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O trato digestivo das moscas-das-frutas se remodela para acomodar espécies benéficas do microbioma e manter a estabilidade a longo prazo do ambiente intestinal, de acordo com uma nova pesquisa liderada por William Ludington e Allan Spradling, da Carnegie. Suas descobertas são publicadas em Natureza Comunicações.
O microbioma intestinal é um ecossistema de centenas a milhares de espécies microbianas que vivem no corpo humano. Essas populações afetam nossa saúde, fertilidade e longevidade. Mas ainda há muito a aprender sobre como essas espécies microbianas interagem com nossos corpos e entre si.
“Todos os dias, encontramos e até ingerimos uma variedade diversificada de espécies bacterianas”, explicou Ludington, que investiga a aquisição e composição do microbioma há vários anos na Carnegie. “Apesar disso, o microbioma intestinal permanece relativamente estável ao longo do tempo – um fenômeno que é mantido em muitas espécies, desde mamíferos a insetos”.
Ele, Spradling e seus colaboradores queriam determinar como nossos intestinos podem manter composições de microbioma tão notavelmente consistentes. Como o microbioma humano é tão complexo, eles estudaram as moscas-das-frutas, que são colonizadas apenas por um punhado de espécies microbianas.
Usando métodos sofisticados e microscópios poderosos, a equipe de pesquisa – que incluiu Ren Dodge, Haolong Zhu, Daniel Martinez, Chenhui Wang e Kevin Aumiller de Carnegie – mostrou que o intestino da mosca da fruta cria condições físicas que promovem seletivamente a colonização por certas espécies.
“O intestino da mosca da fruta essencialmente constrói um nicho aconchegante que permite que uma espécie desejável de colonizadores primários tenha sucesso, promovendo uma situação mutuamente benéfica tanto para o inseto quanto para o micróbio”, explicou Spradling, um líder global de longa data em biologia molecular que desenvolveu técnicas inovadoras no estudo da genética da mosca-das-frutas.
Os pesquisadores descobriram que a colonização por uma cepa bacteriana benéfica inicia mudanças físicas no intestino da mosca-das-frutas que aumentam o número de locais de ligação disponíveis e produzem substâncias que auxiliam na fixação, facilitando o caminho para uma espécie secundária se mover.
“Como descobrimos esse nicho no organismo modelo mais poderoso para entender a base genética do desenvolvimento animal, ele abre todo um novo campo de possibilidades para entender os mecanismos pelos quais os animais selecionam e controlam seu microbioma”, concluiu Ludington.
A pesquisa de sua equipe se concentrou em uma seção específica do intestino da mosca da fruta que se transformou em um nicho ideal para a colonização por duas espécies microbianas. Olhando para o futuro, eles querem usar a genética das moscas para entender os mecanismos de construção e manutenção de nichos, bem como procurar outros nichos potenciais em moscas-das-frutas e outros animais, incluindo humanos.
Outros coautores incluem Eric Jones e David Sivak da Simon Fraser University, Benjamin Obadia da University of California Berkeley, Andrés Aranda-Díaz e Kerwyn Casey Huang da Stanford University, Zhexian Liu da Johns Hopkins University, Marco Voltolini e Eoin L. Brodie da Lawrence Berkeley National Lab e Jean Carlson da University of California Santa Barbara.
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