Notícia

Projetando dietas saudáveis com análise computacional

Fonte

Universidade de Tecnologia Chalmers

Data

terça-feira, 20 abril 2021 13:50

Áreas

Biotecnologia. Nutrição Clínica. Nutrição Coletividades

“As bactérias intestinais têm um papel importante a desempenhar na saúde e no desenvolvimento de doenças, e nosso novo modelo matemático pode ser extremamente útil nessas áreas”, disse o Dr. Jens Nielsen, professor de Biologia de Sistemas liderou a pesquisa da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia,  publicada na revista científica PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

O novo artigo descreve o desempenho do modelo matemático ao fazer previsões relacionadas a dois estudos clínicos anteriores, um envolvendo bebês suecos e outro adultos obesos na Finlândia.

Os estudos envolveram medições regulares de indicadores de saúde, que os pesquisadores compararam com as previsões feitas a partir de seu modelo matemático – o modelo provou ser altamente preciso na previsão de múltiplas variáveis, incluindo como uma mudança de alimentos líquidos para sólidos em bebês suecos afetou a composição bacteriana intestinal.

Eles também mediram como as bactérias intestinais dos adultos obesos mudaram após uma mudança para uma dieta mais restrita. Novamente, as previsões do modelo provaram ser confiáveis ​​e precisas.

“São resultados muito encorajadores, que podem permitir um projeto computacional para um sistema muito complexo. Nosso modelo poderia, portanto, ser usado para criar dietas saudáveis ​​personalizadas, com a possibilidade de prever como a adição de bactérias específicas como novos probióticos poderia impactar a saúde de um paciente “, disse o Dr. Jens Nielsen.

Muitos fatores em jogo

Há muitas coisas diferentes que afetam o modo como as diferentes bactérias crescem e funcionam no sistema intestinal. Por exemplo, quais outras bactérias já estão presentes e como elas interagem entre si, bem como interagem com o hospedeiro – ou seja, nós. As bactérias também são afetadas por seus fatores ambientais, como a dieta que consumimos.

Todas essas variáveis ​​permitem estimar o efeito que a adição de bactérias ou alterações na dieta terá. É preciso primeiro entender como essas bactérias provavelmente agem quando entram no intestino ou como uma mudança na dieta afetará a composição intestinal. Eles serão capazes de crescer lá ou não? Como eles irão interagir e possivelmente afetar as bactérias que já estão presentes no intestino? Como as diferentes dietas afetam o microbioma intestinal?

“O modelo que desenvolvemos é único porque leva em conta todas essas variáveis. Ele combina dados sobre as bactérias individuais e também como elas interagem. Ele também inclui dados sobre como o alimento viaja pelo trato gastrointestinal e afeta as bactérias ao longo do caminho em seus cálculos. Este último pode ser medido examinando amostras de sangue e observando os metabólitos, os produtos finais que são formados quando as bactérias quebram diferentes tipos de alimentos ”, disse o Dr. Jens Nielsen.

Os dados para construir o modelo foram coletados de muitos anos de estudos clínicos pré-existentes. À medida que mais dados são obtidos no futuro, o modelo pode ser atualizado com novos recursos, como descrições de respostas hormonais à ingestão alimentar.

Um grande ativo em potencial para a saúde no futuro

A pesquisa sobre dieta e microbioma humano, ou composição bacteriana intestinal, é um campo de pesquisa que desperta grande interesse, tanto entre pesquisadores quanto entre o público em geral.

O Dr. Jens Nielsen explica porquê: “Mudanças na composição bacteriana podem estar associadas ou significar um grande número de doenças, como obesidade, diabetes ou doenças cardiovasculares. Também pode afetar a forma como o corpo responde a certos tipos de tratamentos contra o câncer ou dietas especialmente desenvolvidas.”

Trabalhar com a composição bacteriana, portanto, oferece o potencial de influenciar o curso das doenças e da saúde geral. Isso pode ser feito por meio de tratamento com probióticos – bactérias cuidadosamente selecionadas que se acredita que contribuem para a melhoria da saúde.

Em trabalhos futuros, o Dr. Jens Nielsen e seu grupo de pesquisa usarão o modelo diretamente em estudos clínicos. Eles já estão participando de um estudo junto com o Hospital Universitário Sahlgrenska, na Suécia, onde mulheres idosas estão sendo tratadas para osteoporose com a bactéria Lactobacillus reuteri. Verificou-se que algumas pacientes respondem melhor ao tratamento do que outras, e o novo modelo poderia ser usado como parte da análise para entender por que isso acontece.

O tratamento do câncer com anticorpos é outra área em que o modelo pode ser usado para analisar o microbioma, ajudando a compreender seu papel em por que alguns pacientes respondem bem à imunoterapia, e outros nem tanto.

Isso seria um recurso incrível se nosso modelo pudesse começar a identificar bactérias que poderiam melhorar o tratamento de pacientes com câncer. Acreditamos que pode realmente fazer uma grande diferença aqui ”, disse o Dr. Jens Nielsen.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Tecnologia Chalmers (em inglês).

Fonte: Susanne Nilsson Lindh and Joshua Worth, Universidade de Tecnologia Chalmers. Imagem: Freepik, arte.

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