Aplicação de gradiente de densidade para o isolamento do componente microbiano fecal das fezes e seu potencial uso

Scientific Reports volume 5, Número do artigo: 16807 (2015) Citar este artigo

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A ideia de considerar a microbiota intestinal como um órgão humano virtual levou ao conceito de transplante de microbiota fecal (FMT), que recentemente tem sido extremamente bem-sucedido no tratamento de casos de infecção recorrente por Clostridium difficile. A administração de microbiota fecal segura, viável e representativa é crucial para a FMT. Até onde sabemos, técnicas adequadas e condições sistemáticas para separar a microbiota fecal de amostras de fezes não foram completamente investigadas. Neste trabalho mostramos o potencial de separar os microrganismos das fezes do resto do material fecal usando um procedimento com um gradiente de densidade Nycodenz®, rendendo 1010 bactérias viáveis ​​por dois gramas de fezes. Este procedimento não afetou a composição original da microbiota em termos de viabilidade, distribuição e proporções, conforme avaliado por uma abordagem metagenômica filogenética. A obtenção da microbiota fecal por concentração e separação dos microrganismos do restante dos componentes das fezes permitiria a padronização de sua recuperação e sua preservação a longo prazo. O FMT ou terapias similares de restauração da microbiota podem ser utilizadas para o tratamento de diversas desordens, ou mesmo para fins estéticos, portanto o método descrito em nosso trabalho pode contribuir para o estabelecimento das bases para o desenvolvimento de produtos seguros e padronizados.

O trato gastrointestinal (GI) humano é um ecossistema complexo no qual a microbiota residente e os nutrientes interagem continuamente com as células hospedeiras1. A microbiota intestinal é composta por trilhões de bactérias, superando as células eucarióticas do nosso corpo em uma ordem de grandeza2 e a ideia de considerar nossa microbiota intestinal como um órgão virtual está ganhando popularidade entre a comunidade científica3. Os genes fornecidos por nossa microbiota intestinal são denominados 'microbioma intestinal', mas às vezes o termo 'microbioma humano' (teoricamente o complemento gênico de todos os micróbios que habitam nosso corpo) é usado como sinônimo4. Contabilizando quase 10.000.000 de genes únicos, notavelmente maior do que o número "modesto" de 21.000 genes humanos5,6, nossa microbiota intestinal complementa atributos metabólicos que estão ausentes em nosso organismo, incluindo a capacidade de aproveitar nutrientes não metabolizáveis, a produção de ácidos graxos de cadeia curta ou vitaminas e muitos outros7. Pelo contrário, o hospedeiro humano fornece nutrientes à microbiota, ou seja, nosso IG é uma espécie de jardim microbiano onde cada indivíduo cultiva seus próprios micróbios benéficos.

Durante os últimos anos, o grande avanço das tecnologias de sequenciamento de alto rendimento e sua aplicação no estudo das comunidades microbianas intestinais fornece evidências crescentes de que a microbiota intestinal tem um impacto importante no amadurecimento bem-sucedido do nosso sistema imunológico e em várias facetas do ser humano. fisiologia, que pode incluir o desencadeamento, progressão e estabelecimento de diversas doenças. Não apenas os perfis da microbiota intestinal são afetados pela dieta8,9, idade10 ou geografia11, como também a alteração da composição de nossos microrganismos intestinais tem sido associada a alguns distúrbios intestinais e autoimunes, como obesidade12, síndrome metabólica13, artrite reumatoide14, diabetes tipo 115, inflamação intestinal doenças16 e lúpus eritematoso sistêmico (LES)17.

Se concordarmos que a microbiota humana é mais um de nossos órgãos, rapidamente surgirá o conceito de transplante de microbiota fecal (FMT). Na literatura científica, a FMT foi descrita pela primeira vez no final da década de 195018 e pode ser definida como a 'transferência de fezes processadas de um indivíduo saudável para o intestino de uma pessoa doente por meio de enema, colonoscopia ou outros meios'19. Notavelmente, o FMT teve uma eficácia impressionante (mais de 90% de sucesso em alguns casos) no deslocamento da infecção recorrente por Clostridium difficile do intestino de indivíduos afetados que não estavam respondendo à antibioticoterapia e no restabelecimento de uma microbiota intestinal equilibrada20. Muito recentemente, o FMT foi aplicado com sucesso para tratar a colite induzida por antibióticos21. A generalização da FMT não regulamentada em certas populações levou a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA a regulamentar estritamente as fezes como uma droga biológica22.