EV4GUT Feeling: Diagnóstico por Vesículas Extracelulares para Saúde Intestinal

A microbiota intestinal (MI) desempenha um papel fundamental na saúde humana, influenciando processos metabólicos, modulação do sistema imunitário e integridade da barreira intestinal. A disbiose, caracterizada por um desequilíbrio nas comunidades microbianas, tem sido associada a diversas patologias, incluindo doença inflamatória intestinal (DII), cancro colorretal, síndromes metabólicas, doenças neurodegenerativas como Parkinson e Alzheimer, e condições neuropsiquiátricas como depressão e ansiedade.

As vesículas extracelulares (VE) são mediadores essenciais na comunicação entre o hospedeiro e a microbiota, influenciando a homeostase intestinal e a progressão da doença. Estas vesículas de bicamada lipídica, libertadas tanto por células do hospedeiro como por microrganismos, transportam moléculas bioativas, incluindo ácidos nucleicos, proteínas e lípidos, que podem afetar a regulação imunitária e a integridade da barreira epitelial. As VE derivadas da microbiota intestinal (VE-MI) demonstraram a capacidade de atravessar barreiras biológicas e contribuir para mecanismos patológicos, especialmente em condições de disbiose. Diversos estudos identificaram alterações no conteúdo molecular das VE-MI, incluindo variações nos miRNAs (e.g., miR-200b-3p, miR-26a-3p, miR-28, miR-155 e miR-146a) e proteínas como Claudina-3, e lipopolisacáridos (LPS), associados a aumento da permeabilidade intestinal e inflamação sistémica. No entanto, o papel funcional das VE-MI na modulação das respostas do hospedeiro e na composição da microbiota permanece pouco compreendido.

Para abordar esta questão, o estudo começará com o isolamento de VE em condições normais e disbióticas, utilizando modelos de co-cultura baseados em transwell, que permitem interações controladas entre células epiteliais intestinais humanas (e.g., Caco-2, HT29-MTX) e espécies bacterianas. Estes modelos irão simular ambientes intestinais saudáveis e disbióticos, expondo células epiteliais a bactérias comensais (e.g., Roseburia intestinalis, Bacteroides fragilis) ou a fatores indutores de disbiose, como bactérias patogénicas (Escherichia coli, Clostridium difficile) ou estímulos inflamatórios como LPS. As VE isoladas nestas condições serão caracterizadas molecularmente para identificar assinaturas associadas à homeostase intestinal e à disbiose.

Após o isolamento, o estudo focar-se-á na caracterização molecular das VE, confirmando a presença de biomarcadores de ácidos nucleicos e proteínas ligados à disbiose e à progressão da doença. Isto incluirá miRNAs e RNA bacteriano derivados da microbiota, bem como proteínas estruturais e funcionais das VE, como CD81 e Claudina-3, envolvidas na formação das vesículas e na integridade da barreira epitelial. Adicionalmente, será avaliada a presença de LPS como indicador de inflamação, frequentemente observada em condições de disbiose. A validação destes biomarcadores fornecerá insights sobre o seu papel na regulação imunitária e na manutenção da barreira intestinal, permitindo uma melhor compreensão do impacto das VE-MI na saúde intestinal.

Para além do seu conteúdo biomolecular, serão explorados os efeitos funcionais das VE-MI nas células do hospedeiro e na microbiota. Isto incluirá a avaliação do impacto das VE em processos celulares chave, como modulação da resposta inflamatória, função da barreira epitelial (avaliada através da resistência elétrica transepitelial, TEER), migração celular e angiogénese. Adicionalmente, será investigado o papel das VE-MI na regulação da microbiota, determinando se promovem ou inibem o crescimento de bactérias comensais e patogénicas. A capacidade das VE de influenciar as interações hospedeiro-microbiota será fundamental para esclarecer o seu papel na manutenção da homeostase intestinal ou na contribuição para a patogénese das doenças.

Por fim, para estabelecer a relevância clínica dos biomarcadores das VE-MI, serão analisadas VE isoladas de amostras de sangue de indivíduos saudáveis e com disbiose. Esta validação permitirá determinar se os biomarcadores identificados in vitro também estão presentes em biofluidos, reforçando o seu potencial como indicadores sistémicos da saúde intestinal e de doenças associadas à microbiota. O estudo contribuirá para avançar o conhecimento sobre o papel das VE-MI na disbiose intestinal, fornecendo uma base para futuras investigações sobre VE derivadas da microbiota como elementos-chave nas interações hospedeiro-microbiota e potenciais biomarcadores para monitorização de doenças.