A palavra microbiota representa um conjunto de microrganismos que reside em um ambiente previamente estabelecido. Os seres humanos possuem grupos de bactérias em diferentes partes do corpo, como na superfície ou camadas profundas da pele (microbiota cutânea), na boca (microbiota oral), na vagina (microbiota vaginal), etc. Microbiota intestinal é o nome dado hoje à população microbiana que vive no nosso intestino (Figura 2). O desenvolvimento da microbiota intestinal começa no nascimento e evolui ao longo de toda a nossa vida, do nascimento à velhice, e é o resultado de diferentes influências ambientais. O período em que o hospedeiro humano é mais agudamente influenciado pela microbiota é o período pós-natal, durante o qual o neonato livre de germes se move do ambiente estéril do útero materno para um mundo cheio de microorganismos e durante o qual a mucosa e a superfície da pele do neonato tornam-se gradualmente colonizadas (Bartova). A composição das populações bacterianas geralmente não se estabiliza até após os primeiros anos de vida; durante este período, a microbiota irá gradualmente colonizar a mucosa e a superfície da pele do neonato e exercer efeitos sobre o desenvolvimento do sistema imunológico. Há evidências que indicam a idéia de que as comunidades microbianas humanas desempenham um papel na patogênese de doenças tão diversas como asma, eczema, doença inflamatória intestinal, obesidade, resistência à insulina e neoplasia. Pesquisadores afirmam que há uma diminuição na taxa de infecções infantis precoces, diabetes e obesidade em bebês amamentados em comparação com a composição da microbiota intestinal em bebês alimentados com fórmulas (Moore). Em lactentes amamentados, Bifidobacterium tornou-se o grupo predominante de organismos, enquanto lactentes alimentados com fórmulas desenvolvem uma comunidade microbiana diferente composta de algumas Bifidobactérias e grandes proporções de outros organismos potencialmente patogênicos, alguns exemplos incluem, estafilococo, enterobactérias e clostridia. Bifidobacterium é uma bactéria gram-positiva, não-motriz e anaeróbica (Figura 3). Esta forma de bactéria habita o tracto gastrointestinal, vagina e boca de mamíferos, incluindo humanos; está provado que se encontra no iogurte Activia. Diferentes espécies ou estirpes de bactérias podem exercer uma série de efeitos benéficos à saúde, incluindo a regulação da homeostase microbiana intestinal, a inibição de patógenos e bactérias nocivas que colonizam ou infectam a mucosa intestinal, a repressão de atividades enzimáticas procarcinogênicas dentro da microbiota, e a produção de vitaminas (Moore). Bifidobacterium melhora a barreira da mucosa intestinal e diminui os níveis de lipopolissacarídeo no intestino e desencoraja o crescimento de patógenos gram-negativos em lactentes. O leite materno tende a conter altas concentrações de lactose e menores quantidades de fosfato, que é um tampão de pH. Portanto, quando o leite materno é fermentado por bactérias lácticas, que incluem Bifidobactérias no trato gastrointestinal do bebê, o pH nas fezes pode ser reduzido, tornando mais difícil o crescimento de bactérias gram-negativas em bebês amamentados. Se houver uma diminuição de Bifidobactérias na microbiota intestinal, haverá um aumento de outras bactérias entéricas na infância que estão ligadas a doenças que surgem mais tarde na vida como, por exemplo, o aumento do número de E.coli associado ao desenvolvimento de doenças atópicas como asma e eczema (Oh), enquanto que uma diminuição da contagem de bifidobactérias e um aumento de S. aureus estão associados a mães com excesso de peso e um aumento do risco do bebé ficar com excesso de peso na infância (Bourboulis). Os dados mostraram que a compreensão das interacções entre as comunidades microbianas e os seus hospedeiros humanos pode iluminar a patogénese de doenças humanas complexas como a obesidade, a doença atópica e os distúrbios auto-imunes. As principais características das doenças auto-imunes são a destruição dos tecidos e o comprometimento funcional causado por mecanismos imunologicamente mediados que são principalmente os mesmos que funcionam contra as infecções patogénicas; tanto as bactérias vivas como os seus componentes são claramente responsáveis por muitos desses mecanismos imunomoduladores (Bartova). Os mecanismos imunomoduladores têm a capacidade de alterar ou regular um ou mais factores imunitários. Além disso, estas perturbações representam um problema médico importante porque têm um impacto devastador na qualidade de vida e requerem cuidados médicos de longa duração. A compreensão destas interacções forneceu uma fonte para abordagens terapêuticas, uma forma de diminuir a patogénese. Um dos métodos utilizados foi a PCR (reação em cadeia da polimerase) para a sondagem de genes específicos e o perfil químico dos metabólitos microbianos. A PCR é uma tecnologia em biologia molecular usada para amplificar uma única cópia ou algumas cópias de um pedaço de DNA através de várias ordens de magnitude, gerando milhares a milhões de cópias de uma seqüência particular de DNA. Estas abordagens têm mostrado perfis metabólicos alterados em sujeitos humanos com doença inflamatória intestinal, variações na composição da microbiota intestinal com dieta humana e diferenças funcionais na microbiota intestinal relacionadas ao hábito do corpo hospedeiro, alterações do desenvolvimento na composição da microbiota gastrointestinal durante a infância e infância, e por último a epidemiologia genética da resistência aos antibióticos na microbiota intestinal (Moore). Variações específicas na composição da comunidade microbiana gastrointestinal têm sido ligadas a importantes áreas da saúde humana e da doença. Através da pesquisa, tem havido avanços recentes na compreensão das interações entre os metabólitos bacterianos e a máquina celular hospedeira, que começaram a iluminar a base fisiológica das contribuições microbianas à patologia humana; ou seja, o estudo das doenças humanas. As telas metagenómicas funcionais também podem iluminar os determinantes genéticos das interacções microbianas com as células hospedeiras. A metagenómica funcional é uma das técnicas independentes da cultura que foi utilizada durante décadas para estudar os microrganismos ambientais. Só recentemente é que este método foi aplicado ao estudo da microbiota comensal humana. Telas funcionais metagenômicas caracterizam a capacidade funcional de uma comunidade microbiana, independente da identidade dos genes conhecidos, ao submeter o metagênome a ensaios funcionais em um hospedeiro genético. Usando o método de rastreio é possível identificar produtos genéticos bacterianos específicos que influenciam directamente o destino das células humanas. Estes mesmos rastreios também podem ser concebidos para investigar a capacidade imuno-moduladora da microbiota gastrointestinal. Juntos, esses estudos demonstram o potencial de telas metagenômicas funcionais para iluminar os mecanismos genéticos da contribuição da comunidade microbiana para o desenvolvimento do sistema imunológico humano e a patogênese da doença atópica, auto-imune e neoplásica, que podem fornecer novos alvos terapêuticos para essas condições (Moore). Além disso, além de interagir com células encontradas em humanos, bactérias comensais como a microbiota intestinal e outros organismos também podem usar a detecção do quórum para transmitir sinais através de distâncias e coordenar a expressão gênica da comunidade. A detecção do quórum é um sistema de estimulação e resposta correlacionado com a densidade populacional. Muitas espécies de bactérias usam a detecção do quórum para coordenar a expressão gênica de acordo com a densidade da sua população local. Com cada técnica apresentada e doença humana inibida, dá prova de que as comunidades microbianas humanas desempenham um papel na patogênese das doenças.
Escherichia coli urinária e retal
Escherichia coli (E. coli) é uma bactéria gram-negativa, facultativa, em forma de bastão, que é comumente encontrada no intestino inferior de organismos de sangue quente. A maioria das estirpes são inofensivas e vivem pacificamente nas nossas entranhas a mastigar pedaços de comida e não causar danos ou mesmo criar benefícios para os hospedeiros, ajudando na digestão, mas alguns tipos podem causar graves intoxicações alimentares nos seus hospedeiros, fazendo com que as pessoas tenham vómitos, diarreia e disenteria; e em casos raros, a bactéria pode levar à insuficiência renal ou mesmo à morte. Essas E. coli nocivas ocasionalmente são responsáveis por recalls de produtos devido à contaminação dos alimentos; também podem causar várias doenças, tanto intestinais quanto extra-intestinais. A E. coli é um organismo comensal de humanos e outros animais de sangue quente. Também pode ser um organismo de virulência; os factores de virulência nas bactérias dependem das variações dos antecedentes genéticos. Estudos filogenéticos mostraram que a E. coli pode ser dividida em quatro grupos filogenéticos principais, A, B1, B2, e D (Foxman). Estes grupos dão uma melhor caracterização de como as bactérias comensal ou E. coli comensal podem se tornar um patógeno nocivo. Os grupos A e B1 são grupos irmãos, enquanto que o grupo B2 está incluído num ramo ancestral. Estes grupos filosóficos aparentemente diferem em seus nichos ecológicos, história de vida e algumas características, tais como sua capacidade de explorar diferentes fontes de açúcar, seus perfis de resistência a antibióticos e sua taxa de crescimento (Amaral). A maioria das cepas de E. coli que vivem e prosperam no meio ambiente pertencem ao grupo filogenético B1. O tamanho do genoma também desempenha um fator entre os grupos filogênicos, os grupos A e B1 têm genomas menores que B2 e D; estes dois grupos continham mais fatores de virulência do que as cepas dos grupos A e B1. Está provado, porém, que a maioria das cepas de E. coli do grupo B2 são responsáveis por infecções do trato urinário (IU) e outras infecções extra-intestinais; este grupo também carrega frequentemente determinantes de virulência. A flora intestinal ou E. coli retal é considerada o reservatório natural das cepas patogênicas nas infecções extra-intestinais e, portanto, é considerada separadamente da população das cepas comensais. A distribuição filogenética da E. coli comensal isolada de humanos saudáveis poderia fornecer uma importante comparação e visão sobre a propagação da linhagem patogênica potencial (Foxman). Os organismos comensais são geralmente dominados por cepas dos grupos A e B1, com poucas cepas B2. Entretanto, através da observação, a diferença na distribuição dos grupos filogenéticos de E. coli entre as populações de E. coli patogênica e comensal foi baseada na comparação de isolados fecais e urinários de diferentes populações de hospedeiros. Amaral e seus colegas identificaram grupos filogenéticos de E. coli isolados de mulheres em idade universitária e compararam suas distribuições entre as coleções a fim de melhor comparar as relações genéticas entre as populações de E. coli patogênica e comensal. Os pesquisadores descreveram as distribuições de 93 cepas uropatogênicas e 88 cepas comensal retal de mulheres saudáveis entre os quatro principais grupos filogenéticos de E. coli (Foxman). Os resultados mostraram que as cepas do grupo B2 dominaram na coleta de espécimes de UTI e menos freqüentemente na coleta retal, sendo também o grupo mais comum entre todos os resultados das mulheres estudadas. Também examinaram a variabilidade genética dentro de cada grupo filogenético utilizando a tipagem ERIC e mostraram que as estirpes dos grupos B2 e D de origem ITU eram geneticamente menos diversas do que as de origem rectal. O ERIC-PCR, que significa análise por PCR de consenso inter-génico repetitivo enterobacteriano, foi utilizado para examinar melhor a diversidade genética das estirpes dentro de cada grupo filogenético de cada colecção, como mostrado nos resultados acima. Com base em toda a informação indicada, pode ser seguro dizer ou estimar que as estirpes B2 são responsáveis por muitas das infecções extraintesinais por E. coli, apenas por uma pequena percentagem das estirpes humanas comensais examinadas. Como o grupo B2 é encontrado tanto em grupos patogênicos quanto em grupos comensais, ele prova que existe diversidade genética. É possível que uma população humana saudável possa ter uma cepa B2 de alta taxa, mas também pode ser menos virulenta. Estes dados mostram que as bactérias ou E. coli podem se adaptar a diferentes nichos e se mover e evoluir de um estilo de vida comensal para um comensal patogênico. Potencialmente, a evolução de tais organismos a partir de seus ancestrais comensais não só requer o ganho de genes adicionais, por exemplo, aqueles que codificam determinantes de virulência, mas também a modificação das funções existentes. Um exemplo da forma como os agentes patogénicos utilizam a sua variabilidade genética para escapar à vigilância imunológica e à terapia medicamentosa vem do HIV-1 resistente ao 3TC; ou seja, o HIV é resistente ao 3TC que é lamivudina, um nucleósido potente, e é utilizado para o tratamento da hepatite B crónica.
Conclusão
As porfirinas são naturalmente sintetizadas em células humanas, e também são produzidas por bactérias comensais humanas, como o P. acnes na pele humana. Como uma bactéria comensal, o P. acnes é uma parte componente de todo ser humano; sua presença constante e consistente na pele humana pode torná-la uma excelente bioquímica de radiação endógena. A microbiota representa um conjunto de microorganismos que reside num ambiente previamente estabelecido, e o desenvolvimento da microbiota intestinal começa ao nascimento e evolui ao longo de toda a nossa vida, desde o nascimento até à velhice, e é o resultado de diferentes influências ambientais. Um exemplo disso é o bifidobactéria, que melhora a barreira mucosa intestinal e diminui os níveis de lipopolissacarídeo no intestino e desestimula o crescimento de patógenos gram-negativos em lactentes. O leite materno tende a conter altas concentrações de lactose e menores quantidades de fosfato, que é um tampão de pH. Portanto, quando o leite materno é fermentado por bactérias lácticas, que incluem Bifidobactérias no trato gastrointestinal do bebê, o pH nas fezes pode ser reduzido, tornando mais difícil o crescimento de bactérias gram-negativas em bebês amamentados. E. coli na maioria das estirpes são inofensivas e vivem pacificamente em nossas entranhas, mas não causam danos ou até mesmo criam benefícios para os hospedeiros, ajudando na digestão, mas alguns tipos podem causar sérias intoxicações alimentares em seus hospedeiros, causando vômitos, diarréia e disenteria; e em casos raros, a bactéria pode levar à falência renal ou até mesmo à morte. E. coli pode ser dividida em quatro grupos filogenéticos principais, A, B1, B2, e D. Estes grupos dão uma melhor caracterização de como as bactérias comensal ou E. coli comensal podem se tornar um patógeno nocivo. Cada um destes três organismos mostra como os organismos comensais ajudam a iluminar a filogenética humana através da sua diversidade. Cada um deles ajuda o corpo de uma maneira diferente e alguns poucos foram eventualmente capazes de adquirir traços patogênicos, como a E. coli. Os organismos comensais são organismos que ajudam o corpo, quebrando o alimento, combatendo doenças, expondo radiação, assistência do sistema imunológico e poucas outras coisas; mas também pode prejudicar o corpo ao trazer patógenos, doenças e enfermidades para o corpo. Isto acontece com o tempo e geralmente apenas com mudanças ambientais.
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