Carne sem vegetais: como as bactérias em nossos estômagos hoje podem nos dizer o que estava no menu dos primeiros humanos

pela Academia Chinesa de Ciências

A diferenciação entre as linhagens Hardy e Ubiquitous está localizada no genoma. Crédito: Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07991-z

Em um estudo publicado na Nature, uma equipe descobriu novos detalhes sobre a longa associação entre humanos e nossas bactérias estomacais.

Desde sua descoberta em 1983, a Helicobacter pylori se tornou notória como a causa de cerca de um milhão de casos de câncer de estômago por ano, bem como outras doenças gástricas fatais. A bactéria também provavelmente causou muitas dores de estômago em nossa pré-história, já que, de acordo com pesquisas anteriores, ela colonizou o estômago humano por mais de 100.000 anos.

Neste estudo, pesquisadores usaram uma coleção sem precedentes de quase 7.000 genomas de Helicobacter de todo o mundo para investigar a disseminação da bactéria. Eles inesperadamente encontraram uma variante altamente distinta de Helicobacter que eles denominaram de ecoespécie Hardy, que surgiu centenas de milhares de anos atrás e se espalhou pelo mundo conosco.

Os pesquisadores propuseram que a ecoespécie é especializada para viver nos estômagos de pessoas cuja dieta consiste principalmente de carne ou peixe, ou seja, carnívoros. Assim, a variação genética encontrada nas bactérias em nossos estômagos hoje pode nos informar o que nossos ancestrais comiam.

"A doença relacionada à Helicobacter afeta desproporcionalmente as comunidades mais pobres. Fizemos um esforço substancial para coletar bactérias de todo o mundo, envolvendo clínicos e pesquisadores de mais de 20 países. Esta coleção sem precedentes de genomas nos permitirá desenvolver intervenções e tratamentos adequados para cada contexto", disse o Prof. Yoshio Yamaoka, um autor correspondente do estudo.

"Nossa amostra global diversa nos permitiu ter uma melhor compreensão da história da Helicobacter em humanos, o que confirmou descobertas anteriores de que essas bactérias já eram passageiras em nossos estômagos quando deixamos a África há mais de 50.000 anos. No entanto, também identificamos algo surpreendente, na forma de uma nova ecoespécie de Helicobacter, que chamamos de Hardy. Isso difere do tipo comum, que chamamos de Ubiquitous, em mais de 100 genes.

"A ecoespécie Hardy acaba sendo excepcionalmente informativa sobre o que as bactérias precisam fazer para sobreviver em nosso estômago, mas também, mais fundamentalmente, sobre como a diversidade é mantida nas bactérias", disse Elise Tourette, primeira autora do estudo.

"A maioria dos humanos que vivem hoje são onívoros ou vegetarianos, o que significa que uma proporção substancial de nossa dieta consiste em material vegetal. No entanto, em algumas partes do mundo, o material vegetal historicamente não estava disponível por grandes partes do ano e as pessoas dependiam muito de peixe ou carne para sustento.

"Até agora, a ecoespécie Hardy só foi identificada em humanos dessas populações indígenas, em locais como a Sibéria e o norte do Canadá. Ela também foi encontrada em tigres e chitas em zoológicos, devido a um antigo salto de hospedeiro, e tem diferenças genéticas importantes que podem adaptá-la às condições encontradas no estômago de um carnívoro. Essa associação é particularmente intrigante porque nossa análise também implica que ambas as ecoespécies acompanharam os humanos desde a origem de nossa espécie na África, há mais de 200.000 anos.

"Se a ecoespécie é de fato adaptada aos carnívoros, isso implica que os humanos que se espalharam pelo mundo muitas vezes não comiam muita matéria vegetal, mesmo quando estava disponível para eles", explicou o Prof. Daniel Falush, outro autor correspondente do estudo.

Árvores filogenéticas para todas as linhagens no conjunto de dados. Crédito: Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07991-z

Uma diferença genética importante entre as linhagens Hardy e Ubiquitous está nos genes chamados ureases. O estômago é um ambiente inóspito para quase todos os organismos por causa de sua alta acidez.

Helicobacter tem duas estratégias principais para evitar ser dissolvido junto com a comida que comemos. A primeira é penetrar no muco que reveste o estômago, onde é menos ácido do que no centro do estômago. A segunda é produzir urease. A urease desacidifica o ambiente imediato ao redor da bactéria. A onipresente Helicobacter pylori produz uma proteína urease que incorpora átomos de níquel dentro dela.

A maioria das Helicobacter Hardy, incluindo aquelas de populações indígenas, bem como de tigres e chitas, codificavam uma segunda urease, que incorporava átomos de ferro em vez de níquel. Acreditava-se que essa urease alternativa ajudava a Helicobacter a sobreviver nos estômagos de carnívoros, que eram mais ácidos do que os de onívoros e também podem ter tido uma maior disponibilidade de átomos de ferro e uma menor disponibilidade de níquel.

Em apoio a essa hipótese, outras espécies de Helicobacter de mamíferos carnívoros, como golfinhos, gatos e furões, apresentaram essa segunda urease, enquanto Helicobacter isoladas de espécies onívoras, como porcos e macacos, não apresentaram.

"A Helicobacter pylori pode viver em nossos estômagos por décadas, em uma batalha constante com o sistema imunológico humano, o que pode resultar em doença gástrica. O que é fascinante para mim é que, além de diferir em genes envolvidos na absorção de nutrientes, a ecoespécie Hardy difere da Helicobacter Ubiquitous normal em uma grande fração dos genes que usa para interagir com as células do estômago e células do sistema imunológico.

"A bactéria parece ter uma estratégia completamente diferente para interagir com seu hospedeiro. Descobrir qual é essa estratégia pode fornecer uma grande quantidade de novos insights sobre o desenvolvimento de doenças gástricas, incluindo o frequentemente mortal câncer gástrico", acrescentou a Prof. Kaisa Thorell.

Ao analisar quase 7.000 genomas de Helicobacter pylori de todo o mundo, Tourrette e a equipe concluíram que os primeiros humanos modernos foram infectados por dois tipos distintos da bactéria, Hardy e Ubiquitous. Ambas as ecoespécies se espalharam para fora da África durante as primeiras migrações de humanos, chegando até a América do Sul.

A ecoespécie Ubiquitous foi encontrada em todas as populações humanas amostradas até o momento, mas a ecoespécie Hardy só foi amostrada de um pequeno número de populações indígenas, o que implica que ela pode ter sido extinta em muitos locais em seu caminho de migração. No entanto, uma linhagem africana de linhagens Hardy fez um salto de hospedeiro para grandes felinos e foi isolada de chitas, leões e tigres em zoológicos.

Entender por que as ecoespécies podem coexistir em algumas populações, mas não em outras, promete lançar luz sobre nossa pré-história e sobre o fardo substancial de doenças gástricas que ainda sofremos hoje.

A equipe incluiu o Prof. Falush do Instituto de Imunidade e Infecção de Xangai (SIII) da Academia Chinesa de Ciências, o Prof. Yamaoka da Universidade de Oita, Japão, e o Prof. Thorell da Universidade de Gotemburgo, Suécia.

Fonte: https://bit.ly/40eDU2n