Um estudo conduzido pela Duke University analisou os mecanismos operacionais de Akkermansia muciniphila, um micróbio intestinal associado a taxas mais baixas de distúrbios metabólicos.

No artigo "Um sistema genético para Akkermansia muciniphila revela um papel para o forrageamento de mucina na colonização intestinal e na expressão do gene da biossíntese de esteróis do hospedeiro", publicado na Nature Microbiology , os pesquisadores desenvolveram e aplicaram a mutagênese de transposon para identificar genes essenciais para a colonização intestinal e o uso de mucina.

A. muciniphila pode constituir até 3 a 5% da biota encontrada nas fezes. Está presente em animais selvagens , e sua abundância em humanos parece crítica para funções fisiológicas saudáveis, pois níveis anormais estão associados a distúrbios imunológicos, complicações na gravidez, câncer, distúrbios neurológicos e todo tipo de doença metabólica.

Por esse motivo, está sendo considerado um potencial probiótico, mas muito sobre os mecanismos de A. muciniphila permanece um mistério. Aproximadamente 35% de seu genoma codifica proteínas sem função conhecida ou mesmo prevista.

As proteínas Akkermansia compartilham poucas semelhanças com outros micróbios intestinais proeminentes, limitando as comparações de atividade. Os pesquisadores estabeleceram métodos para a mutagênese do transposon, uma forma de alterar pequenos pedaços de código genético para desligar seletivamente a atividade. Ao observar quais interrupções ocorrem, os pesquisadores podem ter uma ideia de quais genes codificam para quais funções.

A. muciniphila é conhecida por usar mucinas como sua fonte de nutrientes preferida. As mucinas são proteínas grandes e altamente glicosiladas que compreendem a maior parte do revestimento do muco intestinal. O estudo constatou que, apesar de ter a capacidade de produzir uma ampla gama de enzimas glicosídeo hidrolase, estimadas em cerca de 60, apenas algumas são necessárias para degradar as mucinas intestinais. Essa redundância significa que, mesmo que houvesse uma mutação em um ou na maioria desses genes, o organismo ainda teria a capacidade de sobreviver.

Observamos que os produtos de degradação da mucina se acumulam em compartimentos internos dentro das bactérias em um processo que requer genes para codificar pili e um complexo de proteína periplasmática, que a equipe chamou de genes de locus de utilização de mucina (MUL).

Quando implantado em camundongos sem um microbioma complexo, A. muciniphila acessou múltiplas fontes de nutrientes no trato gastrointestinal e não usou seu sistema MUL da mesma forma. Neste cenário livre de germes, os genes MUL reprimiram os genes humanos essenciais para a biossíntese do colesterol no cólon.

Isso sugere que o uso de mucina como fonte nutricional preferida depende da condição, uma estratégia usada quando em um ambiente de microbiota competitivo, e que A. muciniphila pode ter várias estratégias de sobrevivência.

Os autores afirmam que, além das atividades imunomoduladoras benéficas que foram atribuídas a A. muciniphila, "...o catabolismo ativo da mucina por Akkermansia pode fornecer benefícios adicionais à saúde ao regular a expressão de genes envolvidos na biossíntese de lipídios".