Examinando os segredos do microbioma

Você é mais micróbio do que humano, pelo menos pelos números. O corpo humano tem cerca de 37 trilhões de células, mas é o lar de muito mais micróbios – só o intestino tem 100 trilhões deles. Nadando e se contorcendo dentro de sua barriga estão mais de 1.000 espécies de bactérias, bem como uma série de fungos e vírus. Juntos, eles formam o seu microbioma intestinal, uma comunidade única de minúsculos organismos que o ajuda a extrair energia dos alimentos e mantém o sistema imunológico em funcionamento.

Mas às vezes nossos pequenos companheiros podem trabalhar contra nós, com a microbiota desonesta desempenhando um papel na obesidade, depressão, câncer, diabetes e outras doenças. Um fator potencial para determinar se eles agem como amigos ou inimigos: nossa dieta.

Embora a maioria de nós saiba que engolir frango frito e sorvete pode colocar nossa saúde em risco, a cientista de nutrição da Universidade de Boston, Maura E. Walker, diz que os pesquisadores não têm certeza do que realmente está acontecendo nos níveis mínimos do corpo quando comemos alimentos diferentes. A ciência mostrou uma conexão entre dietas ricas em gorduras saturadas e má saúde do coração, mas o que todas essas asas e sundaes realmente estão fazendo com as moléculas de uma célula, com proteínas individuais e com a microbiota intestinal?

Não saber coloca a ciência em desvantagem quando se trata de lutar contra distúrbios cardiometabólicos, como diabetes e doenças cardíacas, diz Walker. Descubra as mudanças biológicas exatas que uma dieta causa – e por que elas afetam a todos de maneira diferente – e você pode determinar quem pode estar em maior risco e até mesmo criar ferramentas de detecção e prevenção anteriores.

“Estamos aprendendo cada vez mais sobre como os indivíduos podem responder de maneira diferente à dieta – se eu comer alguma coisa, posso ter uma resposta microbiana diferente da sua ao longo do tempo”, diz Walker, um BU College of Health & Rehabilitation Sciences: assistente do Sargent College professor de nutrição, cuja pesquisa combina trabalho bioquímico baseado em laboratório com investigações epidemiológicas e ciência de dados para detalhar a jornada do jantar à doença.

“Podemos aproveitar o microbioma e as interações com a dieta para explicar isso?” Ela diz que seu objetivo é decifrar os “dados biológicos realmente ricos” que lhe permitirão “chegar ao que está acontecendo no corpo entre a dieta e a doença, os mecanismos”.

Em estudos recentes, Walker examinou alimentos ultraprocessados, assinaturas químicas de padrões alimentares saudáveis ​​e biomarcadores de proteínas de artérias obstruídas. Seu trabalho pode ajudar a acelerar o próximo estágio da nutrição de precisão, permitindo que os médicos adaptem dietas para pacientes individuais e usem testes de biomarcadores que identificam o risco de doenças décadas antes de qualquer sintoma aparecer.

“Eu uso dados populacionais e dados biológicos – informações sobre nossos genes, nosso microbioma – para ajudar a entender melhor como a dieta pode afetar nossa saúde ao longo da vida adulta, na idade adulta e impactar o envelhecimento saudável”, diz ela.

Em um estudo publicado no Jornal Americano de Nutrição Clínica, por exemplo, Walker e uma equipe internacional de pesquisadores analisaram como diferentes dietas carregadas de carboidratos afetavam a microbiota intestinal e os metabólitos derivados de micróbios, que são moléculas geradas pela digestão. Eles descobriram que uma dieta rica em grãos integrais e outros carboidratos não refinados teve um efeito positivo no microbioma intestinal, aumentando o número de Roseburia, um pequeno organismo útil que pode ajudar a prevenir a inflamação.

Por outro lado, quando os participantes comiam uma dieta com grãos refinados (como arroz branco, pão branco e macarrão branco), seus níveis de Roseburia e do micróbio Anaerostipes – que ajuda a quebrar a fibra alimentar – eram mais baixos. A dieta de grãos integrais – e aqui as coisas ficam um pouco confusas, literalmente – também foi associada a concentrações mais baixas de ácido biliar secundário fecal em amostras de fezes. Os ácidos biliares secundários têm sido associados ao câncer de cólon.

Embora estudos anteriores tenham mostrado os benefícios para a saúde de uma dieta de grãos integrais, a abordagem microscópica detalhada de Walker ajuda a iluminar o porquê e como. Ela está analisando dietas inteiras em vez de alimentos individuais e abrangendo anos em vez de dias ou semanas. Como investigadora do Framingham Heart Study, um projeto de coorte liderado pela BU focado em doenças cardiovasculares, ela conseguiu olhar para as dietas de milhares de pessoas ao longo de três décadas.

“Posso ver como as dietas estão mudando ao longo do tempo, como elas se associam a doenças”, diz Walker, que também é professor assistente de ciências da saúde na Escola de Medicina da BU Chobanian & Avedisian. “Um objetivo final é identificar fatores biológicos e outros que interagem com a dieta que podemos detectar mais cedo no curso da doença e olhar para a prevenção ainda mais cedo. No momento, olhamos para os fatores de risco – pressão arterial, lipídios no sangue – que podem não aparecer até a meia-idade, ou mesmo mais velha, a idade adulta.”

Expandindo o papel dos nutricionistas

Com trilhões de micróbios, milhares de pessoas e décadas de dietas para analisar, há muitos dados para lidar. Embora ela tenha sido treinada em laboratórios de biologia, Walker teve que cruzar disciplinas para adicionar conhecimento de ciência de dados e epidemiologia ao seu conjunto de habilidades. Isso também se reflete cada vez mais em seu ensino. A ascensão da nutrição de precisão – reunindo os dados gerados por cientistas como Walker em dietas e conselhos personalizados para indivíduos e seus microbiomas singulares -, diz ela, “criou todo um novo campo de trabalho e setor para nutricionistas”.

“Quando estou olhando para proteínas ou metabólitos, não é como se houvesse 10; estou olhando para centenas, talvez mais de mil”, diz ela. “A ciência de dados é algo que realmente precisamos enfatizar para impulsionar o campo e focar no treinamento de nossos alunos de nutrição.”

A expansão do campo se reflete na experiência de outras contratações recentes do programa de nutrição da Sargent (Walker ingressou no corpo docente da faculdade em 2020), como Nicola McKeown, especialista em genética e dieta, e Megan McCrory, que estuda regulação de energia e nutrição.

Por enquanto, o foco de Walker é aumentar os dados disponíveis – sobre o que os americanos comem, seus genes, seus sistemas biológicos. Eventualmente, tudo isso poderia se conectar a programas de inteligência artificial que calculariam as chances de um indivíduo ficar doente – e sugerir uma dieta que os levaria a um caminho mais saudável.

“Se pudermos coletar todos esses dados sobre você”, diz Walker, “podemos usar a ciência de dados avançada para nos dizer exatamente o que você deve comer para atingir um determinado objetivo, seja parar de tomar um medicamento ou perder peso?”