A engenheira química Stephanie Culler tinha apenas 13 anos quando ambas as suas avós morreram de câncer dentro de seis meses uma da outra. Confrontar a aleatoriedade cruel da doença é difícil para qualquer adolescente, mas Culler ficou ainda mais confusa com um cartaz da American Cancer Society na geladeira de seus pais.
"Essas boas escolhas alimentares podem ajudar a protegê-lo contra certos tipos de câncer", dizia o texto do cartaz que acompanhava 30 frutas e legumes lindamente fotografados.
Mas as avós de Culler, que tinham câncer de pulmão e o outro câncer de cólon, já comiam a maior parte desses alimentos. De fato, sua avó materna, uma imigrante do Irã, aderiu à tradicional cozinha persa de saladas picadas, vegetais grelhados e romãs que rivalizariam com qualquer dieta americana em pura glória anti-oxidante. Sua dieta também incluía alimentos fermentados amigáveis ao intestino, como iogurte caseiro e legumes em conserva. Tanto quanto Culler poderia dizer na época, suas avós deveriam ter sido poupadas.
O pôster na geladeira da família de Culler, e o elo sugerido entre dieta e câncer, acabaria por levá-la a um laboratório na divisão de startups da Johnson & Johnson, JLABS, onde ela geneticamente seqüencia amostras fecais. Culler e outros pesquisadores de oncologia esperam responder a uma das questões mais prementes na atual pesquisa sobre o câncer: a qualidade e a diversidade das bactérias intestinais humanas determinam se as pessoas responderão com sucesso ao tratamento do câncer?
"Quando analisamos as fezes de pacientes com câncer de mama e pulmão, descobrimos que bactérias importantes estavam faltando no microbioma", diz Culler. A ausência de certos micróbios intestinais, principalmente bactérias Firmicutes, poderia explicar por que os inibidores do ponto de verificação imunológico - drogas que bloqueiam proteínas benéficas ao câncer e ajudam a facilitar a resposta do sistema imunológico às células cancerígenas - não funcionam em alguns pacientes. "Acreditamos que essas bactérias são importantes para o sistema imunológico ser capaz de responder a essas drogas", diz Culler.
Juntamente com seu colega engenheiro químico Steve Van Dien, Culler fundou a Persephone Biome no verão de 2017 para estudar a relação entre bactérias intestinais e câncer. Batizada com o nome de Perséfone, a deusa grega da vegetação que aparece na primavera e volta para o submundo após a colheita, a empresa de Culler está se preparando para testes clínicos que testarão micróbios específicos do intestino para ver se eles melhoram a função dos inibidores de pacientes com câncer de pulmão de não pequenas células. (Um segundo produto se concentrará na terapia celular CAR-T, que usa células imunológicas próprias dos pacientes que foram geneticamente modificadas para tratar o câncer.)
"Nosso objetivo é criar terapias para converter os não-respondedores em respondedores", diz Culler, referindo-se aos pacientes que respondem ou não aos inibidores de checkpoint. Sua empresa espera desenvolver uma mistura de bactérias intestinais selecionadas que possam ser tomadas em forma de pílula para curar os microbiomas dos pacientes, que podem ser danificados por antibióticos e dieta pobre, como ela discutiu recentemente em uma palestra no TEDx San Diego.
"Mesmo as pessoas saudáveis podem estar sentindo falta desses micróbios intestinais, mas os pacientes com câncer e as pessoas com sistema imunológico comprometido são mais propensos a sentir falta deles", diz Culler. "Queremos devolvê-los."
Embora pelo menos 70 por cento das células imunológicas residam no intestino - muitas vezes chamado de "segundo cérebro" - os cientistas não se interessaram particularmente pelo microbioma humano até 2005. Um artigo inovador publicado naquele ano sugeriu que ratos obesos tinham diferentes bactérias intestinais do que ratos finos. Desde então, pesquisadores exploraram a idéia de trocar as bactérias intestinais humanas e até mesmo usaram transplantes fecais de microbiota (freqüentemente chamados de “pílulas de cocô”, embora sejam geralmente administrados como líquidos) para tratar com sucesso pessoas que sofrem de doença inflamatória intestinal. . (No entanto, eles ainda não desenvolveram um suplemento de perda de peso transferindo as bactérias de pessoas invejáveis para as entranhas das massas adiposas.)
Durante a última década, houve uma onda de pesquisas explorando o papel do microbioma em tudo, desde depressão ao autismo até a doença de Parkinson. Estudar o microbioma pode ajudar a determinar quais pacientes respondem a diferentes tipos de medicamentos para dor e coração, de acordo com Rob Knight, diretor fundador do Center for Microbiome Innovation da Universidade da Califórnia em San Diego. “Estamos extremamente interessados na interação entre alimentos, drogas e o microbioma intestinal”, diz Knight, que também co-fundou o American Gut Project, um esforço de ciência cidadã que coletou amostras fecais de mais de 11.300 participantes em 42 países.
Enquanto a conexão entre bactérias intestinais e saúde está se tornando mais clara, os cientistas têm lutado para manipular com sucesso o microbioma como uma forma de tratamento. “Sabemos mais do que nunca como o microbioma influencia a doença crônica”, diz Knight, “mas o que ainda não sabemos é como mudar seu microbioma em uma direção específica”. (Pesquisadores concordam, no entanto, que os probióticos não são o deus que algumas pessoas pensam que são.
No ano passado, três trabalhos de pesquisa publicados na Science abalaram o campo do câncer, mostrando que pode ser possível manipular o microbioma para afetar as respostas ao tratamento. Em uma série de experimentos interespécies "homem-encontra-ratos", uma equipe francesa transplantou bactérias intestinais humanas em camundongos de pacientes com câncer tratados com sucesso e pacientes que não responderam a inibidores de ponto de verificação. Duas semanas após as novas bactérias terem sido introduzidas nos intestinos dos roedores, os pesquisadores injetaram células cancerosas e inibidores de pontos de verificação a cada três dias por mais duas semanas. As drogas trabalharam para reduzir tumores em camundongos que receberam bactérias humanas de pacientes com câncer tratados com sucesso, enquanto as drogas não foram eficazes nos ratos que receberam bactérias de seres humanos que não responderam ao tratamento.
Equipes da Universidade de Chicago e da Universidade do Texas, MD Anderson Cancer Center, em Houston, conduziram experimentos semelhantes usando micróbios intestinais de pacientes com melanoma metastático que responderam bem a inibidores de pontos de verificação. Esses ratos também melhoraram. “Nós basicamente colocamos um pequeno tubo no esôfago do camundongo e colocamos na amostra do cocô. Ele reconstituiu o intestino do camundongo para que ele agora contivesse micróbios do paciente ”, diz Deepak Gopalakrishnan, um pesquisador de pós-doutorado e principal autor do estudo MD Anderson.
O próximo passo é ensaios clínicos com seres humanos. A equipe do MD Anderson está estudando a possibilidade de dar aos pacientes as bactérias intestinais ausentes na forma de esporos (que não precisam ser congelados como matéria fecal) de doadores com microbiomas favoráveis. Outro braço do estudo testará pílulas de cocô feitas a partir de bactérias de sobreviventes de câncer cujos tumores desapareceram depois de tomar os inibidores de ponto de verificação. E os pesquisadores também estão rastreando os estilos de vida dos pacientes, incluindo a produção e a ingestão de fibras, para conectar os pontos entre as taxas de resposta a medicamentos contra o câncer, a diversidade intestinal e a dieta.
"Sabemos que a dieta é importante, mas todo mundo quer saber qual é o segredo para mudar o microbioma para responder melhor ao tratamento do câncer", diz Jennifer Wargo, professora de cirurgia e medicina genômica da Universidade do Texas, que é coautora de um estudo. revisão da ciência microbioma no mês passado. "Nós simplesmente não sabemos disso ainda."
Nem Culler, que ainda se pergunta por que suas avós não responderam aos tratamentos de quimioterapia que estavam disponíveis em meados da década de 1990. No entanto, ela espera que as mesmas ferramentas de seqüenciamento genético que tornam possível observar nosso cocô e estudar as cepas de bactérias também forneçam uma maneira de diagnosticar melhor os tumores e escolher os tratamentos certos.
Enquanto isso, Culler se junta a um coro de pesquisadores tentando chamar a atenção para a maior barreira para suas pesquisas: falta de amostras de fezes. Os cientistas precisam de doações de pacientes com câncer, sobreviventes de câncer, pessoas com histórico familiar de câncer e todos os outros. "Estou sempre surpreso porque é tão difícil obter amostras", diz Culler. “As pessoas acham que é nojento e estão envergonhadas. Mas sou grato pela aceitação cultural do emoji do cocô para desestigmatizá-lo ”.
Culler até lançou o “Poop for the Cure”, um projeto de pesquisa que oferece cartões-presente de US $ 50 para amostras. “Espero que haja um dia em que coletar fezes seja tão rotineiro quanto coletar sangue. Até lá, precisamos que todos ajudem. ”
