Limosilactobacillus mucosae

npj Biofilms and Microbiomes volume 9, Número do artigo: 33 (2023) Citar este artigo

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A doença diarreica causa alta mortalidade, principalmente em crianças e animais jovens. O microbioma intestinal está fortemente associado à doença diarreica, e algumas cepas específicas de bactérias demonstraram efeitos antidiarreicos. No entanto, os mecanismos antidiarreicos das cepas probióticas não foram elucidados. Aqui, usamos leitões neonatais como um modelo translacional e descobrimos que a disbiose da microbiota intestinal observada em leitões com diarreia era caracterizada principalmente por uma deficiência de Lactobacillus, abundância de Escherichia coli e biossíntese enriquecida de lipopolissacarídeos. Limosilactobacillus mucosae e Limosilactobacillus reuteri foram uma bactéria característica que diferenciou leitões saudáveis ​​e com diarreia. Camundongos livres de germes (GF) transplantados com microbiota fecal de leitões com diarreia reproduziram sintomas de doença diarreica. A administração de Limosilactobacillus mucosae, mas não de Limosilactobacillus reuteri, aliviou os sintomas da doença diarreica induzida pela microbiota fecal de leitões com diarreia e pelo desafio ETEC K88. Notavelmente, as vesículas extracelulares derivadas de mucosas de Limosilactobacillus aliviaram os sintomas de doenças diarreicas causadas por ETEC K88 ao regular fenótipos de macrófagos. Experimentos de eliminação de macrófagos demonstraram que as vesículas extracelulares aliviam os sintomas de doenças diarreicas de maneira dependente de macrófagos. Nossas descobertas fornecem informações sobre a patogênese da doença diarreica da perspectiva da microbiota intestinal e o desenvolvimento de estratégias terapêuticas antidiarreicas baseadas em probióticos.

A doença diarreica é comum em lactentes, com mais de 500.000 mortes por doença diarreica relatadas a cada ano em todo o mundo em crianças menores de 5 anos de idade1,2,3. Além da alta mortalidade, a doença diarreica na primeira infância causa desnutrição e danos intestinais persistentes4,5,6. A doença diarreica leva ao comprometimento da função da barreira intestinal e ao aumento da permeabilidade da mucosa intestinal, induzindo o início da inflamação intestinal e, por fim, o retardo do crescimento, bem como a redução da resistência a infecções subsequentes por patógenos7,8. Embora os mecanismos que levam à diarreia tenham sido estudados por décadas e a mortalidade por diarreia tenha diminuído substancialmente, a diarreia continua a causar significativa mortalidade e morbidade humana, principalmente por causa de suas causas complexas9,10. Portanto, elucidar a patogênese das doenças diarreicas neonatais é de grande importância.

O início da vida é uma janela de oportunidade para o desenvolvimento da microbiota intestinal, da função da barreira física intestinal e do sistema imunológico11. A microbiota intestinal do recém-nascido tem impactos profundos na saúde do hospedeiro, regulando o metabolismo intestinal de nutrientes, a maturação do sistema imunológico e a manutenção da barreira intestinal12,13,14,15. A instabilidade da microbiota intestinal e a imaturidade do sistema imunológico tornam os recém-nascidos particularmente vulneráveis ​​a patógenos16. Quando ocorre diarréia, um aumento acentuado na colonização de microorganismos patogênicos segue-se ao rompimento da composição da microbiota intestinal, sugerindo que os rompimentos da microbiota aumentam a patogenicidade dessas cepas17. Uma microbiota intestinal estável promove a saúde do hospedeiro, melhorando a resistência à colonização por microorganismos patogênicos18,19.

Recentemente, o transplante de microbiota fecal (FMT) alcançou resultados inesperadamente positivos no tratamento da infecção por Clostridium difficile, doença inflamatória intestinal e síndrome do intestino irritável; portanto, o FMT tornou-se uma terapia de rotina para doenças intestinais complexas20,21,22,23. No entanto, tem sido um desafio esclarecer quais microrganismos intestinais conferem o efeito terapêutico durante o tratamento com FMT. Evidências crescentes sugerem que a reconstituição da microbiota intestinal com cepas probióticas fundamentais é uma estratégia eficaz contra doenças gastrointestinais24,25. Assim, a identificação de potenciais probióticos específicos com potencial para aliviar a diarreia pode fornecer novas estratégias para o controle preciso da doença diarreica neonatal e a prevenção de doenças intestinais.