O cocô não é nada menos do que um milagre científico. Ele ajuda os pesquisadores a entender as dietas dos dinossauros, rastrear a disseminação de doenças antigas e reconhecer infecções parasitárias. Fezes humanas frescas também fornecem uma janela direta para nossas entranhas e bilhões de criaturas microscópicas, que ajudam a digerir nossa comida, nos protegem contra doenças e até influenciam nosso humor.
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Essa foi a ideia que impulsionou Rob Knight, um dos pais fundadores da pesquisa microbiota intestinal, a iniciar o American Gut Project em 2012. Knight usou a plataforma de crowdfunding FundRazr para convencer mais de 9.000 voluntários a doar dinheiro primeiro, e depois enviar amostras de seu cocô pelo correio. Uma equipe de pesquisadores sondou essas amostras para DNA bacteriano para criar o primeiro censo dos cerca de 40 trilhões de bactérias que chamam nossas tripas de lar.
O que ele aprendeu foi revelador. Mas não importava o quão informativo, esclarecedor e absolutamente legal era o cocô, ainda havia algo faltando: de onde vêm todos esses trilhões de bactérias? Acontece que, na maior parte do tempo, estamos voluntariamente colocando-os em nossas bocas cerca de três vezes por dia. "Você recebe uma contribuição contínua de micróbios do seu ambiente - micróbios que você come na própria comida", diz Knight, diretor do Centro de Inovação de Microbiomas da Universidade da Califórnia, em San Diego.
Um dos mistérios desencadeados pelo American Gut Project foi o motivo pelo qual duas pessoas que afirmaram seguir a mesma dieta poderiam ter comunidades tão diferentes de micróbios intestinais. Para o estudo, os voluntários auto-relataram suas dietas, com a grande maioria seguindo dietas onívoras, e menos de 3%, cada uma identificando como "vegetariana" ou "vegana". Quando os pesquisadores analisaram os números, no entanto, não encontraram correlações discerníveis entre as comunidades intestinais e aquelas com dietas aparentemente semelhantes.
“As categorias de dieta eram completamente inúteis e não se relacionavam com as comunidades de microbioma, ” diz Knight.
Em outras palavras, as bactérias no cocô contavam uma história alimentar diferente das pessoas que faziam cocô. "Você pode ser um vegano que come principalmente couve, ou você pode ser um vegano que come principalmente batatas fritas", explica Knight. "Aqueles têm consequências totalmente diferentes para o seu microbioma." Alguém pode afirmar ser um adepto obstinado da Dieta Paleo, ao que parece, mas os dados sugerem que o microbioma se lembra de todas as transgressões de sorvete da meia-noite.
Knight percebeu que os resultados do American Gut Project estavam faltando algo crucial: um mergulho mais profundo nos alimentos que comemos. Preencher essa lacuna significaria analisar toda a comida que entra e ver como ela se correlacionava com os padrões do que sai. Mas, embora a coleta de cocô fosse, em certo sentido, direta - cada pessoa "submete uma amostra" da mesma maneira - calcular todos os muitos alimentos que as pessoas comem seria muito mais ambicioso.
Toda vez que você ingerir, você muda a paisagem interior de você. Como a maior parte das bactérias no microbioma vive no intestino, quando nos alimentamos, também as alimentamos. A química do que comemos, seja frita ou couve, altera a paisagem química do intestino, tornando-a mais aconchegante para alguns e menos hospitaleira para os outros.
Fica mais animado. Como os micróbios estão em toda parte - na mesa, no ar, na superfície do bolinho que você deixou no balcão -, você também está adicionando novos micróbios à mistura. Alguns passear pelo seu corpo como turistas educados. Outros ficam por perto e interagem com os locais. Cada mordida tem o potencial de alterar o microbioma e, subsequentemente, a saúde humana. Mas os pesquisadores ainda não descobriram como.
Isso porque, até agora, não tínhamos a plataforma para embarcar no enorme esforço de coletar e analisar amostras de alimentos de todo o mundo. Graças ao American Gut Project, Knight e sua equipe não estão começando do zero. Inicialmente, os pesquisadores planejam coletar 1.000 amostras de cada tijolo da pirâmide alimentar familiar, e então elas serão abertas para que o público apresente os alimentos que eles estão curiosos.
Juntamente com Knight, o projeto microbiome alimentar é liderado pela microbiologista Rachel Dutton, que usa o queijo como sistema modelo para entender as comunidades microbianas e a fermentação, e Pieter Dorrestein, que estuda a química das interações biológicas entre micróbios, ambos no Center for Microbiome Innovation. . Eles pretendem lançar essa iniciativa de crowdsourcing antes do final do ano.
"Nós sabemos sobre a contagem de calorias e sobre diferentes grupos de alimentos, mas o mundo inteiro das moléculas e dos micróbios em nossa comida é uma caixa preta", diz Julia Gauglitz, pesquisadora de pós-doutorado no centro que irá dirigir o projeto. Como diz o velho ditado, "somos o que comemos", diz ela. E, no entanto, quando você chega ao nível microscópico, "sabemos muito pouco sobre o que estamos consumindo".
Os outros pesquisadores da “caixa preta” querem investigar a composição química dos alimentos. Acontece que há muito mais do que está listado no rótulo de informações nutricionais: com técnicas convencionais, apenas gorduras, açúcares e vitaminas podem ser medidos, "mas isso é apenas uma pequena fração do peso total dos alimentos", diz Dorrestein. Poderíamos estar negligenciando novos antioxidantes, compostos de combate ao câncer ou até mesmo antibióticos clandestinos.
Usando espectrômetros de massa - basicamente balanças extravagantes que são precisas o suficiente para pesar moléculas individuais - Dorrestein pode deduzir a composição química dos alimentos em um nível nunca antes alcançado. Enquanto as amostras de comida chegam, Gauglitz estará esperando no laboratório. Ela vai tomar, digamos, uma barra de granola, extrair todo o material genético dos micróbios que o colonizam e depois usar o sequenciamento de DNA para descobrir as identidades das criaturas.
Ela então vai dar uma mordida naquela barra de granola através do espectrômetro de massa para separar cada molécula de que é feita. No final, ela ficará com uma receita de barra de granola muito detalhada. Essas moléculas compõem a paisagem onde os micróbios alimentares vivem e provavelmente influenciam quem está lá e o que eles fazem.
Perguntei a Gauglitz como ela distinguiria entre a composição química dos micróbios que vivem na barra de granola e os produtos químicos produzidos pelos micróbios. "Eu mudaria seu pensamento um pouco", diz Gauglitz, sua voz crescente filosófica. "O que está intrinsecamente na barra de granola também são metabólitos microbianos." Dito de outra forma, a barra de granola são os micróbios.
Tudo o que comemos é o produto cumulativo da química e dos micróbios no solo onde foi cultivado, a fábrica onde foi processado e o que quer que tenha tocado antes de comê-lo. Por que isso é importante? Em última análise, a equipe espera, desmistificando os padrões microbianos em nossa alimentação, que nos ajudará a projetar melhor nossas dietas para melhorar nossa saúde e evitar doenças.
Knight traça um paralelo histórico para a descoberta de nutrientes essenciais. No último século, os pesquisadores descobriram que os alimentos processados industrialmente estavam esgotados em nutrientes. Ao adicionar artificialmente vitaminas e minerais de volta, as doenças de deficiência como o raquitismo e o beribéri foram largamente eliminadas do mundo ocidental. Da mesma forma, entender os efeitos do microbioma na saúde pode nos permitir engendrar os micróbios que faltam de volta às nossas refeições.
"É bastante provável que nossos estilos de vida modernos estejam eliminando muitos micróbios vivos que precisamos para manter a saúde", diz Knight. "Entender isso pode ser tão importante quanto a compreensão de que a vitamina C é necessária e garantir que todos tenham o suficiente".
A equipe já escolheu 1.000 alimentos para sua pesquisa inicial, incluindo alimentos básicos como pão e queijo. “Queremos incluir ingredientes alimentícios crus, qualquer tipo de fruta ou vegetais, carnes, salgadinhos, comida para bebês”, diz Gauglitz. Mas eles também querem comparar as comunidades microbianas em alimentos produzidos pela agricultura orgânica e convencional, bem como aprofundar os produtos que dependem da fermentação microbiana, como café, chocolate e salsicha.
O projeto também poderia resolver alguns dos mistérios médicos levantados pela pesquisa anterior de microbiomas. Por exemplo, alguns dos testes no American Gut Project peneiraram através de cada amostra fecal para quantidades vestigiais de antibióticos. Estranhamente, das pessoas que tinham antibióticos detectáveis em suas amostras, quase metade deles relataram não ter tomado antibióticos no último ano.
Dorrestein acredita que estes são antibióticos de segunda mão que absorvemos dos alimentos que comemos, aditivos ou coisas que sobraram da alimentação do gado. Isso é preocupante, porque sua presença pode levar à propagação de bactérias resistentes a antibióticos. Ao desmembrar a química de cada amostra, a equipe será capaz de descobrir se ele está certo e começar a descobrir o que essas sobras de drogas poderiam estar fazendo com nossas entranhas.
A valorização do poder do microbioma está crescendo, graças em parte a iniciativas como o American Gut Project e livros como I Contain Multitudes, de Ed Yong. Há até um campo crescente dedicado ao microbioma do ambiente construído e como nossas companheiras microscópicas que vivem no ar e em objetos inanimados interagem conosco. Os seres humanos não são únicos nesse sentido; Estudos de microbiomas em criaturas de recifes de corais a abelhas mostram que a saúde de qualquer organismo está intimamente ligada aos micróbios que o chamam de lar.
Como resultado, os micróbios estão começando a mudar sua reputação. Eles não são mais apenas ameaças em uma cultura avessa a germes. Na última década, “os nutricionistas reconheceram a importância para a saúde intestinal e para a saúde humana de ter micróbios saudáveis em nossos intestinos grosso e delgado”, diz Helena Pachón, cientista sênior de nutrição da Universidade Emory, que não está envolvida no projeto microbioma alimentar.
Pachón ressalta que, hoje, essas doenças históricas por deficiência a que Knight se refere foram superadas por aflições do século 21, como obesidade, diabetes e doenças cardíacas. "Há um termo chamado 'globesity'", diz Pachón. "O potencial que os micróbios poderiam ter a ver com isso é completamente inexplorado, e pode ser que eles estejam altamente relacionados".
Knight concorda. "Seria incrível criar um caminho através da comida para eliminá-los da mesma maneira que aquelas doenças crônicas há um século", diz ele. Para isso, "precisamos da ajuda de milhares de pessoas para juntar tudo".
