As bactérias nos pulmões podem desempenhar um papel importante nas doenças – e na saúde. Os pesquisadores mapearam onde as bactérias estão e como chegaram, abrindo caminho para mais descobertas sobre o microbioma pulmonar.
Elas viajaram uma distância enorme, evitando uma barreira protetora e se encontraram em uma terra estranha e hostil.
Elas podem estar ligadas a doenças perigosas e estão sob constante ameaça de serem expulsas de seu lar de adoção. Sua contribuição para a comunidade maior está apenas começando a ser compreendida. E a cada dia, mais delas chegam.
São bactérias que vivem nos pulmões humanos.
Uma nova pesquisa aponta como elas chegam lá e abre a porta para mais trabalhos sobre o que acontece com elas – e nossos corpos – como resultado.
Escrevendo na revista mBio , pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Michigan e do Sistema de Saúde VA Ann Arbor oferecem evidências baseadas em microbiomas de que a maioria das bactérias nos pulmões de pessoas saudáveis chegou por meio de microaspiração.
Em outras palavras, elas se alimentam de gotículas de saliva que saem da boca cheia de micróbios para os pulmões. Isso significa que elas evitaram a barreira de tecido móvel, chamada epiglote, que impede a maior parte da saliva de entrar no trato respiratório inferior.
Ao estudar o DNA dessas bactérias nos pulmões de voluntários saudáveis, os pesquisadores confirmaram que a população de micróbios nos pulmões se assemelha à população encontrada na boca. E ao estudar a distribuição dos micróbios nas vias aéreas, os pesquisadores puderam determinar sua rota de entrada mais provável.
Eles descobriram que muitos dos micróbios imigrantes vivem perto da carina principal, o local no final da traqueia onde as vias aéreas se ramificam para os pulmões direito e esquerdo. Este ponto nos pulmões é uma “plataforma de pouso” onde a saliva aspirada – devido à gravidade e à nossa postura ereta – pode colidir com as vias aéreas. Mas algumas bactérias conseguem chegar às partes mais profundas do sistema pulmonar e residir em pequenos sacos de ar chamados alvéolos.
Onde quer que as bactérias caiam, descobriram os pesquisadores, elas se juntam a uma comunidade composta principalmente por outros imigrantes recentes. Poucos micróbios são considerados residentes de longa data de pulmões saudáveis. Ao contrário do intestino, pulmões saudáveis são um ambiente inóspito para bactérias, com pouca nutrição e vigilância constante do sistema imunológico.
“Este é o levantamento topográfico mais abrangente do microbioma pulmonar saudável até hoje. Isso aumenta a evidência de que pulmões saudáveis são como uma ilha cuja população é determinada pelo equilíbrio entre imigração e eliminação de espécies: quem entra e quem sai ”, diz Robert P. Dickson, MD , o primeiro autor do novo estudo . “O microbioma do pulmão atua de acordo com um livro de regras ecológicas diferente do microbioma intestinal, e este estudo ajuda a esclarecer quais são essas regras.”
Inspirado por modelos clássicos de ecologia, Dickson e seus colegas propõem um “modelo de ilha adaptado” do microbioma pulmonar, no qual as pressões concorrentes de imigração e eliminação microbiana determinam o ecossistema do pulmão.
Exploração cuidadosa
O novo artigo não descreve apenas o ecossistema do microbioma pulmonar; também mostra que os cientistas que desejam estudá-lo no futuro podem se sentir confiantes ao usar as técnicas padrão que os médicos já usam para procurar doenças pulmonares.
Dickson e seus colegas fizeram seu estudo em oito voluntários saudáveis que se submeteram à broncoscopia no VA.
A equipe obteve as bactérias pulmonares usando duas técnicas para amostrar nove locais separados nos pulmões de cada voluntário. Uma técnica, chamada de escovação de espécime protegido, usa um cateter especial que impede que as bactérias da boca e da garganta contaminem as amostras colhidas nas vias aéreas.
A suspeita de tal contaminação impediu alguns pesquisadores de aceitar totalmente os resultados de pesquisas anteriores do microbioma pulmonar. Então, para testar essa contaminação, os pesquisadores pegaram uma amostra em uma escova mantida no meio das vias aéreas e o resto com escovas que tocaram suavemente na parede das vias aéreas.
Os pesquisadores obtiveram outras amostras por meio da lavagem broncoalveolar, na qual injetaram uma pequena quantidade de líquido na parte mais profunda do pulmão e o aspiraram de volta ao broncoscópio, trazendo os micróbios com ele.
Eles então analisaram o DNA bacteriano encontrado em todas essas amostras.
“Não encontramos evidências de bactérias do trato respiratório superior nessas amostras de controle de contaminação”, disse Dickson. “Isso nos garantiu que o restante de nossas amostras realmente refletia as bactérias pulmonares e não apenas a contaminação do procedimento” trazida pelo broncoscópio ao passar pela garganta.
Tomados em conjunto, os resultados sugerem que técnicas baseadas em broncoscópio podem ser usadas para estudar o microbioma pulmonar – na doença e na saúde.
“Os pulmões são nossa maior interface com o ambiente externo, com 70 metros quadrados de superfície”, diz Dickson. “Isso é 30 vezes o tamanho da pele e o dobro do tamanho do trato gastrointestinal. E este estudo confirma que eles estão sob constante bombardeio por diversas comunidades de bactérias. ”
Os pesquisadores enfatizam que esses voluntários eram saudáveis e não apresentavam sintomas que sugerissem pneumonia ou outra doença respiratória. “Esses voluntários eram tão saudáveis quanto você ou eu”, diz Dickson. “Provavelmente estamos todos aspirando pequenas quantidades de bactérias constantemente e, desde que nosso sistema imunológico esteja intacto, elas raramente nos deixam doentes”.
Dickson observa que a microaspiração em pessoas saudáveis foi observada por quase um século em estudos usando técnicas de imagens médicas. “Há décadas sabemos da existência da microaspiração”, diz Dickson. “Mas esta é a primeira vez que conseguimos encontrar sua impressão digital ecológica.”
Levando a pesquisa adiante
Dickson e seus colegas pretendem concentrar pesquisas futuras no que acontece nas pessoas que têm problemas com a parte de eliminação desta equação.
A incapacidade de tossir irritantes para fora do pulmão, ou de executá-los através da ação de varredura de cílios semelhantes a pelos nas superfícies das células pulmonares, pode fazer com que mais micróbios permaneçam mais tempo nos pulmões do que o normal. E isso pode levar a um risco maior de infecção pulmonar.
Essa pesquisa pode levar a uma melhor compreensão da importância do microbioma pulmonar em condições como doença pulmonar obstrutiva crônica, fibrose cística e os tipos de insuficiência pulmonar vistos em unidades de terapia intensiva como aquela em que Dickson trabalha no Michigan Medicine, o centro médico acadêmico da UM.
“Se os pulmões saudáveis são como a Antártica – onde as condições não são boas para a reprodução – então os pulmões doentes são mais como uma ilha tropical, onde taxas mais baixas de eliminação e condições ambientais alteradas permitem a persistência e reprodução de certas bactérias”, diz ele.
Como pai de dois filhos pequenos, Dickson também acha que seria interessante estudar como o microbioma pulmonar muda quando uma pessoa tem uma infecção viral que faz com que o trato respiratório superior produza mais secreções nasais. “Eu certamente olho para meus filhos com seus narizes constantemente escorrendo e me pergunto se seu microbioma pulmonar parece mais ‘nasal’ do que ‘oral’.”
E, à medida que os pesquisadores começam a descobrir o impacto de medicamentos comuns, como antibióticos e inibidores da bomba de prótons, no microbioma do sistema digestivo, ele observa que não é irracional pensar que esses medicamentos também afetam o microbioma pulmonar. Ele e seus colegas já encontraram evidências de que os pulmões estão cheios de micróbios intestinais em pacientes gravemente enfermos.
Fontes: Revista mBio / M Health Lab
