Um novo estudo da UC Davis Health descobriu como a bactéria Salmonella, uma das principais causas de intoxicação alimentar, pode invadir o intestino mesmo quando bactérias protetoras estão presentes. A pesquisa, publicada no Proceedings of the National Academy of Sciences , explica como o patógeno engana o ambiente intestinal para escapar das defesas naturais do corpo.

O sistema digestivo abriga trilhões de bactérias, muitas das quais produzem ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs) que ajudam a combater patógenos nocivos. Mas a Salmonella consegue crescer e se espalhar no intestino, mesmo que esses compostos protetores estejam presentes. O estudo pergunta: Como a Salmonella contorna essa defesa?

"Sabíamos que a Salmonella invade o intestino delgado, embora este não seja seu principal local de replicação. O cólon é", disse o autor principal do estudo, Andreas Bäumler. Bäumler é um distinto professor da UC Davis e vice-presidente de pesquisa no Departamento de Microbiologia Médica e Imunologia.

Bäumler e sua equipe descobriram que a resposta está em como o patógeno altera o equilíbrio de nutrientes do intestino. Quando a Salmonella entra no intestino delgado, ela causa inflamação no revestimento intestinal e interrompe a absorção normal de aminoácidos dos alimentos. Isso cria um desequilíbrio de nutrientes no intestino.

O desequilíbrio dá à Salmonella os recursos de que ela precisa para sobreviver e se multiplicar no intestino grosso (cólon), onde bactérias benéficas geralmente inibem seu crescimento. O estudo mostrou que a salmonella causa inflamação no intestino delgado para derivar nutrientes que alimentam sua replicação no cólon.

Usando um modelo de camundongo , a equipe observou de perto como a Salmonella alterou a composição química do intestino. Eles rastrearam a absorção de aminoácidos nos intestinos delgado e grosso.

Eles descobriram que em camundongos infectados com Salmonella, houve menos absorção de aminoácidos no sangue. Na verdade, dois aminoácidos, lisina e ornitina, tornaram-se mais abundantes no intestino após a infecção. Esses aminoácidos ajudaram a Salmonella a sobreviver ao impedir os efeitos inibidores de crescimento dos SCFAs. Eles fizeram isso restaurando o equilíbrio da acidez (pH) da Salmonella, permitindo que o patógeno contornasse as defesas da microbiota.

"Nossas descobertas mostram que a Salmonella tem uma maneira inteligente de mudar o ambiente de nutrientes do intestino a seu favor. Ao dificultar a absorção de aminoácidos pelo corpo no íleo, a Salmonella cria um ambiente mais favorável para si mesma no intestino grosso", disse Bäumler.

No estudo, a equipe mostrou que a Salmonella usa seus próprios fatores de virulência (moléculas causadoras de doenças) para ativar enzimas que quebram aminoácidos essenciais como a lisina. Isso ajuda o patógeno a evitar os efeitos protetores dos SCFAs e a crescer mais facilmente no intestino.

Os novos insights potencialmente explicam como o ambiente intestinal muda durante distúrbios inflamatórios intestinais, como a doença de Crohn e a colite ulcerativa , e podem levar a melhores tratamentos para infecções intestinais. Ao entender como a Salmonella muda o ambiente intestinal, os pesquisadores esperam desenvolver novas maneiras de proteger a microbiota intestinal e prevenir essas infecções.

"Esta pesquisa usa uma abordagem mais holística para estudar a saúde intestinal. Ela não só nos dá uma melhor compreensão de como a Salmonella funciona, mas também destaca a importância de manter uma microbiota intestinal saudável", disse Lauren Radlinski, a primeira autora do estudo e pesquisadora de pós-doutorado no Bäumler Lab. "Nossas descobertas podem levar a novos tratamentos que ajudem a dar suporte à microbiota durante a infecção."

Os resultados do estudo podem inspirar tratamentos futuros, incluindo probióticos ou planos alimentares projetados para fortalecer as defesas naturais do corpo contra patógenos nocivos.

"Ao aprender como um patógeno manipula o sistema do hospedeiro, podemos descobrir maneiras de aumentar as defesas naturais do hospedeiro", disse Radlinski.

Os coautores do estudo são Andrew Rogers, Lalita Bechtold, Hugo Masson, Henry Nguyen, Anaïs B. Larabi, Connor Tiffany, Thaynara Parente de Carvalho e Renée Tsolis da UC Davis.