Os pesquisadores estão desenvolvendo modelos computacionais avançados que podem prever se uma cepa probiótica colonizará com sucesso o intestino de um indivíduo – potencialmente encerrando a era dos suplementos de saúde intestinal de tamanho único. A nova abordagem, detalhada em PLOS Biology, aproveita o conhecimento existente sobre o metabolismo bacteriano para simular como diferentes cepas interagem com o microbioma intestinal único de uma pessoa.
O problema dos probióticos
O mercado atual de probióticos depende de uma abordagem de amplo espectro. Pílulas, iogurtes e até refrigerantes são comercializados com promessas de melhorar a saúde intestinal, mas estes produtos muitas vezes não conseguem fornecer resultados consistentes. Isto ocorre porque o microbioma intestinal de cada pessoa é diferente; o que funciona para uma pessoa pode não funcionar para outra. As simulações resolvem esta questão prevendo se uma estirpe bacteriana se instalará no intestino de um indivíduo específico e como se comportará uma vez estabelecida.
Como funcionam as simulações
Esses modelos, conhecidos como modelos metabólicos em escala comunitária microbiana, simulam o crescimento bacteriano com base em dados existentes sobre como as bactérias intestinais consomem e processam nutrientes. Os pesquisadores inserem uma cepa bacteriana simulada em uma representação digital do microbioma intestinal de um indivíduo para determinar se ela prosperará e quais efeitos terá. “Pensámos que este tipo de plataforma de modelação poderia potencialmente permitir-nos identificar respostas personalizadas e talvez até conceber intervenções personalizadas”, explica Sean Gibbons, investigador de microbioma no Instituto de Biologia de Sistemas.
Validando os Modelos
As simulações foram testadas usando dados de dois ensaios clínicos: um envolvendo simbióticos (probióticos mais fibra prebiótica) para pacientes com diabetes tipo 2 e outro usando um bioterapêutico vivo para infecções recorrentes por Clostridioides difficile. Em ambos os casos, o modelo previu com precisão quais bactérias colonizariam o intestino com 75–80% de precisão, incluindo a previsão de aumentos na produção benéfica de ácidos graxos de cadeia curta.
O estudo também validou as simulações em relação às mudanças alimentares do mundo real. Mesmo quando os indivíduos mudaram para dietas ricas em fibras, o modelo previu com precisão a resposta do seu intestino. Isto sugere que as simulações podem ir além dos efeitos de curto prazo e prever mudanças no microbioma a longo prazo.
O que isso significa para o futuro
As implicações são significativas: os médicos poderão em breve “testar” intervenções probióticas em modelos digitais do intestino de um paciente antes de prescrevê-las. Os investigadores prevêem um futuro onde as terapias personalizadas do microbioma serão concebidas utilizando estes modelos, em vez de dependerem de produtos genéricos disponíveis no mercado.
“Se pudermos pegar o modelo de uma pessoa e simular milhares de intervenções em questão de minutos ou horas, então, de repente, teremos uma espécie de ‘gêmeo digital’ que pode começar a aproximar as respostas individualizadas das pessoas”, diz Gibbons. Sua equipe está planejando agora um ensaio clínico para comparar a eficácia de intervenções personalizadas versus tratamentos probióticos padrão.
A pesquisa reforça a ideia de que as melhores bactérias para a saúde intestinal dependem do indivíduo e do ambiente. “Muitas destas bactérias são benéficas apenas em determinados contextos”, diz Nick Quinn-Bohmann, investigador do microbioma. “Não faz sentido ter um conjunto de probióticos que sirva para todos.”
Estas simulações representam um passo significativo em direção a soluções de saúde intestinal verdadeiramente personalizadas, indo além da atual abordagem de tentativa e erro.
