A microbiota intestinal do pai influencia a próxima geração

O estudo, liderado pelo grupo de Hackett no Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) em Roma, descobriu que a perturbação do microbioma intestinal em ratos machos aumenta o risco de doenças nos seus futuros descendentes.

O microbioma intestinal é a comunidade microbiana que habita o trato gastrointestinal. É responsável pela produção de enzimas, metabólitos e outras moléculas importantes para o metabolismo do hospedeiro e sua resposta ao meio ambiente.

Consequentemente, um microbioma intestinal equilibrado é importante para a saúde dos mamíferos, ajudando a regular os sistemas imunológico e endócrino. Isso, por sua vez, afeta a fisiologia dos tecidos de todo o corpo. No entanto, pouco se sabia sobre a influência do microbioma intestinal na função reprodutiva do hospedeiro e se um microbioma paterno alterado poderia afetar a saúde da sua prole.

O grupo de Hackett no EMBL em Roma, juntamente com os grupos de Bork e Zimmermann no EMBL em Heidelberg, decidiram responder a esta questão. Os resultados do seu estudo, publicado na revista Nature, mostraram que a perturbação do microbioma intestinal em ratos machos aumenta a probabilidade de os seus descendentes nascerem com baixo peso e serem com risco aumentado de morte prematura..

Passando informações para a próxima geração

Para estudar a influência do microbioma intestinal na reprodução masculina e na sua descendência, os investigadores alteraram a composição dos micróbios nos intestinos dos ratos machos, tratando-os com antibióticos comuns que não entram na corrente sanguínea. Isto causa uma condição chamada disbiose, na qual o ecossistema microbiano no intestino fica desequilibrado.

Os cientistas analisaram então mudanças na composição de importantes metabólitos testiculares. Eles descobriram que a disbiose em camundongos machos afetou a fisiologia testicular, bem como a composição metabólica e a sinalização hormonal. Pelo menos parte desse efeito foi devido a alterações nos níveis do principal hormônio leptina no sangue e nos testículos de homens com disbiose induzida.

Essas observações sugerem que nos mamíferos existe um “eixo intestino-linha germinativa” que é uma ligação importante entre o intestino, sua microbiota e a linha germinativa.

Para entender a importância desse "eixo intestino-linha germinativa" para características hereditárias, cientistas cruzaram machos não tratados ou disbióticos com fêmeas não tratadas. Camundongos de pais disbióticos apresentaram pesos significativamente menores ao nascer e aumento da mortalidade após o nascimento. Várias combinações de antibióticos, bem como tratamento com laxantes que causam disbiose (que também perturbam a microbiota), tiveram efeitos semelhantes na prole.

É importante notar que esse efeito é reversível. Após interromper os antibióticos, o microbioma dos pais é restaurado. Quando camundongos com microbioma restaurado foram acasalados com fêmeas não tratadas, seus descendentes nasceram com peso normal e se desenvolveram normalmente.

"Observamos que os efeitos intergeracionais desaparecem quando o microbioma normal é restaurado. Isso significa que qualquer alteração no microbioma intestinal que possa causar efeitos intergeracionais pode ser prevenida em futuros pais", disse Peer Bork, diretor do EMBL Heidelberg, que participou do estudo.

"O próximo passo é entender em detalhes como vários fatores ambientais, como medicamentos, incluindo antibióticos, podem afetar as linhagens germinativas paternas e, portanto, o desenvolvimento embrionário."

Aile Denboba, primeira autora da publicação e ex-bolsista de pós-doutorado no grupo de Hackett, agora líder do grupo no Instituto Max Planck de Imunologia e Epigenética em Freiburg, Alemanha, acrescentou: "O estudo surgiu do desejo de entender a influência do ambiente sobre os pais, observando o microbioma intestinal como um elo nas interações hospedeiro-ambiente, criando um modelo de causa suficiente para avaliar os riscos de saúde intergeracionais em sistemas ecológicos complexos."

A influência dos pais no risco de doenças durante a gravidez

Em seu trabalho, Hackett e seus colegas também descobriram que defeitos placentários, incluindo vascularização deficiente e crescimento lento, eram mais comuns em gestações envolvendo machos disbióticos. As placentas defeituosas mostraram sinais de uma complicação comum da gravidez em humanos chamada pré-eclâmpsia, que leva ao crescimento deficiente da prole e é um fator de risco para uma ampla gama de doenças mais tarde na vida.

"Nossa pesquisa demonstra a existência de um canal de comunicação entre o microbioma intestinal e o sistema reprodutivo em mamíferos. Além disso, fatores ambientais que interrompem esses sinais em futuros pais aumentam o risco de saúde adversa da prole ao alterar o desenvolvimento da placenta", disse Jamie Hackett, coordenador do projeto de pesquisa e líder do grupo EMBL Rome

"Isso implica que em camundongos, o ambiente paterno imediatamente antes da concepção pode influenciar as características da prole independentemente da herança genética."

"Ao mesmo tempo, descobrimos que esse efeito é observado em apenas uma geração, e devo enfatizar que mais pesquisas precisam ser feitas para examinar quão difundidos esses efeitos são e se eles são significativos em humanos. Existem diferenças inatas que precisam ser levadas em consideração ao traduzir estudos com camundongos para humanos."

Hackett continuou: "Mas, dado o uso generalizado de práticas alimentares e antibióticas no Ocidente, cultura que são conhecidas por perturbar o microbioma intestinal, é importante analisar mais de perto os efeitos intergeracionais dos pais e como eles podem influenciar os resultados da gravidez e o risco de doenças na população.” "