O microbioma influencia o envelhecimento
As bactérias produzem menos substâncias vitais de que o organismo necessita: Pode uma cura de rejuvenescimento microbiano abrandar o processo de envelhecimento?
O intestino alberga um complexo ecossistema de microrganismos. O chamado microbioma intestinal desempenha um papel importante na saúde, na doença e no envelhecimento. Vários estudos sugerem que o microbioma "envelhece" e conduz os processos de envelhecimento do hospedeiro. Até agora, não era claro quais os mecanismos que o microbioma utiliza para controlar o envelhecimento do hospedeiro. Esta questão foi investigada por uma equipa de investigação liderada pelo Professor Christoph Kaleta, da Faculdade de Medicina da Universidade de Kiel (CAU) e do Cluster of Excellence "Precision Medicine in Chronic Inflammation" (PMI), e pela Dra. Christiane Frahm do Hospital Universitário de Jena (UKJ). Enquanto Kiel contribuiu com a sua experiência em modelação metabólica, Jena forneceu dados experimentais centrais para as análises. Este trabalho foi realizado no âmbito da rede de formação inovadora Marie Sklodowska-Curie SmartAge (ITN), coordenada por Jena no âmbito do programa Horizonte 2020.
No estudo, os investigadores conseguiram demonstrar que existe uma forte redução da atividade metabólica do microbioma durante o envelhecimento. Estas alterações reflectem-se diretamente nos processos metabólicos do hospedeiro", sublinha Kaleta, que dirige o grupo de trabalho Biologia dos Sistemas Médicos e está também envolvido no Centro de Investigação Colaborativa (CRC 1182) "Origem e Função dos Metaorganismos". Os resultados foram recentemente publicados na revista Nature Microbiology. Um dos objectivos centrais da investigação futura é encontrar formas de inverter estas alterações do microbioma relacionadas com a idade, por exemplo, através de suplementos alimentares especiais. Num outro estudo publicado na revista Microbiome, o Cluster of Excellence PMI conseguiu retardar os processos de envelhecimento num modelo animal através de um tratamento repetido de rejuvenescimento microbiano.
Os modelos informáticos servem de imagem para o metabolismo das bactérias intestinais
Há muito que se sabe que o microbioma muda com a idade e está envolvido em processos relacionados com o envelhecimento. "Estudos demonstram que a transferência do microbioma de animais mais velhos para animais mais novos pode aumentar os processos inflamatórios, enquanto que, pelo contrário, o transplante de um microbioma jovem em animais mais velhos apresenta efeitos rejuvenescedores - um fenómeno que tem sido observado em várias espécies", afirma Frahm, que dirige o grupo de investigação Gut-Brain Interaction and Ageing no UKJ.
"Para compreender melhor este fenómeno, criámos modelos informáticos do metabolismo do hospedeiro e do microbioma", explica Kaleta. Para tal, foram utilizados dados biológicos moleculares de amostras de tecido intestinal, cerebral, hepático e de fezes de ratinhos de diferentes grupos etários. Utilizando os dados das análises dos tecidos e das fezes, foi criado um modelo informático separado para cada ratinho que representa os órgãos do hospedeiro e do microbioma. Isto torna possível investigar quais as moléculas que são trocadas entre o hospedeiro e o microbioma. "Descobrimos, por exemplo, que o hospedeiro utiliza frequentemente o microbioma como uma espécie de reciclador", continua Kaleta. O hospedeiro fornece ao microbioma produtos metabólicos finais que, por sua vez, são utilizados para produzir substâncias essenciais para o hospedeiro. Isto permite uma utilização mais eficiente dos recursos, embora diminua com a idade.
Diminuição da atividade metabólica microbiana relacionada com a idade
Uma das principais conclusões do estudo foi que a atividade metabólica do microbioma diminui significativamente com o aumento da idade. "As espécies bacterianas individuais já não trabalham em conjunto de forma tão eficiente e competem cada vez mais por nutrientes", explica a primeira autora, Lena Best. Isto tem um impacto direto no hospedeiro, uma vez que muitas funções celulares essenciais - incluindo a estabilização da barreira intestinal, bem como os processos de reparação e remodelação - dependem do microbioma.
Transferência de fezes: o microbioma de ratinhos jovens atrasa o envelhecimento
Um outro estudo realizado em ratos pelo Agrupamento de Excelência liderado pelo Professor Philip Rosenstiel demonstrou que é efetivamente possível reduzir os processos de envelhecimento no hospedeiro e também no microbioma. "Já existem indícios isolados disso em estudos anteriores, mas pela primeira vez tentámos rejuvenescer o microbioma ao longo de toda a vida de um rato", explicou Rosenstiel, membro do conselho de administração do Cluster of Excellence PMI e diretor do Instituto de Biologia Molecular Clínica (IKMB) da Faculdade de Medicina da Universidade de Kiel e do Centro Médico Universitário Schleswig-Holstein (UKSH), Campus de Kiel. Para o efeito, foram transferidas fezes de ratos jovens de oito em oito semanas durante dois anos, enquanto os animais do grupo de controlo receberam o microbioma de ratos da mesma idade através da transferência de fezes. "Conseguimos, de facto, reduzir alguns sinais de envelhecimento", sublinha o primeiro autor, Dr. Felix Sommer, chefe do grupo de investigação do microbioma funcional do hospedeiro no IKMB. "A coordenação dos movimentos melhorou e a barreira intestinal foi preservada". Outras análises revelaram também que foram encontrados menos factores pró-inflamatórios no microbioma jovem. No hospedeiro, ou seja, no rato, os sinais típicos de envelhecimento inflamatório diminuíram. O envelhecimento inflamatório, uma inflamação ligeira e persistente no tecido, é considerado uma caraterística biológica do processo de envelhecimento e desempenha um papel em várias doenças.
Novas perspectivas para terapias baseadas em microbiomas
Os resultados do estudo mostram que o microbioma desempenha um papel fundamental nas alterações relacionadas com a idade no hospedeiro. Abrem também novas abordagens para intervenções terapêuticas. "Estamos agora a investigar como podemos reverter especificamente as alterações do microbioma relacionadas com a idade", explica Kaleta. Os primeiros estudos com determinados suplementos alimentares, utilizando organismos modelo simples, mostram que pode, de facto, ser possível influenciar especificamente o microbioma. Isto representa um passo importante para o desenvolvimento de terapias baseadas no microbioma contra o envelhecimento.
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Publicação original
Lena Best, Thomas Dost, Daniela Esser, Stefano Flor, Andy Mercado Gamarra, Madlen Haase, A. Samer Kadibalban, Georgios Marinos, ... Felix Sommer, Otto W. Witte, Philippe Schmitt-Kopplin, John F. Baines, Christiane Frahm, Christoph Kaleta; "Metabolic modelling reveals the aging-associated decline of host–microbiome metabolic interactions in mice"; Nature Microbiology, Volume 10, 2025-3-26
Felix Sommer, Joana P. Bernardes, Lena Best, Nina Sommer, Jacob Hamm, Berith Messner, Víctor A. López-Agudelo, Antonella Fazio, Georgios Marinos, A. Samer Kadibalban, Go Ito, Maren Falk-Paulsen, Christoph Kaleta, Philip Rosenstiel; "Life-long microbiome rejuvenation improves intestinal barrier function and inflammaging in mice"; Microbiome, Volume 13, 2025-4-2
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