Bactérias intestinais transformam esteróis vegetais em sulfatos que se acumulam nos tecidos de camundongos em envelhecimento

O corpo absorve apenas cerca de 5% dos fitosteróis da dieta, em comparação com aproximadamente 50% do colesterol dietético, em grande parte porque os transportadores ABCG5/ABCG8 exportam os fitosteróis das células intestinais de forma eficiente. Mutações nesses transportadores estão associadas ao acúmulo anormal de fitosteróis e a distúrbios que incluem aterosclerose prematura. Este estudo examinou se as bactérias intestinais alteram o metabolismo dos fitosteróis por meio da sulfatação e se os metabólitos resultantes se acumulam nos tecidos de camundongos.

Os pesquisadores reanalisaram conjuntos de dados de lipidômica não direcionada já publicados e realizaram experimentos com culturas bacterianas e enzimas. Nas fezes de camundongos livres de germes de 2 meses, em comparação com camundongos livres de patógenos específicos (SPF), com três animais por grupo, o sulfato de sitosterol (SIS) e o sulfato de estigmasterol foram reduzidos em 98,2% e 99,2%, respectivamente. O sulfato de campesterol caiu 87,4%, e o sulfato de coprostanol caiu 64,6%. O sulfato de colesterol não foi reduzido de forma significativa, o que sugere uma contribuição microbiana pequena para o sulfato de colesterol fecal nessas condições. O SIS, o sulfato de campesterol, o sulfato de estigmasterol e o sulfato de coprostanol também foram significativamente reduzidos após o tratamento com antibióticos. O sulfato de brassicasterol foi detectado nesse conjunto de dados fecais.

Seis das dez espécies de Bacteroidota testadas produziram tanto sulfato de colesterol quanto SIS em culturas suplementadas com esteróis: Parabacteroides goldsteinii, P. johnsonii, Bacteroides uniformis, B. fragilis, B. caccae e B. thetaiotaomicron. Cada uma possuía um homólogo de sult com 75–98% de identidade de sequência de aminoácidos com a proteína de consulta de P. merdae. A expressão desses homólogos em E. coli possibilitou a produção de SIS. As outras quatro espécies não produziram nenhum dos dois metabólitos, e nenhum homólogo correspondente foi detectado nas buscas relatadas.

Sulfotransferases bacterianas, de camundongo e humanas purificadas produziram SIS, mas suas preferências relativas por substrato diferiram. Com a quantidade de sulfato de colesterol de cada enzima normalizada para 100%, a produção de SIS foi de 51,6% para a Sult de B. thetaiotaomicron, 19,5% para a Sult2b1b de camundongo e 11,4% para a SULT2B1b humana. Essas são quantidades relativas de produto, e não porcentagens de conversão do substrato nem taxas cinéticas.

O resumo relata que o SIS se acumulou nos tecidos de camundongos de maneira dependente da microbiota e da idade, enquanto os fitosteróis não conjugados ficaram, em sua maioria, indetectáveis. A seção de resultados sobre tecidos disponível descreve uma análise de camundongos machos de 19 meses, mas termina antes dos resultados detalhados sobre o SIS. Portanto, ela não permite verificar o número de tecidos positivos para SIS, as concentrações específicas por tecido nem a magnitude dos aumentos relacionados à idade.

Os achados identificam uma via microbiana que altera o metabolismo dos fitosteróis e sua distribuição nos tecidos. Eles não estabelecem que o SIS afete o envelhecimento, a expectativa de vida ou doenças. Seus efeitos fisiológicos em camundongos e em humanos permanecem em grande parte desconhecidos, e o texto fornecido não relata detecção no plasma humano nem associação com a doença de Crohn. A comparação fecal usou grupos pequenos, o painel bacteriano abrangeu dez espécies, e o texto-fonte truncado limita a avaliação dos experimentos em tecidos e de outras limitações.