O microbioma intestinal de bebês oscila em um ritmo circadiano, mesmo quando cultivado fora do corpo. Pesquisadores relatam na revista Cell Host & Microbe que esse ritmo já é detectável duas semanas após o nascimento, mas se torna mais pronunciado com o avanço da idade. As descobertas são resultado de um estudo clínico randomizado e controlado que também mostrou que a alimentação tem menos influência no desenvolvimento e na composição do microbioma infantil do que se pensava anteriormente.

A alimentação tem pouco efeito sobre o crescimento dos bebês ou as diferenças em seu microbioma intestinal

Os pesquisadores, liderados pelo primeiro autor e especialista em microbioma Dirk Haller, da Universidade Técnica de Munique, descobriram que o ecossistema microbiano desenvolve esses ritmos circadianos logo no início da colonização. Os especialistas já haviam demonstrado esses ritmos em adultos, mas não tinham certeza de quando esses mecanismos aparecem pela primeira vez. Embora a alimentação tenha tido apenas uma influência mínima no desenvolvimento do microbioma intestinal dos bebês, os pesquisadores demonstraram que a idade desempenha um papel mais importante. A nutrição tem influência, mas menor do que o envelhecimento do intestino. Ao compararem bebês amamentados e aqueles alimentados com fórmula, as diferenças na colonização do microbioma foram mínimas.

Em um estudo randomizado e controlado, os pesquisadores compararam o desenvolvimento do microbioma de bebês que foram alimentados exclusivamente com leite materno com o de bebês que receberam diferentes tipos de fórmula infantil: Fórmula infantil sem suplementos, fórmula infantil com bactérias derivadas do leite materno (bifidobactérias), fórmula infantil com açúcares que imitam o leite materno (galacto-oligossacarídeos, GOS) ou fórmula infantil com bifidobactérias e GOS. Um total de 210 bebês participou do estudo. Para acompanhar o microbioma dos bebês longitudinalmente, a equipe coletou amostras de fezes aos 0,5 mês, 1 mês, 3 meses, 7 meses e 12 meses, bem como aos 24 meses para um subgrupo de bebês. Eles também registraram o horário do dia em que a amostra de fezes foi coletada.

Os pesquisadores descobriram que a alimentação teve pouco efeito sobre o crescimento dos bebês ou sobre as diferenças no microbioma deles. Embora houvesse grandes diferenças, todos os bebês apresentaram um aumento gradual na diversidade de micróbios intestinais e, após 24 meses, não havia diferença perceptível entre os grupos. Ao compararem os diferentes tipos de fórmulas infantis, descobriram que a fórmula enriquecida com GOS teve um efeito mais favorável na promoção de níveis sustentados de bifidobactérias, em comparação com a fórmula que continha bifidobactérias.

As bactérias intestinais possuem um mecanismo intrínseco que permite uma espécie de adaptação ao ciclo diurno e noturno

No entanto, houve uma diferença significativa no perfil de metabólitos intestinais entre bebês alimentados exclusivamente com leite materno e aqueles alimentados com fórmula. O ambiente de metabólitos intestinais difere drasticamente entre bebês alimentados exclusivamente com leite materno e aqueles alimentados com fórmula, o que poderia ter um impacto fundamental na preparação metabólica e em muitos efeitos subsequentes. Portanto, pode-se concluir que o leite materno tem um efeito completamente diferente sobre o metabolismo no intestino do bebê.

Os pesquisadores também observaram flutuações rítmicas de 24 horas na abundância das diferentes espécies do microbioma. Quando coletaram micróbios de bebês e os cultivaram em cultura contínua no laboratório, as bactérias estabeleceram o mesmo ritmo circadiano — mesmo na ausência de luz externa ou de estímulos do hospedeiro. Embora ritmos circadianos já tenham sido observados anteriormente em microbiomas de adultos, esta é a primeira evidência de que as bactérias mantêm esses ritmos de forma independente. Quando isoladas, elas mantêm essas oscilações diurnas. Segundo os pesquisadores, isso é bastante surpreendente, pois sugere que as bactérias possuem um mecanismo intrínseco que permite algum tipo de adaptação ao ciclo diurno-noturno, o que poderia potencialmente lhes conferir uma vantagem na colonização do intestino humano.

Os cientistas planejam investigar mais a fundo os ritmos circadianos do microbioma em estudos futuros. Em particular, eles querem determinar se espécies bacterianas individuais mantêm seus ritmos quando isoladas, em vez de cultivadas em comunidades complexas, e procurar os genes que controlam esses ritmos. A próxima questão para eles é se conseguem identificar mecanismos nas bactérias que controlam seu comportamento circadiano.