Mistérios dos intestinos resolvidos com um dispositivo que simula o ambiente intestinal
1º de novembro é o Bifidus Yogurt Day. O dia foi estabelecido pela Morinaga Milk Industry Co., Ltd., uma empresa que fabrica e vende leite, laticínios e outros produtos.
As bactérias intestinais que vivem em nossos intestinos têm uma relação próxima com as bactérias Bifidus e ácido láctico contidas no iogurte. Essas bactérias intestinais desempenham uma variedade de funções benéficas em nosso corpo e recentemente foi demonstrado que afetam até mesmo funções cognitivas e imunológicas. Enquanto isso, há muito que ainda é desconhecido sobre as bactérias intestinais. É necessário realizar experimentos e pesquisas dentro de um ambiente que se assemelhe aos intestinos humanos.
Portanto, em junho de 2023, Shimadzu Corporation iniciou as vendas de teste de um “dispositivo de cocultura de bactérias intestinais” que pode simular o ambiente dentro dos intestinos. O seguinte é de uma entrevista com Akira Sen, que trabalha na Seção de Pesquisa de Microbiota, Instituto de Pesquisa Inovadora, Divisão de P&D da Morinaga Milk Industry Co., Ltd.
- *As vendas de teste estão disponíveis apenas no Japão.
Não há oxigênio nos intestinos?
“Embora o oxigênio seja essencial para a maioria das atividades humanas, na verdade quase não há oxigênio dentro dos intestinos, especialmente no intestino grosso. A maioria das bactérias intestinais morre se expostas ao oxigênio.”
Quando ingressou na Morinaga Milk, o Sr. Sen foi designado para testes clínicos para pesquisa de materiais e estava envolvido na investigação das propriedades funcionais de Bifidobacteria e bactérias do ácido láctico. Atualmente, ele está envolvido na observação da microbiota intestinal geral e na busca por novas propriedades funcionais e mecanismos correspondentes. Sua missão é responder à pergunta "As bactérias nos intestinos humanos estão vivas?"
Os intestinos humanos supostamente contêm mais de 100 trilhões de bactérias, consistindo de mais de 1000 tipos. * Acredita-se que as bactérias nos intestinos e as células na camada superficial dos intestinos (células epiteliais do trato intestinal) tenham um efeito mútuo entre si, produzindo uma grande variedade de metabólitos. Investigar os mecanismos envolvidos nesses processos requer cultivar bactérias e células simultaneamente (cocultura). As células epiteliais no trato intestinal requerem oxigênio para sobreviver, mas as bactérias intestinais morrerão se expostas ao oxigênio. Desnecessário dizer que é muito difícil cultivar artificialmente células e bactérias simultaneamente de maneira semelhante a um trato intestinal real. Um dia, enquanto ele estava envolvido em tal pesquisa, um colega no laboratório onde o Sr. Sen trabalhava contou a ele sobre o "dispositivo de cocultura de bactérias intestinais" de Shimadzu.
“Quando ouvi falar do dispositivo pela primeira vez, fiquei muito surpreso. A cocultura seria muito útil como uma tecnologia para pesquisar a interação mútua entre humanos e suas bactérias intestinais, mas eu tinha perdido a esperança de que tal tecnologia se tornaria disponível devido à dificuldade de realmente atingir a cocultura. Eu nunca imaginei que um dispositivo dedicado se tornaria disponível.”
A cocultura agora é possível selando um meio de cultura que contém oxigênio em um recipiente para que o meio entre em contato apenas com células epiteliais intestinais.
Publicação de um artigo não pretendido inicialmente
O Sr. Sen começou a usar o dispositivo em cooperação com o desenvolvimento da versão de teste do dispositivo de cocultura de bactérias intestinais.
No dispositivo, recipientes com células epiteliais intestinais e bactérias intestinais seladas dentro são colocados. Então, o meio de cultura bacteriana é periodicamente substituído por um meio fresco para evitar o crescimento excessivo de bactérias. Simular o ambiente intestinal dessa maneira permite a cocultura de células e bactérias em cerca de 3 dias. O Sr. Sen sentiu que "a unidade de teste foi capaz de replicar o ambiente dentro dos intestinos muito mais de perto do que eu imaginava". Gradualmente, ele começou a pensar que "talvez também pudesse ser usado para avaliar as interações entre metabólitos produzidos pelas células epiteliais intestinais e bactérias intestinais".
A verificação da solução de cultura do dispositivo revelou que a quantidade de metabólitos com efeitos imunorreguladores (como ácido indolelático) aumentou devido às bactérias intestinais (Bifidobacteria) agindo sobre os metabólitos produzidos pelas células epiteliais intestinais. Isso mostrou uma relação entre as células epiteliais intestinais e as bactérias intestinais mais claramente do que o esperado. Esses resultados foram publicados em um artigo incluído na edição de abril de 2023 do periódico científico Frontiers in Microbiology.
“Meu sentimento após publicar o artigo foi de gratidão. Fiquei muito feliz por ter recebido tanto apoio de pessoas envolvidas tanto dentro quanto fora da empresa.”
Co-cultura obtida pela criação de condições aeróbicas em áreas em contato com células epiteliais intestinais e condições anaeróbicas em áreas em contato com bactérias intestinais.
O Sr. Sen se interessa por metabólitos desde que era estudante. Ele já estava usando instrumentos analíticos e de medição Shimadzu, então ficou surpreso ao saber que tal dispositivo de cocultura existia.
“Eu tinha a impressão de que os dispositivos Shimadzu eram usados principalmente para aplicações químicas, e eu não percebi que Shimadzu também estava envolvida nas ciências da vida. Durante este projeto, as muitas discussões com os engenheiros Shimadzu me permitiram testemunhar seu processo de fazer pequenas melhorias de forma constante, mesmo para especificações detalhadas. Isso aprofundou minha impressão da Shimadzu como um fabricante que valoriza o que os usuários sentem sobre o uso de seus produtos.”
Oferecendo produtos de forma convincente
O Sr. Sen diz que seu objetivo é descobrir como aplicar os resultados experimentais aos produtos da Morinaga Milk.
“As funções das bactérias intestinais replicadas em tubos de ensaio ainda diferem significativamente dos fenômenos reais no corpo. Por exemplo, mesmo que componentes benéficos para manter a saúde sejam descobertos em laboratório, permanece incerto se eles realmente serão benéficos no corpo, onde fatores complexos interligados estão envolvidos. Ainda precisamos desenvolver um método in vivo para verificar o quão próximas essas condições de laboratório se aproximam das condições reais dentro dos intestinos. Além disso, precisamos aplicar esses resultados de pesquisa para o desenvolvimento de produtos o mais rápido possível.”
Tratando a microbiota intestinal como um órgão que pode ser alterado
“Como a microbiota intestinal pode afetar vários aspectos da saúde, ela pode ser considerada um órgão do corpo. Nossa microbiota intestinal está constantemente mudando devido aos fortes efeitos dos alimentos que comemos. Normalmente, se um órgão não está funcionando corretamente ou é afetado por um distúrbio congênito, ele deve ser tratado com medicamentos. Da mesma forma, nossa microbiota intestinal pode ser alterada modificando nossos hábitos alimentares ou de estilo de vida. Esse ponto tem sido muito atraente para mim e é a razão pela qual continuo meu trabalho de pesquisa.”
O senso de curiosidade do Sr. Sen nunca para. Junto com seus colegas, ele visa contribuir para a saúde das pessoas. É por isso que Shimadzu, que é operada com base no princípio de gestão “Realizando Nossos Desejos para o Bem-estar da Humanidade e da Terra”, está apoiando o Sr. Sen em seu desafio de resolver os mistérios das bactérias intestinais.
O Sr. Sen (à esquerda) e seu colega Sr. Nishimura que participou da entrevista
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