Foi demonstrado que o microbioma intestinal humano impacta a saúde de inúmeras maneiras. O tipo e a abundância de diferentes bactérias podem impactar tudo, desde o sistema imunológico até o sistema nervoso. Agora, pesquisadores da Universidade Stanford estão aproveitando o potencial do microbioma para combater doenças, modificando geneticamente certas bactérias para reduzir uma substância que causa cálculos renais. Se os cientistas conseguirem modificar as bactérias intestinais, isso poderá levar a tratamentos terapêuticos para uma ampla gama de doenças.

No entanto, o estudo, publicado na Science , mostra que essa não é uma tarefa simples. Os pesquisadores utilizaram a bactéria Phocaeicola vulgatus, já presente no microbioma humano, e a modificaram para decompor oxalato e também para consumir porfirano, um nutriente derivado de algas marinhas. O porfirano foi usado como forma de controlar a população de Phocaeicola vulgatus, adicionando mais porfirano ou reduzindo a quantidade, o que deveria matar a bactéria devido à falta de alimento.

O estudo foi composto por três partes: uma testando as bactérias modificadas em ratos, um ensaio com humanos saudáveis e um ensaio com pessoas com hiperoxalúria entérica (HE). A HE é uma condição na qual o corpo absorve muito oxalato dos alimentos, levando a cálculos renais e outros problemas renais, se não for tratada.

Na primeira parte do estudo, ratos com alto teor de oxalatos na dieta apresentaram uma redução de até 47% nos níveis de oxalato na urina quando as bactérias modificadas foram adicionadas ao microbioma. Em seguida, os pesquisadores induziram a hiperestimulação erétil (HE) em ratos por meio de um procedimento específico de bypass gástrico, conhecido por causar complicações de HE em humanos. Os resultados foram promissores.

Os autores do estudo afirmam: "A cirurgia resultou em um aumento de 51% no oxalato na urina de ratos colonizados pela cepa de controle, um aumento que foi completamente eliminado em animais que abrigavam a cepa degradadora de oxalato". Além disso, as bactérias modificadas foram eliminadas com sucesso quando o porfirano não foi mais administrado aos ratos.

Os pesquisadores então testaram a bactéria modificada em 39 humanos saudáveis em um ensaio clínico de fase 1/2a. Os resultados indicaram que a colonização em humanos era dose-dependente — ou seja, à medida que aumentavam a porfirana, a população de Phocaeicola vulgatus aumentava — e era reversível após a remoção da porfirana na maioria dos casos. No entanto, dois participantes demonstraram persistência de Phocaeicola vulgatus em seu microbioma, mesmo após tratamento com antibióticos.

Isso indicou que a bactéria havia sofrido mutação ao trocar material genético com outras bactérias no microbioma. Felizmente, os participantes não apresentaram efeitos nocivos da colonização prolongada. Ainda assim, essa mutação destaca as falhas que permanecem no processo.

Os resultados para pacientes com EH também mostraram que eles apresentaram problemas, mas ainda apresentaram algum progresso. Seis dos nove participantes com EH foram submetidos ao tratamento e, em média, apresentaram uma redução de 27% nos oxalatos na urina. Este resultado não é considerado estatisticamente significativo, mas oferece alguma esperança para estudos futuros com uma amostra maior.

O grupo EH também demonstrou evidências de que ocorreu algum grau de mutação genética nas bactérias modificadas. Com o tempo, a eficácia da Phocaeicola vulgatus modificada foi reduzida devido à transferência genética com as cepas bacterianas adjacentes. Isso não causou efeitos adversos nos participantes.

Este estudo afirma que alguns desafios permanecem, mas que progressos estão sendo feitos. Pesquisas futuras podem ajudar a refinar métodos e reduzir a chance de mutações em bactérias modificadas. Os autores estão otimistas, afirmando: "Mostramos que é possível colonizar humanos com um comensal intestinal modificado por um período prolongado em níveis elevados. Uma única dose da cepa foi suficiente para a colonização se o indivíduo recebesse proteção gástrica adequada e, mesmo com altas doses de porfirano, o tratamento foi seguro e bem tolerado."