Cientistas desenvolvem uma maneira de rastrear bactérias doadoras após transplantes de microbiota fecal

Pesquisadores da Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai e seus colaboradores desenvolveram uma nova tecnologia para rastrear bactérias benéficas após transplantes de microbiota fecal (FMT). A abordagem fornece uma visão detalhada de como os micróbios doadores se fixam e persistem no intestino dos pacientes – não apenas quais bactérias colonizaram com sucesso, mas como elas mudam ao longo do tempo.

Esses insights podem orientar o projeto de terapias baseadas em microbiomas mais seguras e eficazes.

O estudo, “Metagenômica de longa leitura para rastreamento de cepas após transplante de microbiota fecal”, foi publicado em Microbiologia da Natureza.

O FMT – a transferência de fezes de um doador saudável para o intestino de um paciente – tem se mostrado altamente eficaz no tratamento da infecção por Clostridioides difficile e está sendo explorado para outras condições, como doença inflamatória intestinal (DII) e câncer. No entanto, ainda não está claro quais cepas bacterianas são responsáveis ​​pela recuperação a longo prazo e como elas se adaptam ao novo ambiente hospedeiro.

A nova abordagem aproveita o sequenciamento de DNA de leitura longa, que lê trechos muito mais longos do código genético de um micróbio do que as técnicas tradicionais, com um método computacional desenvolvido no Monte Sinai chamado LongTrack.

Juntos, eles permitem aos cientistas distinguir até mesmo cepas bacterianas estreitamente relacionadas e identificar a “impressão digital” genética única de cada uma. Isto permite aos investigadores acompanhar as bactérias doadoras desde o momento do transplante até cinco anos de adaptação no intestino do paciente.

“Podemos acompanhar bactérias doadoras, cepa por cepa, com um nível de confiabilidade e escalabilidade que não era possível antes de usar abordagens baseadas em sequenciamento de leitura curta”, diz o autor sênior e correspondente Gang Fang, Ph.D., Professor de Genética e Ciências Genômicas na Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai.

“Isso nos dá uma visão sobre o que acontece com as centenas de bactérias doadoras após os transplantes fecais, como elas se adaptam aos ambientes gastrointestinais dos novos pacientes e aponta o caminho para tratamentos mais seguros, mais consistentes e, em última análise, mais precisos”.

Usando esta abordagem, a equipe colaborou com o coautor do estudo Jeremiah Faith, Ph.D., professor de imunologia e imunoterapia na Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai.

A equipe analisou amostras de fezes de doadores e receptores de FMT tratados para infecção por C. difficile e DII. Amostras recolhidas antes e depois do tratamento, incluindo algumas recolhidas até cinco anos mais tarde, mostraram que muitas bactérias doadoras se instalaram e persistiram no microbioma dos receptores.

Algumas estirpes apresentaram até mutações genéticas que indicam adaptação aos seus novos hospedeiros, sugerindo que diferentes ambientes intestinais podem moldar a evolução bacteriana de um indivíduo para outro, diz o Dr.

Ao identificar quais bactérias colonizam com sucesso após o FMT, o estudo fornece um roteiro para identificar sistematicamente misturas de micróbios benéficos que poderiam ser desenvolvidas como novas intervenções no microbioma. Estes poderiam substituir ou melhorar os transplantes de fezes completas por tratamentos mais seguros, mais previsíveis e mais fáceis de regular.

“Nossas descobertas nos aproximam da medicina de precisão para o microbioma”, diz o Dr. “Agora podemos rastrear bactérias benéficas de forma confiável e em grande escala ao longo do tempo e, mais importante, compreender as mutações genéticas envolvidas na sua adaptação nos receptores – um passo fundamental para a concepção de tratamentos que sejam eficazes e consistentes”.

Em seguida, os investigadores planeiam aplicar a mesma abordagem a coortes maiores de pacientes e a doenças adicionais nas quais o microbioma intestinal desempenha um papel, com base em estudos anteriores e futuros de FMT em múltiplas condições humanas. Eles pretendem usar o LongTrack para identificar cepas bacterianas benéficas que poderiam formar a base da terapêutica microbiana de próxima geração.