Cientistas do Departamento de Microbiologia Fundamental (DMF) da Universidade de Lausanne em Dorigny, liderados pelo professor Philipp Engel, embarcaram em um estudo intrigante usando abelhas ocidentais (Apis mellifera) para responder a uma questão fundamental sobre a microbiota intestinal: os hospedeiros fornecem nutrientes essenciais? às suas bactérias nativas, permitindo a colonização?
A pesquisa, publicada em Microbiologia da Natureza em 15 de janeiro de 2024, revela insights fascinantes sobre a relação simbiótica entre as abelhas e suas bactérias intestinais.
Microbioma simples
A abelha, conhecida pela produção de mel, apresenta um sistema de estudo da microbiota intestinal mais simples em comparação com os humanos, com um microbioma composto por apenas cerca de vinte espécies bacterianas.
No laboratório do grupo Engel, as abelhas são criadas sem bactérias intestinais e depois apresentadas a espécies bacterianas específicas para colonizar o seu intestino.
Snodgrassella alvi
Em seu estudo, o Dr. Andrew Quinn e o candidato ao doutorado Yassine El Chazli investigaram como as bactérias intestinais se comportam quando as abelhas são alimentadas apenas com água com açúcar, sem outros nutrientes. Eles se concentraram em uma bactéria específica, a Snodgrassella alvi, que não consegue metabolizar o açúcar, mas mesmo assim colonizou o intestino das abelhas nessas condições.
Como a pesquisa foi conduzida
Comprovar a hipótese de que as abelhas fornecem nutrientes essenciais diretamente ao S. alvi foi um desafio. Colaborando com a equipe do professor Anders Meibom, especialista em tecnologia NanoSIMS (Espectrometria de Massa de Íons Secundários em Nanoescala), eles conduziram um experimento utilizando glicose com isótopos 13C.
As abelhas foram então colonizadas com S. alvi, e os intestinos fixos foram examinados usando microscopia eletrônica e NanoSIMS. Este processo permitiu-lhes criar uma imagem 2D mostrando que as células de S. alvi foram enriquecidas em 13C, indicando que as abelhas estavam a sintetizar alimentos para as suas bactérias intestinais.
Novos insights críticos
Esta investigação destaca uma sinergia metabólica complexa entre as abelhas e a sua microbiota intestinal, que pode ser crucial para a compreensão da vulnerabilidade das abelhas às alterações climáticas, aos pesticidas ou a novos agentes patogénicos. Por exemplo, foi demonstrado que a exposição ao glifosato torna as abelhas mais suscetíveis a patógenos e reduz a abundância de S. alvi no intestino.
“Este é um exemplo maravilhoso de colaboração científica de ponta e verdadeiramente interdisciplinar”, disse Meibom. “Quando trabalhamos juntos desta forma, não há muitos ambientes acadêmicos no mundo que tenham mais a oferecer.”
Implicações mais amplas
Dr. Quinn, co-autor principal do estudo, sugere que esta abordagem poderia se estender a outros microrganismos intestinais, potencialmente alimentando-se de compostos derivados de seus hospedeiros. Ele especula ainda que estas descobertas podem explicar a natureza especializada e conservada da microbiota intestinal das abelhas. A investigação da equipa lança luz sobre o impacto potencial dos factores de stress ambientais no delicado equilíbrio entre as abelhas e as suas bactérias intestinais, o que pode contribuir para a sua crescente vulnerabilidade.
Assim, o estudo representa um avanço significativo na compreensão das complexas interações dentro dos ecossistemas da microbiota intestinal. Abre novos caminhos para a investigação sobre como funcionam mecanismos semelhantes noutras espécies, incluindo os seres humanos, e como estas interacções afectam a saúde geral e a resiliência dos organismos hospedeiros.
Esta investigação inovadora não só aprofunda a nossa compreensão das relações simbióticas na natureza, mas também sublinha a importância de preservar estes delicados ecossistemas no meio de crescentes desafios ambientais. Os conhecimentos obtidos com este estudo poderão levar a estratégias mais eficazes para proteger as populações de abelhas, que são cruciais para a biodiversidade e a produtividade agrícola em todo o mundo.
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