esses camundongos recebem um reforço de C. dubliniensis no início da vida, tanto as células do sistema imunológico pancreático quanto a função metabólica voltam ao normal. E C. dubliniensis só pode promover o crescimento de células produtoras de insulina em camundongos que possuem macrófagos, mostrando que o fungo promove a saúde metabólica ao afetar o sistema imunológico.

Os pesquisadores enfatizam que provavelmente existem outros micróbios que conferem benefícios semelhantes aos do C. dubliniensis. Suas novas descobertas podem fornecer um caminho para a compreensão de como sinais de saúde semelhantes de outros micróbios podem funcionar. “Não sabemos muito sobre como o microbioma está impactando a saúde no início da vida”, disse Hill. “Mas estamos descobrindo que esses sinais no início da vida impactam o desenvolvimento inicial e, além disso, têm consequências a longo prazo para a saúde metabólica”.

Compreender como o microbioma impacta o metabolismo pode levar a tratamentos baseados em micróbios para prevenir o diabetes tipo 1.

“O que espero que eventualmente aconteça é que identifiquemos esses micróbios importantes”, disse Round, “e seremos capazes de administrá-los aos bebês, para que talvez possamos evitar que esta doença aconteça completamente”.