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AVALIAÇÕES Disbiose e o sistema imunológico Maayan Levy *, Aleksandra A. Kolodziejczyk *, Christoph A. Thaiss * e Eran Elinav Resumo | Ao longo do século passado, vimos o surgimento de um grande número de doenças multifatoriais, incluindo doenças inflamatórias, autoimunes, metabólicas, neoplásicas e neurodegenerativas, muitas das quais foram recentemente associadas à disbiose intestinal - isto é, alterações composicionais e funcionais do microbioma intestinal. Ao ligar a patogênese de doenças comuns à disbiose, o campo do microbioma é desafiado a decifrar os mecanismos envolvidos nade novo geração e persistência de configurações de microbioma disbiótico e para diferenciar associações hospedeiro-microbioma causais de alterações microbianas secundárias que acompanham o curso da doença. Nesta revisão, categorizamos a disbiose em termos conceituais e fornecemos uma visão geral das associações imunológicas; as causas e consequências da disbiose bacteriana e seu envolvimento na etiologia molecular de doenças comuns; e implicações para o desenho racional de novas abordagens terapêuticas. Uma compreensão em nível molecular das origens da disbiose, seus processos regulatórios endógenos e ambientais e seus efeitos a jusante podem nos permitir desenvolver terapias direcionadas ao microbioma para uma infinidade de doenças imunomediadas comuns. A incidência de muitas doenças humanas multifatoriais comuns, como diabetes e obesidade, alergia e asma, neurodegeneração e doença inflamatória intestinal (DII), aumentou substancialmente durante os últimos dois séculos. A curta duração deste período, que abrange apenas um número limitado de gerações humanas, torna improvável que esses distúrbios possam ser explicados apenas por fatores genéticos1. Em vez disso, as mudanças no estilo de vida e nos fatores ambientais, amplamente adotados pelas sociedades pós-revolução industrial, em comparação com as condições prevalentes durante a evolução anterior do pool genético humano estão provavelmente associadas ao aumento da incidência dessas doenças autoimunes, inflamatórias e metabólicas2. Esses fatores ambientais e de estilo de vida incluem alterações na dieta, atividade física, higiene, longevidade, exposição a xenobióticose uma habilidade humana recém-adquirida de controlar a luz e a temperatura. Na busca de melhor compreender a origem destas pandemias, foi recentemente reconhecido que outro pool genético precisa ser considerado na avaliação do impacto de tais fatores ambientais na saúde humana, a saber, o metagenoma da totalidade dos microrganismos que colonizam o corpo humano , que é denominado coletivamente de microbioma3. O microbioma co-evoluiu com o genoma eucariótico de seu hospedeiro e coloniza as interfaces do hospedeiro com o mundo exterior, incluindo o trato gastrointestinal, pele, trato respiratório e trato urogenital. Tanto o genoma humano quanto o microbiano estão sujeitos a pressões dietéticas e ambientais, incluindo o rápido ambiente mudanças que caracterizaram a revolução industrial ocorrida nos últimos dois séculos. Os tempos de geração substancialmente mais curtos de microrganismos comensais, em relação aos humanos, tornam o microbioma passível de mudanças evolutivas rápidas em uma escala de tempo muito mais curta e pode sugerir que a adaptação do metagenoma às mudanças nas condições ambientais é mais rápida do que a do genoma do hospedeiro. Nos últimos anos, muitas das doenças multifatoriais modernas que apresentam uma incidência crescente têm sido associadas a uma estrutura microbiana anormal, denominada disbiose, que afeta a composição taxonômica e também a função metagenômica da comunidade microbiana. O microbioma consiste em comunidades complexas de bactérias, arquéias, fungos, vírus e protozoários que colonizam vários locais do corpo. Nesta revisão, A comunidade microbiana intestinal saudável pode ser caracterizada em termos de diversidade, estabilidade e resistência e resiliência4, que são definidas, respectivamente, como a riqueza do ecossistema, sua capacidade de perturbação e sua capacidade de retornar ao estado de pré-perturbação. Dados de grandes estudos de coorte humana sugerem que vários estados estáveis do ecossistema microbiano podem colonizar um hospedeiro na ausência de sinais evidentes de doença5-7 (FIGURA 1). Uma definição comum de disbiose a descreve como uma alteração composicional e funcional na microbiota que é impulsionada por um conjunto de fatores ambientais e relacionados ao hospedeiro. Xenobióticos Pequenos compostos químicos que entram em um organismo de forma não natural, como drogas ou poluentes. Departamento de Imunologia, Instituto Weizmann de Science, Rehovot 76100, Israel. Correspondência para EE eran.elinav@weizmann.ac.il * Estes autores contribuíram igualmente a este trabalho. doi:10.1038 / nri.2017.7Publicado online em 6 de março de 2017 AVALIAÇÕES DA NATUREZA | IMUNOLOGIA VOLUME 17 | ABRIL DE 2017 |219 © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. Traduzido do Inglês para o Português - www.onlinedoctranslator.com mailto:eran.elinav@weizmann.ac.il http://dx.doi.org/10.1038/nri.2017.7 https://www.onlinedoctranslator.com/pt/?utm_source=onlinedoctranslator&utm_medium=pdf&utm_campaign=attribution AVALIAÇÕES em modelos experimentais10. Em segundo lugar, as adaptações do microbioma a condições ambientais alteradas ou mudanças no estado do hospedeiro - que resultam em composição e função anormais da comunidade - podem geralmente ter consequências benéficas, neutras ou prejudiciais para o hospedeiro. Tal como acontece com os desvios do tecido do hospedeiro da homeostase, as mudanças adaptativas no microbioma em resposta às perturbações do estado estacionário podem se tornar prejudiciais nos casos em que a comunidade microbiana não retorna ao estado anterior após a normalização das condições ambientais, mas em vez disso persiste cronicamente em um estado 'desadaptativo' que tem consequências prejudiciais para o hospedeiro11,12. Nesta revisão, sugerimos, portanto, o uso de uma definição restrita de disbiose, ou seja, um estado da comunidade microbiana que não está apenas estatisticamente associado a uma doença, mas também contribui funcionalmente para a etiologia, diagnóstico ou tratamento da doença. Assim, uma configuração de microbioma disbiótico deve cumprirPostulados de Koch para a definição de um agente microbiano causador de doenças, com exceção dos requisitos de cultivabilidade e ausência de um hospedeiro saudável. Disbiose Dieta Hospedeiro genética Infecção ou inflamação Simbiose Figura 1 | Um esquema de uma paisagem de energia conceitual abrigando vários estados estáveis possíveis de simbiose e disbiose. A transição entre o estado saudável e o estado disbiótico requer estímulos como dieta, genética do hospedeiro, infecção ou inflamação. Tipos de disbiose A disbiose normalmente apresenta uma ou mais das seguintes características não mutuamente exclusivas. fatores que perturbam o ecossistema microbiano em uma extensão que excede sua capacidade de resistência e resiliência. Uma vez que a configuração da microbiota é alterada, a disbiose da mesma forma persiste como um estado estável e pode assumir várias manifestações composicionais dependendo do gatilho8. Assim, a estabilidade da comunidade microbiana intestinal pode ser vista em uma paisagem energética conceitual (FIGURA 1), em que os estados saudáveis e disbióticos podem existir em várias configurações diferentes, mas a transição entre eles requer forças externas que são mais fortes do que as propriedades de estabilidade do sistema9. Existem várias limitações para a definição básica de disbiose como um estado alterado da comunidade bacteriana intestinal. Em primeiro lugar, a enorme variabilidade interindividual na composição da microbiota taxonômica entre indivíduos saudáveis ao longo da geografia, idade e hábitos alimentares5-7,9 levanta aquestão do que pode ser considerado uma população de referência e permite que quase qualquer configuração microbiana intestinal seja considerada 'disbiótica' quando comparada com um controle particular. Da mesma forma, a microbiota de ratos de laboratório é dramaticamente influenciada por vivários (condições de criação) e a dieta de roedores10. É, portanto, crucial que os estudos em humanos e modelos animais sejam controlados com muito cuidado para evitar que conclusões sejam tiradas de disbiose "espúria" causada por variabilidade interindividual, transmissão vertical, efeitos de habitação, variações na triagem de patógenos em instalações de animais e outros fatores incidentais desvios da composição do microbioma de uma determinada população de referência10. Em contraste, no caso da verdadeira disbiose associada ao fenótipo, as causas inflamatórias, genéticas ou dietéticas são suficientes para provocar ode novo manifestação de disbiose, e a microbiota disbiota é suficiente para causar a doença Bloom of pathobionts. Membros da microbiota comensal que têm o potencial de causar patologia foram denominados patobiontes13. Essas bactérias estão normalmente presentes em baixas abundâncias relativas, mas proliferam quando ocorrem aberrações no ecossistema intestinal. Um exemplo prototípico de tal expansão populacional é o crescimento da família de bactérias Enterobacteriaceae, que é frequentemente observada em infecções entéricas e inflamação14. É importante ressaltar que esta proliferação de Enterobacteriaceae é observada de forma consistente em ambos os pacientes com DII15 e modelos de mouse de IBD16, o que sugere que mecanismos conservados e robustos estão por trás desse fenômeno. No entanto, o florescimento de Enterobacteriaceae pode representar uma consequência, e não uma causa, da remodelação induzida por inflamação do ecossistema intestinal. Perda de comensais. Ao contrário do crescimento de patobiontes, a disbiose frequentemente apresenta a redução ou perda completa de membros normalmente residentes da microbiota, o que pode ser a consequência da morte microbiana ou diminuição da proliferação bacteriana17. Essa perda de comensais pode ser funcionalmente importante e a restauração das bactérias eliminadas ou de seus metabólitos tem o potencial de reverter os fenótipos associados à disbiose. Isso foi demonstrado, por exemplo, em dois modelos de camundongo do transtorno do espectro do autismo nos quais a reconstituição de Lactobacillus reuteri em um modelo induzido por dieta18 e de Bacteroides fragilis em um modelo transmitido pela mãe19 redução da gravidade da doença. A reposição de bactérias comensais diminuídas também se mostrou eficaz contra a infecção entérica, como no caso deClostridium difficile- inflamação induzida, que foi melhorada pela colonização com Clostridium scindens20. Esses estudos sugerem Postulados de Koch Uma lista de critérios que um microrganismo deve cumprir para ser considerado o agente causador de uma doença, incluindo sua presença em todos os casos da doença, a capacidade de cultivar o microrganismo em cultura pura, transmissibilidade da doença por inoculação de um organismo saudável e o reisolamento do microorganismo de o hospedeiro infectado. 220 | ABRIL DE 2017 | VOLUME 17 www.nature.com/nri © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES que a reconstituição da microbiota direcionada pode ser uma maneira eficaz de aproveitar nossa compreensão da importância funcional da disbiose associada a doenças21. O conhecimento sobre determinados metabólitos derivados do microbioma pode aumentar ainda mais o poder desta abordagem, como foi demonstrado, por exemplo, para o impacto da microbiota na função da microglia22, produção intestinal de citocinas23 e neurodegeneração24. os mecanismos pelos quais os dois últimos exemplos moldam o microbioma ainda precisam ser determinados. A disbiose induzida por dieta e induzida por xenobióticos podem ser fortes impulsionadores das manifestações da doença, como foi documentado em camundongos46 e, em certos casos, mesmo em humanos47. Genética. Além dos fatores ambientais mencionados acima, a genética do hospedeiro está envolvida na formação da composição da microbiota intestinal.48. Um estudo duplo identificou a abundância de táxons múltiplos da microbiota intestinal influenciada pela genética do hospedeiro.49, como a associação do Bifidobacterium gênero e o locus do gene humano que codifica a lactase. Esta associação, entre várias outras, também foi encontrada por estudos de associação de todo o genoma que ligaram loci genéticos a táxons microbianos e vias funcionais50,51. Além disso, o locus que codifica o receptor de vitamina D humano, e vários outros loci humanos envolvidos nas funções imunológicas e metabólicas, foram destacados como potenciais condutores do controle microbiano através da genética do hospedeiro52. Em camundongos, estudos genômicos também identificaram um impacto da genética do hospedeiro na colonização por táxons específicos53. Em certos casos, a influência genética na composição microbiana pode estar envolvida na manifestação de certos fenótipos, como demonstrado para Christensenellaceae e baixo índice de massa corporal51, atendendo assim à definição restrita de disbiose. As contribuições relativas da dieta versus genética do hospedeiro em humanos aguardam maiores elucidações. No entanto, o impacto da dieta parece superar o histórico genético do hospedeiro em modelos de camundongos.54, o que sugere que uma dieta específica pode compensar a predisposição genética do hospedeiro para a colonização intestinal por um microrganismo específico. Perda de diversidade. Uma característica recorrente da disbiose associada à doença é uma redução na diversidade alfa. A riqueza da microbiota intestinal aumenta durante os primeiros anos de vida7 , pode ser influenciado por padrões dietéticos25 e está associado à saúde metabólica26. Em contraste, a baixa diversidade bacteriana foi documentada no contexto de disbiose induzida por composição dietética anormal21, IBD27, AUXILIA28 e diabetes tipo 1 (T1D)29, entre muitas outras condições30. Origens da disbiose Dada a definição acima de disbiose como um estado ecológico microbiano distinto que está causalmente ligado à manifestação, diagnóstico ou tratamento de uma doença específica, é crucial considerar os mecanismos que contribuem para o desenvolvimento e manutenção de um estado disbiótico. Nesta seção, enfocamos as categorias mais prevalentes de fatores que influenciam a composição da comunidade microbiana intestinal(FIGO. 1). Infecção e inflamação. A disbiose causada por infecção entérica foi observada pela primeira vez em modelos de camundongos de infecção com Citrobacter rodentium31 e Salmonella enterica subsp. entérica serovar Typhimurium32, em que a inflamação compromete a capacidade da microbiota de fornecer resistência à colonização contra microorganismos invasores. Inflamação induzida por sulfato de dextrano de sódio ou deficiência genética de interleucina-10 (Il10) em camundongos levou a mudanças semelhantes na comunidade microbiana e favoreceu o crescimento de patógenos entéricos31,32. Além da infecção intestinal, a proliferação induzida por inflamação de membros da família Enterobacteriaceae pode promover o desenvolvimento de câncer colorretal33 e sepse34. Os mecanismos moleculares que levam ao estabelecimento de Enterobacteriaceae no intestino inflamado são múltiplos e incluem a liberação de nutrientes 35, o uso de íons metálicos36, competição intermicrobiana e transferência horizontal de genes37, a exploração de peptídeos antimicrobianos38, bem como o aproveitamento da respiração celular aeróbica e anaeróbica39,40. Transmissão familiar. A sucessão inicial da colonização intestinal após o nascimento é determinada pela microbiota materna55 e, em particular, pelo modo de entrega56. Assim, atransmissão através das gerações é um contribuidor importante que molda os microbiomas individuais, embora estudos em camundongos livres de germes e neonatos humanos tenham demonstrado que fatores maternos por si só não são suficientes para explicar a montagem da microbiota de um indivíduo.55,57. A transmissão ambiental parece ser de importância adicional, uma vez que as famílias apresentam assinaturas microbiomas características e os microbiomas dos membros de uma determinada família são mais semelhantes entre si do que com os microbiomas dos membros de outras famílias58. Em camundongos de laboratório, os efeitos da coprofagia e das condições de alojamento isoladas potencializam esse efeito, levando ao estabelecimento de microbiomas específicos para linhagem de camundongos ou até mesmo para biotérios.59. A transmissão do microbioma familiar e ambiental pode ser de importância fenotípica em alguns distúrbios, por meio da introdução de um componente da microbiota transmissível a doenças não infecciosas, mas também pode resultar em disbiose "espúria" incidental10. Diversidade alfa A diversidade alfa descreve a riqueza de espécies dentro de um local, em contraste com a diversidade beta, que se refere às diferenças na composição de espécies entre locais. Dieta e xenobióticos. A dieta tem um prazo considerável41 e longo prazo6 influência na composição da microbiota intestinal. Em ratos alimentados com uma dieta pobre em fibras, a diversidade microbiana é progressivamente reduzida ao longo de gerações consecutivas21. Da mesma forma, uma dieta rica em gordura reduz a diversidade microbiana em camundongos42. Além do conteúdo nutricional dos alimentos, os xenobióticos dietéticos têm o potencial de alterar a colonização comensal homeostática. Isso é mais intuitivo no caso de antibióticos43, mas também foi descrito para adoçantes artificiais não calóricos44 e emulsionantes dietéticos45, Apesar de Peptídeos antimicrobianos Peptídeos derivados do hospedeiro que fazem parte do corpo inato sistema imunológico e função na defesa do hospedeiro contra microorganismos. Outras causas. Vários outros fatores foram sugeridos como potenciais instigadores de disbiose que está causalmente envolvida na manifestação de fenótipos do hospedeiro, incluindo perturbação circadiana60,61, dieta maternal rica em gordura18, AVALIAÇÕES DA NATUREZA | IMUNOLOGIA VOLUME 17 | ABRIL DE 2017 |221 © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES Muco camada Lúmen intestinal Microbiota Peptidoglicano Apertado junção AMPs e mucina ?NOD2 RIP2 Lâmina propria NF-κB Flagelina AMPs MucoAMPs IL-4 e IL-10 Intestinal epitelial célula Microbiano metabólitos TLR5 γδ IEL iNKT célula Flagelina NLRP6 TCR IL-22 sIgA CD1d Flagelina TLR5 IL-23 ILC IL-18 PD1 CD103+ DC T célula Célula BFH PDL1 Figura 2 | Imunidade inata e adaptativa na regulação da homeostase microbiana. Os mecanismos inatos de regulação incluem o reconhecimento do domínio de oligomerização contendo a proteína 2 (NOD2) mediado pelo peptidoglicano microbiano, que contribui para a homeostase intestinal por sinalização através da proteína 2 que interage com o receptor da quinase (RIP2; também conhecido como RIPK2) e fator nuclear -κB (NF-κB), e por indução da produção de peptídeos antimicrobianos (AMPs) e mucina. Outros produtos microbianos, como flagelina e lipoproteínas, estimulam o receptor Toll- like 5 (TLR5) em células dendríticas (DCs) e células epiteliais para aumentar a expressão epitelial de AMPs. O inflamassoma 6 contendo o domínio NOD, LRR e pirina (NLRP6) é ativado por metabólitos microbianos, resultando na secreção de interleucina-18 (IL-18) e AMPs.FH) células - bem como a ativação mediada por CD1d de células T assassinas naturais invariantes (iNKT) e secreção de citocinas antiinflamatórias. Da mesma forma, a microbiota modula a atividade dos linfócitos intraepiteliais γδ (IELs). IL, interleucina; ILC, célula linfóide inata; PD1, proteína 1 de morte celular programada; PDL1, ligando 1 de PD1; TCR, receptor de células T. gravidez62 e lesão física63. Dada a importância do microbioma em influenciar a fisiologia do hospedeiro e o alto grau de receptividade do microbioma às mudanças pelas condições ambientais, é provável que esta lista seja expandida em estudos futuros. camundongos64. Por exemplo, camundongos deficientes no adaptador de sinalização do receptor Toll-like (TLR) da proteína de resposta primária de diferenciação mieloide 88 (MYD88) abrigam uma microbiota intestinal distinta65. Além disso, a perda da sinalização MYD88 especificamente em células epiteliais resulta em um aumento do número de bactérias associadas à mucosa e aumento da translocação de bactérias para os nódulos linfáticos mesentéricos, bem como composição bacteriana alterada66. Um TLR particular que foi sugerido estar envolvido na prevenção da disbiose é o sensor de flagelina TLR5.Tlr5- / - camundongos desenvolvem microbiota intestinal alterada em comparação com controles de tipo selvagem de ninhada, e essa alteração leva à manifestação de hiperfagia (alimentação excessiva) e síndrome metabólica, enquanto a depleção da microbiota com antibióticos corrigiu o fenótipo metabólico67. Além disso,Tlr5- / - camundongos apresentam altos níveis de Enterobacteriaceae nas proximidades do epitélio intestinal68. Por contraste,Myd88- / - ratos não desenvolveram Controle imunológico da homeostase microbiana O sistema imunológico é considerado uma das forças mais importantes pelas quais o hospedeiro molda a configuração do microbioma normal e disbiótico. Como tal, a compreensão da crosstalk do sistema imunológico-microbioma é crucial para definir os efeitos diretos e indiretos da imunidade do hospedeiro nas doenças causadas pela disbiose(FIGO. 2). Síndrome metabólica Uma síndrome de condições concomitantes, incluindo níveis elevados de glicose plasmática, pressão alta, obesidade abdominal, níveis elevados de triglicerídeos séricos e níveis séricos baixos de lipoproteínas de alta densidade, que coletivamente aumentam o risco de diabetes, derrame e doenças cardíacas. O sistema imunológico inato na regulação da composição microbiana. A detecção microbiana por meio de receptores de reconhecimento de padrões codificados pela linha germinativa (PRRs) foi sugerida para influenciar a colonização microbiana em 222 | ABRIL DE 2017 | VOLUME 17 www.nature.com/nri © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES síndrome metabólica, que sugere a existência de mecanismos compensatórios adicionais67. Apesar das diferenças relatadas na composição microbiana, o papel da sinalização de TLR no controle da ecologia microbiana intestinal permanece não resolvido, pois estudos de acompanhamento sugeriram que a transmissão materna, ao invés da deficiência genética, pode explicar as diferenças microbianas observadas em camundongos deficientes em TLR59. PRRs adicionais com uma ligação sugerida à disbiose microbiana são os receptores semelhantes a NOD (NLRs). Na ausência de proteína 1 contendo domínio de oligomerização de ligação de nucleotídeo (NOD1), que reconhece peptidoglicano de bactérias Gram-negativas, a população bacteriana é expandida, e isso inclui um aumento em Clostridiales comensais,Bacteroidesspp., bactérias filamentosas segmentadas (SFB) e Enterobacteriaceae69. De forma similar, Nod2- / - camundongos têm uma composição de microbiota alterada que é caracterizada por um aumento da carga de comensais, bem como uma proporção aumentada de bactérias associadas à mucosa, predispondo assim os camundongos à inflamação intestinal e câncer colorretal70-72. Semelhante a essas observações feitas em camundongos, humanosNOD2 polimorfismos também estão associados à disbiose na doença de Crohn73. Curiosamente, a expressão de NOD2 é dependente da presença de bactérias comensais, sugerindo, portanto, uma relação de feedback negativoentre as bactérias comensais e NOD2. Consequentemente, a deficiência de NOD2 quebra essa interação homeostática, levando ao desenvolvimento de disbiose 71. No entanto, como no caso dos TLRs, um estudo usando a criação de irmãos da mesma ninhada não conseguiu observar alterações grosseiras na estrutura da microbiota intestinal de camundongos semNod1 ou Nod2, e isso levantou a possibilidade de que essas observações divergentes pudessem ser explicadas por diferentes projetos experimentais e fontes ambientais de variação74. Esses exemplos destacam a importância de controles experimentais bem projetados no estudo da disbiose em camundongos com defeitos imunológicos inatos. Além de NOD1 e NOD2, algumas proteínas NLR se reúnem em complexos multiproteicos conhecidos comoinflamassoma, levando à ativação da caspase 1, que então processa as citocinas interleucina-1β (IL-1β) e IL-18 (REF. 75). NOD-, LRR- e domínio de pirina contendo 6 (NLRP6) é uma dessas proteínas que induz ou afeta a formação de inflamassoma epitelial intestinal. A formação do inflamassoma NLRP6 foi mostradaem vitro, e sua deficiência na Vivo levou à ativação da caspase 1 prejudicada e à secreção de IL-18; no entanto, ainda não está associado à formação de partículas ASC23. Foi demonstrado que o NLRP6 desempenha um papel na manutenção de uma comunidade microbiana estável no intestino. Camundongos deficientes em NLRP6 apresentam uma microbiota disbiótica que confere suscetibilidade transmissível à colite, características de síndrome metabólica, infecção patogênica e câncer colorretal associado à colite23,76-79. Mecanicamente, metabólitos derivados da microbiota comensal ativam o inflamassoma associado a NLRP6, mantendo assim um ambiente homeostático de muco e peptídeos antimicrobianos que agem para controlar a composição da microbiota23,79,80. Da mesma forma, deficiências em outros componentes do inflamassoma - a saber, ASC e caspase 1 - foram associada a uma microbiota disbiótica e aumento da suscetibilidade ao desenvolvimento de colite induzida por sulfato de sódio dextrana76. Emborana Vivo A formação do inflamassoma NLRP6 não foi estruturalmente comprovada até o momento, uma composição da microbiota alterada de forma semelhante e função metagenômica foram encontradas em instalações de animais em camundongos deficientes em NLRP6 e componentes do inflamassoma a jusante; no entanto, os camundongos locais do tipo selvagem diferiam consideravelmente entre os viveiros23. A maior congruência funcional do que composicional dos microbiomas associados à deficiência de NLRP6 nas instalações23 está de acordo com os achados em humanos, nos quais as funções metagenômicas centrais são compartilhadas por uma ampla variabilidade de sortimentos taxonômicos5. Esta descoberta também ilustra a importância de uma interpretação cuidadosa da disbiose, uma vez que depende crucialmente da natureza da população de referência, que no caso de camundongos de laboratório e populações humanas está subjacente à variabilidade global7,81. Isso foi recentemente exemplificado pela descoberta de que um protista comensal, Tritrichomonas musculis, induz a ativação do inflamassoma em células epiteliais que resulta na secreção de IL-18 e na ativação a jusante do sistema imunológico intestinal, incluindo alterações nas células mieloides e células linfóides inatas (ILCs), e a expansão do T helper 1 (TH1) e TH17 células82. Assim, a colonização por protozoários altera marcadamente a sinalização do inflamassoma epitelial e o estado de ativação do sistema imunológico, e é uma fonte potencial de variação entre instalações. Um outro exemplo da centralidade do controle microbiano através da secreção de células epiteliais de peptídeos antimicrobianos é fornecido pelas α-defensinas, que são expressas por células de Paneth e são reguladores essenciais da ecologia intestinal. Camundongos que carecem de α-defensinas exibem uma composição microbiana alterada em comparação com controles de tipo selvagem, embora com números bacterianos normais83. Da mesma forma, as células de Paneth secretam a lectina antimicrobiana REGIIIγ, que tem como alvo as bactérias Gram-positivas, é expressa em resposta à colonização bacteriana e é importante para a manutenção da separação entre a microbiota e a superfície epitelial84. Além das células epiteliais, foi recentemente sugerido que as ILCs têm um papel na regulação da colonização microbiana homeostática85,86. Por exemplo, RORγt+ ILCs são a fonte dominante de IL-22, que se mostrou importante para a produção epitelial de peptídeos antimicrobianos, como REGIIIγ, REGIIIβ, S100A8 e S100A9(REF. 87). A redução dos níveis de IL-22 resulta na expansão das populações SFB88 e colonização sistêmica com comensais89. Além disso, T-bet+ ILCs são uma fonte de interferon-γ (IFNγ) e fator de necrose tumoral (TNF), e podem ter um papel importante na regulação da composição da microbiota, já que camundongos deficientes em T-bet no sistema imunológico inato desenvolvem colite transmissível e disbiose caracterizado pelo crescimento deHelicobacter typhlonius 16,90. Inflamassoma Complexos multiproteicos composto por uma proteína receptora semelhante a NOD, a proteína adaptadora ASC e caspase 1. Os inflamassomas contribuem para a secreção de interleucina-1β (IL-1β) e IL-18 ativando a caspase 1. Células linfóides inatas (ILCs). Células da linhagem linfóide que não expressam receptores específicos para o antígeno, mas orquestram a homeostase e a imunidade do tecido por meio da secreção de citocinas. O sistema imunológico adaptativo na regulação da composição microbiana. Semelhante ao papel do sistema imunológico inato na regulação de uma microbiota saudável, o acúmulo de evidências sugere um papel para AVALIAÇÕES DA NATUREZA | IMUNOLOGIA VOLUME 17 | ABRIL DE 2017 |223 © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES o sistema imunológico adaptativo no controle do microbioma (FIGURA 2). Em particular, as células B são atores cruciais na manutenção da homeostase intestinal por meio da produção de IgA secretora. Os anticorpos IgA secretores podem ser direcionados para bactérias específicas91 e até mesmo funções bacterianas específicas, como a produção de flagelos92. Curiosamente, as bactérias mais preferencialmente visadas por IgA secretora são aquelas que estão associadas à colonização proximal da mucosa e ao potencial colitogênico93. Em camundongos livres de germes, o número de células B secretoras de IgA é reduzido, embora o número total de células B seja comparável ao número de células B encontradas em camundongos colonizados94. Na ausência de IgA secretora, a quantidade total de DNA microbiano luminal é normal; no entanto, as concentrações de lipopolissacarídeo sérico (LPS) são maiores do que na presença de IgA secretora e são observadas alterações moderadas na composição bacteriana95. No caso de deficiência de citidina desaminase induzida por ativação, a ausência de hipermutação somática resulta em aumento da colonização de SFB no intestino delgado e expansão de anaeróbios, enquanto a reconstituição de IgA reverte essas anormalidades microbianas96,97. Além disso, um subconjunto de CD4+ Células T conhecidas como auxiliares foliculares T (TFH) células, que promovem a seleção de IgA, estão associadas ao controle do microbioma no intestino. TFH as células expressam níveis elevados da proteína 1 de morte celular programada do receptor inibitório (PD1). As comunidades bacterianas e a produção de IgA são reguladas pela sinalização de PD1, e a deficiência de PD1 resulta em uma frequência reduzida de bactérias fecais revestidas com IgA e em uma composição microbiana alterada caracterizada por uma frequência reduzida deBifidobacterium espécies e um aumento da frequência de Enterobacteriaceae, embora o número total de bactérias seja comparável98. As células T assassinas naturais invariantes (iNKT) compreendemuma classe adicional de células imunes envolvidas na regulação da composição bacteriana. Essas células respondem a uma ampla gama de glicolipídeos microbianos. Camundongos deficientes na molécula do tipo MHC classe I CD1d têm uma composição alterada da microbiota fecal caracterizada por uma frequência aumentada de bactérias aderentes, localização SFB em estreita proximidade com células epiteliais e colonização aumentada por patógenos99. Além disso, os linfócitos intraepiteliais que expressam os receptores de células T γδ evitam a disseminação da bactéria na mucosa através da secreção de citocinas e moléculas antimicrobianas após lesão da mucosa. Na ausência de linfócitos intraepiteliais γδ, o controle de bactérias invasivas é comprometido e as populações de bactérias invasivas são expandidas100. no contexto da disbiose, a sinalização microbiana para o sistema imunológico pode ser importante para a manutenção do estado disbiótico, que é alcançado por pelo menos dois fenômenos. Em primeiro lugar, os patobiontes que surgem sob condições inflamatórias contribuem para a perpetuação da inflamação, preservando assim as condições que favorecem o seu próprio crescimento. Em segundo lugar, uma microbiota disbiota pode, em alguns casos, ser transferida predominantemente para um novo hospedeiro, no qual o sequestro do sistema imunológico altera o nicho de colonização microbiana(FIGO. 3). Sinalizando para imunidade inata. Uma microbiota saudável ou disbiótica pode influenciar o sistema imunológico inato do hospedeiro por meio de dois tipos de sinal: componentes da célula microbiana e metabólitos. Em um estado disbiótico, alterações na assinatura de moléculas microbianas detectadas pelo hospedeiro podem levar a um estado diferente de ativação do sistema imunológico. Isso é exemplificado por um estudo recente de três coortes de bebês cujos microbiomas diferiam em termos de imunogenicidade de LPS e, portanto, em sua capacidade de estimular TLR4, ativar o fator nuclear κB e tolerar endotoxina102. É importante ressaltar que o LPS menos imunogênico foi encontrado para ser produzido por espécies bacterianas em crianças de países nos quais há uma alta prevalência de doenças autoimunes, o que sugere uma ligação direta entre a estrutura da microbiota, ativação imunológica e suscetibilidade à doença. Um TLR adicional que é modulado por bactérias é o TLR2 (REF. 103). A bactéria anaeróbia oralPorphyromonas gingivalis transforma a microbiota oral em uma comunidade disbiótica e contribui para a inflamação104. P. gingivalis tem a capacidade de manipular a resposta imune do hospedeiro, promovendo a degradação de MYD88 e, assim, inibindo a resposta antimicrobiana, enquanto mantém a inflamação por meio do crosstalk entre TLR2 e o receptor do complemento C5aR103. O desacoplamento da erradicação bacteriana da inflamação do tecido é um exemplo em que um único comensal pode interromper a homeostase da microbiota do hospedeiro para causar inflamação e manter a disbiose persistente. Da mesma forma, a microbiota perpetua a imunidade anormal do tecido após a infecção comYersinia pseudotuberculosis, induzindo vazamento linfático para o tecido adiposo mesentérico12. Da mesma forma que a sinalização TLR, a sinalização NLR é controlada por sinais derivados da microbiota. A ativação do inflamassoma associada ao NLRP6 no intestino leva à secreção de IL-18, regulando assim a inflamação intestinal, o reparo epitelial e a defesa do hospedeiro contra infecções. Conforme descrito brevemente acima, sugere-se que a sinalização de NLRP6 esteja envolvida na construção do nicho de colonização intestinal através da secreção de muco e peptídeos antimicrobianos, e a ausência desses mecanismos facilita o desenvolvimento da disbiose23. Notavelmente, a configuração disbiótica pode ser transferida de forma estável para camundongos do tipo selvagem e promove manifestações de doenças no novo hospedeiro23,76-79. A atividade de NLRP6 é influenciada pelas concentrações de metabólitos modulados por micróbios, incluindo o conjugado de ácido biliar taurina, o aminoácido histamina e a poliamina espermina23. Na ausência de NLRP6, o metabólito Impacto da disbiose no sistema imunológico do hospedeiroEmbora os mecanismos acima estejam envolvidos na prevenção do desenvolvimento da disbiose, uma comunidade microbiana disbiótica, uma vez estabelecida, afeta substancialmente a mucosa local e a paisagem sistêmica das células imunes, criando assim um ciclo de feedback no qual o sistema imunológico do hospedeiro e sua microbiota se cruzam. regular um ao outro101. A microbiota apresenta um grande repertório de sinais e mecanismos pelos quais pode afetar a ativação imunológica, incluindo remodelação epigenética e expressão gênica alterada (resumido emCAIXA 1) Curiosamente, 224 | ABRIL DE 2017 | VOLUME 17 www.nature.com/nri © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES o perfil muda para um que tem uma capacidade de supressão de inflamassomas, de modo que, na transferência para um novo hospedeiro, a configuração disbiótica modula a paisagem do peptídeo antimicrobiano de uma forma que favorece sua colonização preferencial em relação à configuração do microbioma de tipo selvagem invadido. Fenômeno semelhante pode ser observado no caso da IL-22. A ausência de IL-22 leva a uma microbiota promotora de doença alterada e transmissível, e o co-alojamento de camundongos do tipo selvagem com camundongos deficientes em IL-22 reduziu sua expressão de proteínas antimicrobianas induzidas por IL-22 para os níveis encontrados em IL-22 - ratos deficientes105. Esses exemplos representam estratégias pelas quais uma composição alterada da microbiota pode contribuir para sua própria manutenção, regulando fatores específicos envolvidos na orquestração da imunidade da mucosa. Sinalização para células imunes adaptativas. Foi sugerido que mecanismos sofisticados de modulação microbiana envolvem o braço adaptativo do sistema imunológico. Um mecanismo notável pelo qual a microbiota pode afetar o nicho de colonização é por meio da degradação da IgA secretora.106. Sutterella espécies estão associadas a baixos níveis de secreção de IgA, uma vez que podem degradar tanto IgA quanto o peptídeo estabilizador associado106. A transferência de microbiota de camundongos que têm níveis baixos de IgA secretora fecal por cohousing ou transplante fecal pode alterar o ambiente intestinal no novo hospedeiro de níveis altos para baixos de IgA secretora, transferindo assim também a suscetibilidade à inflamação intestinal induzida quimicamente106. Coletivamente, essas observações na imunidade inata e adaptativa fornecem evidências para a noção intrigante de que Caixa 1 | O microbioma molda o sistema imunológico A última década de pesquisas sobre as interações entre o microbioma e a imunidade do hospedeiro elucidou um grande número de mecanismos pelos quais a microbiota afeta as células imunes inatas e adaptativas.101 (veja a figura). A microbiota influencia fortemente a programação transcricional das células imunes inatas. Isso foi descrito, por exemplo, no caso das células linfoides inatas (ILCs), nas quais a ablação da microbiota tem um efeito epigenético e transcricional em todo o genoma.85. Além disso, a paisagem de expressão gênica das células mieloides pode ser afetada diretamente pela microbiota, e isso foi estudado principalmente no contexto da expressão gênica pró-inflamatória.152. Mecanicamente, a comunicação entre a microbiota e o sistema imunológico inato parece depender particularmente de metabólitos, como metabólitos de triptofano no caso de ILCs.153 e ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs) no caso de células mieloides152. Digno de nota, este crosstalk da imunidade inata do metabólito se origina antes do nascimento e envolve a transferência mediada por anticorpos de moléculas microbianas para a prole durante a gravidez e no leite154.No caso das células imunes adaptativas, foi demonstrado que espécies bacterianas específicas influenciam diretamente o desenvolvimento e a diferenciação do sistema imune. A ligação de bactérias filamentosas segmentadas (SFB) ao epitélio intestinal induz a função de auxiliar T antígeno-específico 17 (TH17) células por meio de proteínas interleucina-23 (IL-23), IL-22 e amilóide sérica A (SAA)147.155.156, e promove a síntese de IgA157. O comensalBacteroides fragilis influencia o equilíbrio entre TH1 células e TH2 células, e direciona T regulador (Treg) desenvolvimento de células através do polissacarídeo A (PSA)158. Treg as células são induzidas por uma variedade de espécies bacterianas159, incluindo cepas selecionadas de Clostridia spp.160. SCFAs derivados de bactérias são mediadores poderosos deste efeito da microbiota sobre Treg indução celular161-163. Além disso, a microbiota induz a secreção de IgA (IgA secretora (sIgA))94. O microbioma afeta o acúmulo de células plasmáticas intestinais que produzem sIgA, bem como a diversidade de especificidades de sIgA, enquanto alguns membros do microbioma podem degradar sIgA106. Por exemplo, a bactéria revestida com sIgA SFB eMucispirillum spp. estão localizados nas proximidades do epitélio intestinal, onde induzem uma resposta mediada por sIgA dependente de células T93.164. Lúmen intestinal Microbiota B. fragilis PSASFB Mucispirillum spp. Camada de muco SCFAs Intestinal epitelial célula Lâmina propria CD4+ Célula T IL-22 sIgA SAA IL-23 ILC3 IL-10 T célula IL-10 IL-17 reg Célula de plasma Células dendríticas Célula T 17H AVALIAÇÕES DA NATUREZA | IMUNOLOGIA VOLUME 17 | ABRIL DE 2017 |225 © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES lúmen intestinal Várias tentativas foram feitas para identificar uma única bactéria que poderia ser uma causa mono-associada de IBD, entre elas patogênicas Escherichia coli, C. difficile e Fusobacterium nucleatum108. No entanto, observações inconsistentes em relação às composições microbianas de pacientes com IBD têm dificultado os esforços para avaliar o papel etiológico de espécies bacterianas específicas na fisiopatologia da IBD, e uma relação causal ainda não foi estabelecida. Além disso, é possível que a análise funcional do microbioma seja mais relevante para a patogênese da DII do que a análise composicional. Por exemplo, foi sugerido que a disbiose em IBD envolve uma diminuição na frequência de bactérias produtoras de butirato juntamente com um aumento na redução de sulfato, o que resulta em níveis reduzidos de butirato e aumento da permeabilidade epitelial e translocação bacteriana109. Vários mecanismos adicionais foram sugeridos para contribuir para a patogênese da IBD, como detecção microbiana, processamento de antígenos e níveis de oxigênio110. No entanto, ainda não está claro se a disbiose é uma das causas da inflamação em pacientes com DII ou se é apenas o resultado de um ambiente intestinal perturbado. Disbiose Sutterella spp.sIgA Sutterella spp.- sIgA induzida degradação Metabólitos de AMPs Porfiromonas gengivalis Muco camada TLR2 MYD88 NLRP6 NF-κB Lâmina propria Célula epitelial intestinal IL-18 ↓IL-18 Figura 3 | O impacto da disbiose no sistema imunológico do hospedeiro. Uma microbiota disbiótica pode sequestrar o sistema imunológico do hospedeiro por meio de vários mecanismos que contribuem coletivamente para a estabilização da configuração disbiótica. Esses mecanismos incluem a modulação da sinalização do inflamassoma por meio de metabólitos microbianos, a modulação da sinalização do receptor Toll-like (TLR) e a degradação da IgA secretora (sIgA). AMPs, peptídeos antimicrobianos; IL, interleucina; MYD88, proteína de resposta primária de diferenciação mieloide 88; NF-κB, fator nuclear-κB; NLRP6, NOD-, LRR- e domínio de pirina contendo 6. Doença celíaca. A doença celíaca é uma doença intestinal autoimune desencadeada por uma resposta imune a peptídeos encontrados no glúten da dieta e é acompanhada por alterações disbióticas. No entanto, nenhuma assinatura microbiana consistente foi determinada em pacientes com doença celíaca até o momento111. A patogênese da doença celíaca envolve a indução de uma T inflamatória específica do glútenH1 e THResposta celular 17, bem como a morte direcionada de células epiteliais intestinais por células T112. Vários estudos têm sugerido que a composição e função da microbiota intestinal podem contribuir para o desenvolvimento da doença celíaca de várias maneiras.113, ainda nenhum estudo foi realizado para elucidar os mecanismos pelos quais a disbiose pode conduzir a suscetibilidade à doença. Os níveis de ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs) são modificados em pacientes com doença celíaca113, que potencialmente indica um mecanismo pelo qual a microbiota modula a tolerância oral. Estabelecer se a disbiose é uma causa ou consequência da doença celíaca permanece um desafio para o futuro. os microrganismos moldam os mesmíssimos mecanismos que organizam as suas condições de colonização - nomeadamente, a produção de péptidos antimicrobianos, muco e IgA secretora. Como tal, os comensais não são meros espectadores, mas são participantes ativos na construção do nicho intestinal. No caso da disbiose, esses mecanismos controlados por micróbios contribuem para a perpetuação de uma comunidade estavelmente alterada(FIGO. 3). Disbiose e doenças imunológicas Apesar do recente aumento nas associações de doenças imunomediadas com disbiose, ainda não está claro para muitas associações se a disbiose é uma causa direta da manifestação da doença ou se as mudanças nas comunidades microbianas em indivíduos com doença são resultado de uma mudança no sistema imunológico do hospedeiro , dieta ou metabolismo. A contribuição causal de um microbioma disbiótico para a patogênese da doença pode ser demonstrada de várias maneiras, desde estudos de coorte prospectivos a ensaios de intervenção em humanos e estudos pré-clínicos envolvendo transferências de microbioma de camundongos gnotobióticos para camundongos livres de germe. Por meio do impacto múltiplo da microbiota na imunidade do hospedeiro, a disbiose pode influenciar diretamente as doenças imunomediadas, conforme discutido nesta seção e resumido emFIGO. 4. Artrite reumatóide. A artrite reumatóide é uma doença inflamatória sistêmica que resulta na destruição das articulações. Camundongos livres de germes são protegidos do desenvolvimento de artrite experimental114, que indica um papel fundamental das bactérias comensais intestinais no desenvolvimento e progressão da doença. Em humanos, a presença dePrevotella copri correlacionado com a doença em uma coorte de pacientes com artrite reumatóide de início recente115. Um recente estudo de associação de todo o metagenoma também destacouLactobacillus salivariuscomo um marcador de artrite reumatóide116. A comunidade intestinal em pacientes com artrite reumatóide apresentou desvios em várias funções metagenômicas, incluindo metabolismo de íons metálicos, funções redox e metabolismo de arginina116; no entanto, a contribuição do microbioma para a patogênese da artrite reumatóide humana merece um estudo mais aprofundado. IBD. IBD é um grupo de doenças multifatoriais que são caracterizadas por inflamação crônica recorrente da mucosa intestinal e órgãos extra-intestinais. A microbiota é central na patogênese da IBD, e a IBD está associada à diminuição da riqueza microbiana15.107. 226 | ABRIL DE 2017 | VOLUME 17 www.nature.com/nri © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES Títulos de IgE e números de basófilos circulantes. Postulou-se que a microbiota, por meio da sinalização intrínseca de células B MYD88, limita os níveis séricos de IgE e abundância de basófilos. 120, e que, na ausência de microbiota, as células B preferencialmente sofrem mudança de isotipo para IgE (em vez de IgA), que suporta a inflamaçãoalérgica121. As células iNKT representam um tipo de célula adicional que tem um papel na asma causada pela microbiota. Camundongos livres de germes têm elevado número de células iNKT na lâmina própria do cólon e nos pulmões, o que leva a uma maior suscetibilidade desses camundongos ao desenvolvimento de asma122. A exposição precoce à microbiota intestinal reduz a abundância de células iNKT, em parte por meio da modificação epigenética do gene que codifica o ligante de quimiocina CXC 16(REF. 122). Em estudos em humanos, disbiose intestinal e pulmonar caracterizada por diversidade bacteriana reduzida correlacionada com asma123. A microbiota intestinal de crianças com risco de asma exibiu disbiose microbiana acompanhada por níveis reduzidos de acetato fecal e restauração de quatro gêneros bacterianos que têm uma abundância diminuída em crianças com risco de asma melhorou a inflamação das vias aéreas em camundongos livres de germes124. No entanto, estudos adicionais são necessários para fornecer uma ligação causal entre a disbiose e a resposta inflamatória que inclui o aumento do número de células iNKT, níveis elevados de IgE e T reduzidareg número de células na asma. Infecção ou inflamação Dieta Xenobióticos Higiene Genética Microbiota saudável Disbiose Metabólitos e toxinas bacterianas (TMAO, 4-EPS, SCFAs, ácidos biliares e ligantes de AHR) Cérebro Pulmão • Asma Fígado Tecido adiposo Intestino Doenças sistêmicas • Estresse • Autismo • Múltiplo esclerose • NAFLD • NASH • Obesidade • Metabólico doença • IBD • Celíaca doença • Diabetes tipo 1 • Aterosclerose • Reumatóide artrite Figura 4 | A microbiota intestinal e o desenvolvimento de doenças. Vários fatores podem contribuir para o desenvolvimento e manutenção de um estado disbiótico. A microbiota disbiótica, por meio de metabólitos e toxinas, pode influenciar o desenvolvimento de doenças no intestino, bem como em órgãos distais. 4-EPS, 4-etilfenilsulfato; AHR, receptor de hidrocarboneto de arilo; IBD, doença inflamatória intestinal; NAFLD, doença hepática gordurosa não alcoólica; NASH, esteatohepatite não alcoólica; SCFAs, ácidos graxos de cadeia curta; TMAO, trimetilamina-N-óxido. Esclerose múltipla. A esclerose múltipla é uma doença imunomediada que afeta o sistema nervoso central, e fatores genéticos e ambientais contribuem para sua patogênese. O perfil do microbioma intestinal de pacientes humanos com esclerose múltipla é diferente daquele de controles saudáveis, com diminuição da riqueza de espécies em pacientes com doença ativa125. Em um modelo de camundongo de esclerose múltipla recorrente-remitente, encefalomielite autoimune experimental espontânea (EAE) em camundongos transgênicos TCR, foi sugerido que a microbiota comensal, além do reconhecimento do autoantígeno, é necessária para a indução de uma resposta autoimune126. Camundongos livres de germes não desenvolveram sintomas de doença, enquanto a colonização microbiana foi suficiente para induzir o desenvolvimento de EAE por meio da ativação de CD4 autorreativo+ Células T126. Uma maior elucidação das contribuições microbianas para a patogênese da esclerose múltipla constituirá uma área estimulante de pesquisas futuras. Assim, por meio da alteração da reatividade normal do sistema imunológico, os estados de disbiose podem influenciar diretamente a doença imunológica. Além disso, a disbiose pode contribuir para a grande variedade de doenças humanas modernas que não são classicamente consideradas como imunomediadas, mas apresentam um componente inflamatório que muitas vezes contribui para o desenvolvimento, progressão e manifestações clínicas da doença (verCAIXA 2) T1D. T1D é uma doença autoimune que se origina da destruição mediada por células T de células produtoras de insulina no pâncreas. Embora aproximadamente dois terços de todos os pacientes com DM1 tenham sido encontrados para terHLAalelos de risco, menos de 10% de todos os indivíduos portadores desses alelos realmente desenvolvem a doença, o que sugere uma importante contribuição de fatores não genéticos na determinação da proporção de indivíduos que desenvolvem este tipo de autoimunidade.117. Em um modelo de camundongo de T1D, a microbiota foi apontada como um importante contribuinte para a patogênese da doença65. Um estudo recente em humanos concluiu que alterações na comunidade intestinal, incluindo perda de diversidade bacteriana, ocorrem após a soroconversão de pacientes com DM1, mas precedem o início dos sintomas de diabetes29, o que levanta a possibilidade de que a microbiota contribua causalmente para a instigação da autoimunidade. Asma. A colonização microbiana precoce dos tecidos da mucosa durante a infância tem influências duradouras, entre elas o desenvolvimento de doenças mais tarde na vida. Condições livres de germes e exposição precoce a antibióticos estão associadas a maior suscetibilidade a alergia e asma118. Estudos em modelos animais de asma sugerem que a colonização neonatal influencia a educação do sistema imunológico. Por exemplo, a frequência de T regulador intestinal (Treg) células é reduzido em camundongos tratados com vancomicina, e os níveis de IgE são concomitantemente elevados119. Em um estudo adicional, o tratamento com antibióticos aumentou a inflamação pulmonar, Disbiose em diagnósticos e terapia Dada a associação da disbiose com a etiologia de inúmeras doenças, a possibilidade de usar informações sobre o estado e a função da microbiota para o diagnóstico e terapia de doenças humanas imunomediadas ou associadas é fascinante. Na verdade, nós AVALIAÇÕES DA NATUREZA | IMUNOLOGIA VOLUME 17 | ABRIL DE 2017 |227 © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES Metaboloma A totalidade dos metabólitos de moléculas pequenas em um determinado local. testemunharam recentemente uma revolução nas ferramentas de análise para levantamento do microbioma, incluindo sequenciamento de DNA para a identificação de cepas e seus genomas, sequenciamento de RNA para a determinação da atividade do gene microbiano e metaboloma análise. Várias doenças estão associadas ao desenvolvimento inicial da disbiose, de forma que ela ocorre antes do desenvolvimento de manifestações clínicas evidentes. Em uma grande coorte de pacientes não tratados com doença de Crohn recém- diagnosticada, um 'índice de disbiose' foi proposto e mostrou estar associado a parâmetros clínicos107. As condições inflamatórias se correlacionaram fortemente com uma diminuição geral na riqueza de espécies da microbiota e uma alteração na abundância de vários táxons, com as amostras de mucosa se correlacionando melhor com a gravidade da doença do que as amostras fecais luminais, enquanto o uso de antibióticos exacerbou a disbiose microbiana associada à doença. Isso demonstra o potencial do sequenciamento metagenômico shotgun e da metabolômica não direcionada para caracterizar a função da comunidade microbiana em IBD, o que pode permitir a identificação de biomarcadores microbianos127. Permanece possível que a dificuldade em identificar um perfil disbiótico claro associado à doença na DII tenha sua origem na complexidade da doença e no fato de que várias manifestações diferentes de inflamação intestinal e envolvimento extraintestinal são conjuntamente classificadas como DII. Uma abordagem mais individualizada que liga a estrutura da comunidade microbiana e o fenótipo da doença pode, portanto, ser mais eficaz no que diz respeito ao diagnóstico da progressão precoce da doença com base em biomarcadores microbianos. Como tal, o valor diagnóstico do microbioma pode residir na diferenciação de subtipos de IBD que compartilham sintomas clínicos comuns, e as assinaturas do microbioma que diferenciam entre IBD e outras doenças inflamatórias intestinais podem ser mais valiosas do que aquelas que meramente distinguem entre indivíduos com doença e indivíduos que são saudáveis128. O potencial do microbiomacomo ferramenta de diagnóstico para doenças imunomediadas vai muito além do intestino. Por exemplo, na doença de Parkinson, constipação crônica e mudanças na composição da microbiota precedem os sintomas motores em anos e podem ser biomarcadores promissores para testes de triagem para auxiliar na detecção precoce da doença entre indivíduos com risco de desenvolver este distúrbio129. Da mesma forma, a microbiota tem sido implicada no desenvolvimento da doença de Alzheimer.130, que enfatiza a noção de que o diagnóstico baseado em microbioma pode fornecer oportunidades para a detecção precoce de doenças neurodegenerativas. Outros estudos bem desenvolvidos e devidamente analisados devem levar em consideração todas as camadas da complexidade do microbioma, incluindo o perfil do metagenoma, metatranscriptoma e assinaturas do metaboloma da microbiota, para maximizar o repertório de biomarcadores microbianos que estão disponíveis para a detecção precoce da doença. Além disso, como medicamentos Caixa 2 | Disbiose e doença inflamatória O microbioma tem sido implicado na regulação de processos inflamatórios que estão por trás de inúmeras doenças crônicas. Por exemplo, pacientes com doença hepática gordurosa não alcoólica e aqueles com esteatohepatite não alcoólica (NASH), duas condições inflamatórias metabólicas comuns do fígado, têm comunidades microbianas distintas que são sugeridas como tendo um papel na patogênese da doença 165. Além disso, como aparente em camundongos disbióticos com deficiência de inflamassoma, o aumento do influxo hepático de ligantes microbianos do receptor Toll-like através da barreira intestinal e da veia porta promove um aumento da gravidade de NASH através da indução da sinalização do fator de necrose tumoral no fígado77. Além disso, no caso da síndrome metabólica associada à obesidade, a evidência de um papel causal da disbiose no desenvolvimento da doença existe em camundongos e humanos166.167, embora um estudo recente sobre o uso de antibióticos em indivíduos obesos tenha lançado dúvidas sobre a eficácia da modulação da microbiota como uma ferramenta para melhorar as complicações metabólicas associadas à obesidade168. A inflamação do tecido adiposo é uma marca registrada da doença metabólica progressiva. A observação recente em camundongos de que a microbiota conduz o recrutamento induzido pela dieta de células inflamatórias para o tecido adiposo169 levanta a possibilidade de que sinais microbianos podem contribuir para a obesidade e intolerância à glicose por meio da perpetuação da inflamação do tecido adiposo. Da mesma forma, uma quantidade crescente de evidências sugere um papel fundamental para a microbiota no desenvolvimento do câncer, que é parcialmente mediado por seu efeito na inflamação associada ao tumor. O comensalFusobacterium nucleatum é enriquecido em carcinoma colorretal humano (CRC)170.171 e promove o desenvolvimento de câncer em modelos de camundongos de CRC170.171. A inflamação intestinal promove a expansão da produção de colibactinaEscherichia coli, que aumenta o CRC por meio da indução de danos ao DNA33. Além desses efeitos de microrganismos específicos, o desenvolvimento de câncer também pode ser atribuído aos efeitos inflamatórios de mudanças globais na microbiota, incluindo a sinalização por meio de interleucina-23 (IL-23) e IL-17, cuja produção é induzida por microrganismos translocação no local da neoplasia. O efeito de promoção de tumores do microbioma foi ainda corroborado por estudos usando camundongos livres de germes, bem como camundongos tratados com antibióticos, que apresentavam redução no desenvolvimento de câncer em vários órgãos46.172. A disbiose pode até afetar doenças neurodegenerativas, algumas das quais são modificadas por componentes inflamatórios. Um exemplo é o transtorno do espectro do autismo; Foi sugerido que a infecção viral durante a gravidez em um modelo animal da doença modifica as manifestações da doença na prole por meio de um mecanismo dependente de IL-17173. Em estudos que compararam a abundância de bactérias específicas em crianças com autismo de início tardio com a dos controles, o número e o tipo de espécies microbianas em crianças com autismo foram alterados174. Além disso, o tratamento com antibióticos foi sugerido para melhorar temporariamente os parâmetros comportamentais175. Em um modelo de camundongo de ativação imune materna que imita infecção viral, que modela alguns comportamentos semelhantes ao autismo, a prole desenvolveu alterações microbianas associadas a sintomas comportamentais semelhantes ao autismo e neuropatologia19. Além disso, os níveis do metabólito microbiano 4-etilfenilsulfato foram aumentados no soro da prole que exibiu comportamento semelhante ao autismo e induziram sintomas comportamentais em camundongos controle, sugerindo um papel para metabólitos microbianos no autismo19. Essas observações merecem mais estudos prospectivos em humanos. 228 | ABRIL DE 2017 | VOLUME 17 www.nature.com/nri © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES podem afetar e são metabolizados pelo microbioma, a identificação dos microbiomas associados à doença é mais informativa antes que os pacientes sejam submetidos a qualquer tratamento. Quando os pacientes são amostrados durante a terapia médica, uma possível disbiose induzida por medicamentos deve ser levada em consideração131. Em contraste com a administração de probióticos de cepas específicas, dietéticas prebióticos visam modificar a composição do ecossistema intestinal por meio de mudanças nutricionais. Dada a capacidade de resposta rápida e reprodutível da microbiota à intervenção dietética41, uma abordagem promissora de modulação do microbioma consiste no design racional de dietas personalizadas137. No caso de doenças metabólicas, o conhecimento sobre a composição da microbiota auxilia na previsão das respostas individuais à intervenção dietética138. Decifrar a capacidade de mudança do microbioma de um paciente individual por meio de intervenção dietética ou biótica pode, da mesma forma, oferecer a chance de adaptar melhor uma intervenção terapêutica às características específicas de um determinado ecossistema microbiano. Um excelente exemplo de como uma compreensão mecanicista da contribuição da dieta e do microbioma para as doenças imunomediadas pode facilitar o desenho de novas opções de tratamento relacionadas à aterosclerose. O metabolismo da fosfatidilcolina lipídica da dieta, bem como da l-carnitina, um componente da carne vermelha, por bactérias comensais resulta no acúmulo de trimetilamina.N-óxido (TMAO), que promove aterosclerose e trombose47.139.140. A inibição direcionada desta reação pode reverter o acúmulo de TMAO e melhorar o desenvolvimento da doença141. A compreensão adicional de quais bactérias levam à produção de grandes quantidades de TMAO permitirá a identificação de grupos de indivíduos que estão em maior risco de desenvolver doenças, e esses indivíduos poderiam potencialmente passar por correção de microbioma antes que a doença se desenvolvesse. Curiosamente, em certos contextos clínicos, induzir uma mudança na composição da microbiota intestinal pode ter efeitos positivos no hospedeiro. A administração do medicamento anticâncer ciclofosfamida altera a comunidade microbiana intestinal, em particular induzindo o crescimento de bactérias Gram-positivas e sua translocação para órgãos linfoides secundários. Isso leva TH1 e TH17 respostas celulares, que ajudam a potencializar o efeito anticâncer da droga142. Da mesma forma, o tratamento do câncer com anticorpos contra o antígeno 4 dos linfócitos T citotóxicos (CTLA4) foi associado ao crescimento de B. fragilis, que por sua vez promoveu efeitos anticâncer imunoestimuladores143. Além disso, descobriu-se que a colonização com bifidobactérias contribui para a imunoterapia contra o câncer direcionada ao ligante PD1 1 (PDL1) por meio de efeitos no CD8+ CélulasT144. Direcionamento de disbiose para terapia. Devido à nossa crescente compreensão das causas e consequências da disbiose, um esforço intensivo está sendo feito para projetar ou reconstituir a microbiota para prevenir ou tratar doenças. A reconstituição mais dramática é alcançada pelo transplante de microbiota fecal (FMT), no qual toda a comunidade intestinal de um paciente é substituída pela microbiota de um doador saudável. FMT alcançou resultados espetaculares em pacientes com colite pseudomembranosa causada por infecção recorrente com resistência a antibióticos C. difficile132. Compreender os mecanismos específicos de competição intermicrobiana e a atividade estimuladora do hospedeiro de determinados microrganismos pode permitir o desenvolvimento de intervenções mais direcionadas contra a colite pseudomembranosa no futuro20. O sucesso da FMT emC. difficile A infecção deu origem à esperança de que esse procedimento possa ter o potencial de ser igualmente eficaz no tratamento de outras doenças que envolvem disbiose, como DII e câncer colorretal. No entanto, a estabilidade crônica do microbioma transferido no FMT permanece indefinida, assim como a eficácia a longo prazo do FMT quando realizada repetidamente133. Assim, se o FMT pode ser uma alternativa eficiente aos protocolos de tratamento atuais, aguarda a geração de dados robustos em estudos futuros. Da mesma forma, a aplicação de antibióticos tem sido amplamente praticada na DII, já que vários estudos controlados randomizados sugeriram que essa abordagem seja benéfica. No entanto, outros estudos consideraram esses resultados inconsistentes, impedindo assim conclusões claras sobre a eficácia do tratamento com antibióticos na DII134. Outra forma de engenharia de microbioma consiste na administração de probióticos, como Lactobacilluse Bifidobacterium espécies, para apoiar a expansão de uma microbiota saudável. No entanto, há evidências muito limitadas que apóiam a eficácia dos probióticos em doenças associadas ao microbioma135. Por exemplo, um grande número de estudos foi realizado sobre o uso de probióticos na doença de Crohn, mas atualmente não há evidências gerais para apoiar seu uso generalizado. A razão para as inconsistências entre os estudos com relação aos antibióticos e probióticos para o tratamento da disbiose na DII pode estar na forte variabilidade interindividual na suscetibilidade da comunidade microbiana intestinal à intervenção biótica. Por exemplo, um estudo recente examinando a cinética de Bifidobacterium longum enxerto em humanos descobriram que os baixos níveis de pré-tratamento de ambos B. longum e a expressão do gene de utilização de carboidratos microbianos são um requisito para a colonização probiótica eficiente136. O conhecimento melhorado sobre os pré-requisitos para um enxerto probiótico eficaz e a faixa de variabilidade interindividual na suscetibilidade da microbiota à intervenção probiótica pode, portanto, ser fundamental para abordagens eficientes e personalizadas. Probióticos Microrganismos que são administrados a um organismo para beneficiar o hospedeiro. Desafios e caminhos futurosEmbora o objetivo principal do projeto de microbioma humano foi estabelecer a normalidade da composição e função microbiana intestinal145, esforços subsequentes têm como objetivo definir e compreender os estados disbióticos associados a doenças humanas146. Isso resultou em uma onda de associações recentes de composição microbiana aberrante com manifestações fenotípicas do hospedeiro em camundongos e humanos. Embora várias dessas novas associações tenham trazido implicações promissoras para futuras abordagens diagnósticas e terapêuticas, vários desafios precisam ser superados pelo campo para aproveitar a nova riqueza de informações sobre os diferentes estados do ecossistema microbiano e seu papel no desenvolvimento de doenças. Prebióticos Ingredientes alimentares que promovem o crescimento e o metabolismo de microrganismos benéficos no hospedeiro. Projeto de microbioma humano Um projeto de consórcio com o objetivo de descrever de forma abrangente os microrganismos comensais associados à saúde e às doenças em humanos. AVALIAÇÕES DA NATUREZA | IMUNOLOGIA VOLUME 17 | ABRIL DE 2017 |229 © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES Em primeiro lugar, dada a ampla gama de composição que a microbiota intestinal pode assumir na ausência de doença evidente, a importância de controles apropriados para definir um ecossistema microbiano como disbiótico é iminente.10. Assim, para estudos de microbiomas associados a doenças humanas, pode não ser suficiente comparar indivíduos com uma coorte de controle livre de doença, mas pode exigir a análise de amostras de controle do mesmo ambiente de vida, idealmente corrigido para hábitos alimentares7, tempo de amostragem60 e localização6. Além disso, em vez de simplesmente comparar indivíduos saudáveis com aqueles com doença, pode ser mais perspicaz comparar os microbiomas de pacientes em diferentes doenças, e particularmente em diferentes manifestações da mesma doença, para usar as informações fornecidas pelo microbioma para definir melhor e estratificar os pacientes de acordo com os subtipos da doença. Uma abordagem semelhante se aplica a estudos em ratos. A microbiota de camundongos selvagens varia consideravelmente entre criadouros e vendedores comerciais 23.147, diminuindo assim a universalidade das comparações composicionais locais dos táxons microbianos presentes em diferentes camundongos. Em segundo lugar, como a coevolução hospedeiro- microbioma provavelmente selecionada para função microbiana, em vez de composição microbiana5, o conceito de disbiose também merece uma interpretação funcional e não taxonômica. Em relação à composição microbiana, as funcionalidades microbianas e os perfis metabólicos associados a uma determinada condição ou genótipo podem ser não apenas mais consistentes entre as populações, geografia e instalações de animais23, mas também de relevância causal muito maior para a manifestação da doença associada. Como tal, o campo deve se esforçar para alcançar uma compreensão da disbiose, seus gatilhos e a manutenção de seus diferentes estados estáveis no nível da expressão do gene metagenômico e abundância de metabólitos(FIGO. 1). Terceiro, a extensão e a manifestação da disbiose parecem ser altamente dependentes do contexto. A evolução da microbiota ocorreu no contexto de vários milhares de genes do hospedeiro, e os papéis de complementaridade e redundância precisam ser levados em consideração ao avaliar as interações bioma-fenômeno. Por exemplo, o efeito de uma determinada mutação genômica na suscetibilidade a doenças pode apenas se tornar aparente no contexto de uma configuração microbiana específica148. Da mesma forma, a suscetibilidade ao desenvolvimento de disbiose só pode se tornar relevante no contexto combinatório do genótipo do hospedeiro e do 'repertório' microbiano ambiental, incluindo dieta e domicílio (ou biotério). Finalmente, uma melhor compreensão das moléculas precisas derivadas da microbiota ou moduladas pela microbiota que medeiam o impacto da disbiose no desenvolvimento da doença pode permitir a concepção de intervenções baseadas em metabólitos que atuam diretamente na fisiologia do hospedeiro, contornando assim a vasta complexidade de variabilidade interindividual na composição da microbiota e associações de doenças. Tais intervenções, apropriadamente denominadas 'pós- bióticos', provaram ser eficazes em modelos de camundongos de IBD23.149 e inflamação alérgica150, entre outros modelos de condições associadas ao microbioma151. A superioridade potencial da abordagem pós-biótica reside em sua facilidade de aplicação e sua complexidade reduzida em comparação com intervenções que visam modular todo o ecossistema microbiano que reside no intestino. Como tal, o avanço dosinsights sobre os mecanismos moleculares que impulsionam as patologias associadas à disbiose pode permitir o desenvolvimento de intervenções dietéticas, probióticas e pós-bióticas individualizadas que podem controlar o desenvolvimento, a progressão e as manifestações variáveis de doenças imunomediadas e imunomediadas. 1 Bach, JF O efeito das infecções na suscetibilidade a doenças auto-imunes e alérgicas. N. Engl. J. Med.347, 911–920 (2002). 2 Egger, G. & Dixon, J. Beyond obesity and lifestyle: uma revisão dos determinantes das doenças crônicas do século 21.Biomed Res. Int.2014, 731685 (2014). 3 Kelsen, JR & Wu, GD A microbiota intestinal, meio ambiente e doenças da sociedade moderna. Micróbios intestinais 3, 374-382 (2012). 4 Lozupone, CA, Stombaugh, JI, Gordon, JI, Jansson, JK & Knight, R. Diversidade, estabilidade e resiliência da microbiota intestinal humana. Natureza 489, 220–230 (2012). 5 Consórcio do Projeto Microbioma Humano. Estrutura, função e diversidade do microbioma humano saudável.Natureza 486, 207–214 (2012).Este estudo destaca a extensa variabilidade interindividual na composição do microbioma de indivíduos saudáveis. 6 Wu, GD et al. Vinculando padrões dietéticos de longo prazo com enterótipos microbianos intestinais. Ciência 334, 105–108 (2011). 7 Yatsunenko, T. et al. Microbioma intestinal humano visto em todas as idades e geografias. Natureza 486, 222-227 (2012). 8 David, LA et al. O estilo de vida do hospedeiro afeta a microbiota humana em escalas de tempo diárias. Genome Biol. 15, R89 (2014). 9 Lloyd-Price, J., Abu-Ali, G. & Huttenhower, C. The healthy human microbiome. Genome Med. 8, 51 (2016). 10 Stappenbeck, TS & Virgin, HW Contabilidade para interações recíprocas hospedeiro-microbioma em ciência experimental. Natureza 534, 191-199 (2016). 11 Thaiss, CA et al. Alterações persistentes no microbioma modulam a taxa de ganho de peso pós-dieta.Natureza 540, 544–551 (2016). 12 Fonseca, DM et al. Sequelas dependentes de microbiota de infecção aguda comprometem tecido-específico imunidade. Célula 163, 354-366 (2015). Este artigo descreve o papel do microbioma na mediação de aberrações do sistema imunológico pós- infecção. 13 Chow, J. & Mazmanian, SK A pathobiont of the microbiota equilibra a colonização do hospedeiro e a inflamação intestinal. Micróbio hospedeiro celular 7, 265-276 (2010). 14 Stecher, B., Maier, L. & Hardt, WD 'Blooming' no intestino: como a disbiose pode contribuir para a evolução do patógeno. Nat. Rev. Microbiol.11, 277-284 (2013). 15 Frank, DN et al. Caracterização molecular-filogenética dos desequilíbrios da comunidade microbiana em doenças inflamatórias intestinais em humanos. Proc. Natl Acad. Sci. EUA 104, 13780–13785 (2007). 16 Garrett, WS et al. Colite ulcerosa transmissível induzida por deficiência de T-bet no sistema imunológico inato. Célula 131, 33–45 (2007). Este estudo descreve a colite microbialmente transmissível em camundongos que não possuem T-bet no sistema imunológico inato. 17 Korem, T. et al. Dinâmica de crescimento da microbiota intestinal na saúde e na doença inferida a partir de amostras metagenômicas únicas. Ciência 349, 1101-1106 (2015). 18 Buffington, SA et al. A reconstituição microbiana reverte os déficits sociais e sinápticos induzidos pela dieta materna na prole. Célula 165, 1762-1775 (2016). 19 Hsiao, EY et al. A microbiota modula anormalidades comportamentais e fisiológicas associadas a distúrbios do neurodesenvolvimento. Célula 155, 1451–1463 (2013). 20 Buffie, CG et al. A reconstituição de precisão do microbioma restaura a resistência mediada por ácido biliar a Clostridium difficile. Natureza517, 205–208 (2015).As referências 18-20 descrevem como as abordagens de reconstituição de microbioma podem ser usadas para tratar fenótipos associados à disbiose. 21 Sonnenburg, ED et al. Extinções induzidas por dieta no composto da microbiota intestinal ao longo de gerações. Natureza 529, 212–215 (2016). 22 Erny, D. et al. A microbiota do hospedeiro controla constantemente a maturação e a função da microglia no SNC.Nat. Neurosci.18, 965–977 (2015). 23 Levy, M. et al. Os metabólitos modulados pela microbiota moldam o microambiente intestinal ao regular a sinalização do inflamassoma NLRP6. Célula 163, 1428– 1443 (2015). Este estudo demonstra que o sequestro microbiano do sistema imunológico inato contribui para o estabelecimento da disbiose. 24 Sampson, TR et al. A microbiota intestinal regula déficits motores e neuroinflamação em um modelo de Mal de Parkinson. Célula 167, 1469–1480.e12 (2016). 25 Cotillard, A. et al. Impacto da intervenção dietética na riqueza de genes microbianos intestinais. Natureza 500, 585–588 (2013). 26 Le Chatelier, E. et al. A riqueza do microbioma intestinal humano se correlaciona com marcadores metabólicos. Natureza 500, 541–546 (2013). As referências 25 e 26 relatam que a diminuição na riqueza do microbioma predispõe os pacientes ao dismetabolismo e à inflamação de baixo grau. 27 Norman, JM et al. Alterações específicas da doença no viroma entérico na doença inflamatória intestinal. Célula 160, 447–460 (2015). 230 | ABRIL DE 2017 | VOLUME 17 www.nature.com/nri © 2017MacmillanPublishersLimited, partofSpringerNature.All rightsreserved. AVALIAÇÕES 28 Mônaco, CL et al. Viroma alterado e microbioma bacteriano na síndrome da imunodeficiência adquirida associada ao vírus da imunodeficiência humana.Micróbio hospedeiro celular 19, 311-322 (2016). 29 Kostic, AD et al. A dinâmica do microbioma intestinal do bebê humano em desenvolvimento e em progressão em direção ao diabetes tipo 1. Micróbio hospedeiro celular 17, 260-273 (2015). 30 Mosca, A., Leclerc, M. & Hugot, JP Diversidade da microbiota intestinal e doenças humanas: devemos reintroduzir predadores-chave em nosso ecossistema? Frente. Microbiol.7 , 455 (2016). 31 Lupp, C. et al. A inflamação mediada pelo hospedeiro perturba a microbiota intestinal e promove o crescimento excessivo de Enterobacteriaceae. Micróbio hospedeiro celular 2, 119-129 (2007). 32 Stecher, B. et al. Salmonella entericao serovar typhimurium explora a inflamação para competir com a microbiota intestinal. PLoS Biol. 5, 2177–2189 (2007). 33 Arthur, JC et al. A inflamação intestinal tem como alvo a atividade indutora de câncer da microbiota. Ciência 338, 120–123 (2012). 34 Ayres, JS, Trinidad, NJ & Vance, RE Ativação do inflamassoma letal por um patobionte multirresistente após a ruptura da microbiota por antibióticos. Nat. Med.18, 799–806 (2012). 35 Ng, KM et al. Os açúcares do hospedeiro liberados pela microbiota facilitam a expansão pós-antibiótica de patógenos entéricos. Natureza 502, 96–99 (2013). 36 Deriu, E. et al. Bactérias probióticas reduzem Salmonella Typhimurium colonização intestinal pela competição pelo ferro. Micróbio hospedeiro celular 14, 26–37 (2013). 37 Stecher, B. et al. A inflamação intestinal pode aumentar a transferência horizontal de genes entre Enterobacteriaceae patogênica e comensal. Proc. Natl Acad. Sci. EUA109, 1269–1274 (2012). 38 Behnsen, J. et al. A citocina IL-22 promove a colonização de patógenos suprimindo bactérias comensais relacionadas. Imunidade 40, 262-273 (2014). 39 Lopez, CA et al. Fatores de virulência aumentam Citrobacter rodentium expansão por meio da respiração aeróbia. Ciência 353, 1249–1253 (2016). 40 Inverno, SE et al. Nitrato derivado do hospedeiro aumenta o crescimento de E. coli no intestino inflamado. Ciência 339, 708–711 (2013). 41 David, LA et al. A dieta altera de forma rápida e reproduzível o microbioma intestinal humano. Natureza 505, 559–563 (2014). 42 Denou, E., Marcinko, K., Surette, MG, Steinberg, GR & Schertzer, JD O treinamento físico de alta intensidade aumenta a diversidade e a capacidade metabólica da microbiota intestinal distal de camundongo durante a obesidade induzida por dieta. Sou. J. Physiol. Endocrinol. Metab.310, E982 – E993 (2016). 43 Cho, I. et al. Antibióticos no início da vida
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