Bacteroidota: las-o fără fibre și îți mănâncă mucoasa

Cere-i aproape oricui să sorteze bacteriile și vei primi două grămezi: cele bune din reclama la iaurt și cele rele de pe clanța ușii. Bacteroidota nu intră în niciuna dintre ele, iar asta nu este o eschivă diplomatică — este ce spune literatura publicată. Aceeași încrengătură care digeră partea din cină pe care tu nu o poți digera și care ajută la învățarea sistemului tău imunitar ce anume să tolereze este și grupul care apare în majoritatea infecțiilor anaerobe atunci când ajunge undeva unde nu ar trebui. Așa că hai să luăm avantajele și dezavantajele pe rând, cu studiul numit de fiecare dată.

Ce este, într-o singură frază

Bacteroidota este o încrengătură — o ramură foarte mare a arborelui bacterian — de bacterii gram-negative care nu fac spori și ai căror membri sunt specializați în descompunerea zaharurilor complexe. Membrii ei intestinali sunt anaerobi stricți; încrengătura cuprinde și linii din sol și din apă, care trăiesc în prezența oxigenului.

Specializarea aceea este firul roșu. O sinteză din 2019 despre biologia încrengăturii descrie trusa de unelte comună: membrii își împachetează enzimele active pe glucide în locusuri de utilizare a polizaharidelor, grupuri de gene care se aprind doar când zahărul potrivit este chiar de față, și împing acele enzime în afară printr-un sistem de secreție întâlnit în această încrengătură și practic nicăieri altundeva ⁴. Este o construcție eficientă. Nu face enzima până nu sosește masa.

Unde trăiește în tine

Mai ales în intestinul gros și în număr uriaș. Când Eckburg și colegii au cercetat 13.355 de secvențe de gene ARN ribozomal din mucoasa colonului și din scaunul a trei adulți sănătoși, în Science, în 2005 — una dintre primele încercări de a citi intestinul fără a mai încerca să crești ceva —, Bacteroidetes a ieșit ca una dintre cele două diviziuni care domină colonul sănătos ². Lucrările de mai târziu au găsit că această comunitate se așază într-un număr mic de configurații care se repetă, nu într-un gradient continuu: o analiză din Nature, din 2011, a identificat trei grupări robuste în cohorte din mai multe țări, una dintre ele condusă de Bacteroides ¹².

Încrengătura nu este numai intestinală. Rudele ei trăiesc în gură, în căile respiratorii și în vagin, iar în afara corpului este o încrengătură dominantă a solului, unde aceeași mașinărie enzimatică desface glicanii din plante și din ciuperci în loc de fibre alimentare ⁴.

Ce face pentru noi

Mănâncă ce tu nu poți. Propriul tău genom codifică un set subțire de enzime pentru glucide. Al lor este uriaș. Când Xu și colegii au publicat genomul complet al bacteriei Bacteroides thetaiotaomicron, în Science, în 2003, proteomul de 4.779 de proteine s-a dovedit a cuprinde o aparatură elaborată pentru a prinde și a desface polizaharidele alimentare altfel nedigerabile, plus un sistem mare de detectare care stabilește ce zahăr a sosit ³. Produsele de fermentație ale acestei munci — acizii grași cu lanț scurt — sunt combustibilul pe care merge mucoasa colonului tău.

Ajută la construirea sistemului imunitar. Aceasta este descoperirea care a schimbat felul în care domeniul vorbește despre comensali. Mazmanian și colegii au arătat în Cell, în 2005, că o singură moleculă de la Bacteroides fragilis, polizaharida A, conduce maturizarea sistemului imunitar al gazdei: colonizarea unor șoareci fără germeni cu această bacterie a corectat deficitele sistemice de limfocite T și dezechilibrele de limfocite T-helper și a călăuzit formarea organelor limfoide, în timp ce un mutant lipsit de acea polizaharidă nu a făcut-o ⁷. Un singur zahăr bacterian, făcând o muncă de dezvoltare pe care șoarecele nu o putea face singur.

Rezerva, spusă cu voce tare: erau șoareci fără germeni. Este o demonstrație curată a unui mecanism, nu o dovadă că vreo intervenție anume la om ar reproduce-o.

Ține bariera de mucus cinstită — dacă o hrănești. Desai și colegii, scriind în Cell, în 2016, au ținut niște șoareci purtând o comunitate intestinală umană definită pe diete fără fibre; lipsite de polizaharide vegetale, bacteriile s-au întors către glicoproteinele din mucusul gazdei ca sursă de hrană, stratul de mucus al colonului s-a erodat, iar animalele au devenit mult mai vulnerabile la un patogen al mucoasei ⁵. Organismele nu au devenit răuvoitoare. Au mâncat singurul substrat rămas.

Ce face împotriva noastră

În afara intestinului este un patogen serios. Sinteza Hannei Wexler din Clinical Microbiology Reviews este directă în privința aritmeticii: speciile de Bacteroides se găsesc în majoritatea infecțiilor anaerobe, cu o mortalitate asociată de peste 19 %, iar B. fragilis — care alcătuiește doar circa 0,5 % din flora colonului uman — este patogenul anaerob cel mai des izolat, din cauza factorilor lui de virulență, nu a numărului ⁶. Când peretele intestinal este străpuns prin operație, perforație sau traumă, un locuitor liniștit devine un abces.

Poartă o rezistență la antibiotice de temut. Aceeași sinteză notează că speciile de Bacteroides au cele mai multe mecanisme de rezistență la antibiotice și cele mai mari rate de rezistență dintre toți patogenii anaerobi, cu o rezistență clinică în creștere la cefoxitină, clindamicină, metronidazol, carbapeneme și fluorochinolone ⁶. Este un motiv de folosire chibzuită a antibioticelor, nu de teamă față de propriul tău colon.

Un tip de tulpină are un dosar oncologic. Unii B. fragilis poartă o genă pentru o toxină secretată. Wu și colegii au arătat în Nature Medicine, în 2009, că B. fragilis enterotoxigen, dar nu și forma netoxigenă, a declanșat colită și a indus puternic tumori de colon într-un model murin de neoplazie intestinală, printr-o cale inflamatorie Th17 care putea fi blocată prin neutralizarea interleukinei 17 ⁸. La oameni, Boleij și colegii au comparat biopsii de mucoasă de la 49 de pacienți cu neoplazie colorectală cu 49 de martori și au găsit gena toxinei pe 85,7 % dintre probele din stânga și pe 91,7 % dintre cele din dreapta ale cazurilor, față de 53,1 % și 55,5 % dintre biopsiile martorilor ⁹.

Rezerva, și este una mare: aceasta este o asociere într-un studiu mic, jumătate dintre martori purtau și ei gena, iar a purta o genă de toxină nu este același lucru cu a face cancer. Lucrarea pe șoareci arată că există un mecanism; cea pe oameni arată o corelație care merită studiată. Niciuna nu arată cauzalitate la om.

În gură, un singur membru rescrie toată încăperea. Porphyromonas gingivalis aparține acestei încrengături și este exemplul fondator al ipotezei patogenului-cheie, expusă în Nature Reviews Microbiology în 2012: un organism puțin numeros care provoacă boală nu depășind în creștere tot restul, ci refăcând o comunitate altfel binevoitoare într-una dăunătoare ¹⁰.

Numele: Bacteroidota, fost Bacteroidetes

Amândouă numele sunt corecte; unul este cel de azi. Până nu demult, rangul de încrengătură nu avea statut în codul oficial al nomenclaturii procariotelor. Odată ce l-a căpătat, Oren și Garrity au publicat descrieri oficiale care au dat statut valid la 42 de nume de încrengături în 2021, iar Bacteroidetes a fost regularizat ca Bacteroidota ¹. NCBI Taxonomy poartă încrengătura sub numele ei de azi, cu „bacteriile grupului CFB” trecute ca etichetă informală mai veche; identificatorul taxonomic este în panoul de entitate al acestei pagini. Dacă scotocești literatura, caută ambele forme — cele mai multe dintre lucrările clasice de mai sus au fost publicate sub cea veche.

Titlul cu „intestinul slab” și de ce să nu ai încredere în el

Probabil ai întâlnit afirmația că un raport Bacteroidetes–Firmicutes mare ar fi semnul unui intestin slab. Nu a rezistat. Sze și Schloss au adunat zece seturi de date independente în mBio, în 2016, și au găsit că, deși unele măsuri ale diversității se legau slab de obezitate, raportul Bacteroidetes–Firmicutes și abundențele fiecărei încrengături luate separat nu se legau deloc; modelele de învățare automată antrenate pe un set de date și testate pe celelalte au atins o acuratețe mediană de clasificare între 33,01 % și 64,77 %, iar diferența de diversitate Shannon între oamenii obezi și cei neobezi a fost de 2,07 % ¹¹.

Acesta este rezumatul cinstit al unui deceniu de titluri de ziar. Încrengătura contează enorm pentru felul în care lucrează intestinul tău. Pe dovezile de azi, nu este un buton pe care să îl citești de pe un test de scaun și să acționezi în funcție de el.