Alimentos como iogurtes, vegetais enlatados e pães embalados incluem frequentemente conservantes que aproveitam as propriedades antimicrobianas de substâncias como os lantibióticos, incluindo aquelas semelhantes à nisina, para garantir a sua longevidade e segurança. Estes aditivos, embora essenciais para prevenir o crescimento microbiano que pode levar à deterioração, estão agora a ser estudados pelas suas implicações mais amplas na saúde, particularmente pelas suas interações com o microbioma intestinal humano. Descobertas recentes de investigadores da Universidade de Chicago apontam para a dupla acção destes compostos, capazes de atingir tanto agentes patogénicos prejudiciais como bactérias benéficas cruciais no intestino, levantando assim questões importantes sobre os seus efeitos a longo prazo na saúde digestiva e na diversidade microbiana.
A investigação sobre um conservante alimentar amplamente utilizado, conhecido pela sua capacidade de eliminar agentes patogénicos, indica que também tem impacto sobre bactérias benéficas, representando um risco para o equilíbrio do microbioma intestinal.
Para prolongar a vida útil dos alimentos, os fabricantes geralmente incorporam conservantes em seus produtos. Estas substâncias têm como objetivo eliminar microrganismos que podem causar a deterioração dos alimentos. Embora os conservantes tradicionais, como açúcar, sal, vinagre e álcool, tenham uma longa história de uso, os produtos alimentícios contemporâneos geralmente listam em seus rótulos aditivos mais obscuros, como benzoato de sódio, propionato de cálcio e sorbato de potássio.
As bactérias produzem produtos químicos chamados bacteriocinas para matar os concorrentes microbianos. Esses produtos químicos podem servir como conservantes naturais, matando patógenos potencialmente perigosos nos alimentos. Os lanthipeptídeos, uma classe de bacteriocinas com propriedades antimicrobianas especialmente potentes, são amplamente utilizados pela indústria alimentícia e tornaram-se conhecidos como “lantibióticos” (uma mala científica de lanthipeptídeos e antibióticos).
Apesar de seu uso generalizado, pouco se sabe sobre como esses lantibióticos afetam os microbiomas intestinais das pessoas que os consomem nos alimentos. Os micróbios no intestino vivem num equilíbrio delicado e as bactérias comensais proporcionam benefícios importantes ao corpo, decompondo nutrientes, produzindo metabolitos e, mais importante ainda, protegendo contra agentes patogénicos. Se demasiados comensais forem mortos indiscriminadamente por conservantes alimentares antimicrobianos, bactérias patogénicas oportunistas poderão tomar o seu lugar e causar estragos – um resultado que não é melhor do que comer alimentos contaminados, em primeiro lugar.
Efeitos sobre bactérias boas e más
Um novo estudo publicado em Biologia Química ACS por cientistas da Universidade de Chicago descobriram que uma das classes mais comuns de lantibióticos tem efeitos potentes tanto contra patógenos quanto contra as bactérias intestinais comensais que nos mantêm saudáveis.
A nisina é um lantibiótico popular usado em tudo, desde cerveja e salsichas até queijos e molhos. É produzido por bactérias que vivem nas glândulas mamárias das vacas, mas os micróbios do intestino humano também produzem lantibióticos semelhantes. Zhenrun “Jerry” Zhang, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Eric Pamer, MD, professor de medicina Donald F. Steiner e diretor do Duchossois Family Institute da UChicago, queria estudar o impacto de tais efeitos naturais. produziu lantibióticos em bactérias intestinais comensais.
“A nisina é, em essência, um antibiótico que tem sido adicionado à nossa alimentação há muito tempo, mas o modo como pode impactar os nossos micróbios intestinais não é bem estudado”, disse Zhang. “Mesmo que possa ser muito eficaz na prevenção da contaminação dos alimentos, também pode ter um impacto maior nos micróbios intestinais humanos.”
Ele e seus colegas exploraram um banco de dados público de genomas de bactérias intestinais humanas e identificaram genes para a produção de seis lantibióticos diferentes derivados do intestino que se assemelham muito à nisina, quatro dos quais eram novos. Então, em colaboração com Wilfred A. van der Donk, Ph.D., Richard E. Heckert Endowed Chair in Chemistry da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, eles produziram versões desses lantibióticos para testar seus efeitos tanto em patógenos quanto em patógenos comensais. bactérias intestinais. Os pesquisadores descobriram que, embora os diferentes lantibióticos tivessem efeitos variados, eles matavam tanto os patógenos quanto as bactérias comensais.
“Este estudo é um dos primeiros a mostrar que os comensais intestinais são suscetíveis aos lantibióticos e, às vezes, mais sensíveis que os patógenos”, disse Zhang. “Com os níveis de lantibióticos atualmente presentes nos alimentos, é muito provável que eles também possam afetar a nossa saúde intestinal”.
Aproveitando o poder dos lantibióticos
Zhang e sua equipe também estudaram a estrutura dos peptídeos nos lantibióticos para entender melhor sua atividade, no interesse de aprender como usar suas propriedades antimicrobianas para o bem. Por exemplo, noutro estudo, o laboratório Pamer mostrou que um consórcio de quatro micróbios, incluindo um que produz lantibióticos, ajuda a proteger os ratos contra bactérias resistentes aos antibióticos. Enterococos infecções. Eles também estão estudando a prevalência de genes resistentes a lantibióticos em diferentes populações de pessoas para entender melhor como essas bactérias podem colonizar o intestino sob diferentes condições e dietas.
“Parece que os lantibióticos e as bactérias produtoras de lantibióticos nem sempre são bons para a saúde, por isso estamos procurando maneiras de combater a potencial má influência e, ao mesmo tempo, aproveitar suas propriedades antimicrobianas mais benéficas”, disse Zhang.
Referência: “Atividade de lantibióticos semelhantes à nisina derivados do intestino contra patógenos e comensais do intestino humano” por Zhenrun J. Zhang, Chunyu Wu, Ryan Moreira, Darian Dorantes, Tea Pappas, Anitha Sundararajan, Huaiying Lin, Eric G. Pamer e Wilfred A .do Burro, 31 de janeiro de 2024, Biologia Química ACS.
DOI: 10.1021/acschembio.3c00577
O estudo foi apoiado pela GI Research Foundation, pelo Howard Hughes Medical Institute, pelo Instituto Nacional de Saúde (concessões R01AI095706, P01 CA023766, U01 AI124275 e R01 AI042135) e o Duchossois Family Institute em UChicago. Autores adicionais incluem Chunyu Wu, Ryan Moreira e Darian Dorantes da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, e Téa Pappas, Anitha Sundararajan e Huaiying Lin da UChicago.
