Celulose acetilada: um novo prebiótico contra o ganho de peso via microbiota

Cientistas do RIKEN, em colaboração com grupos da Universidade de Tóquio e da Universidade de Kyoto liderados pelo Dr. Tadashi Takeuchi, publicaram na Cell Metabolism a primeira avaliação abrangente da celulose acetilada (AceCel) como um prebiótico que pode limitar significativamente o ganho de peso em camundongos por meio da modulação da microbiota intestinal e do metabolismo de nutrientes.

Por que AceCel?

Os prebióticos tradicionais (inulina, oligofrutose) alimentam uma ampla gama de bactérias, mas não seletivamente. AceCel é uma celulose à qual os substituintes acetil estão covalentemente ligados a 1/3 dos grupos hidroxila, criando um substrato apenas para bactérias hermenêuticas específicas, principalmente Bacteroides thetaiotaomicron, capazes de clivar ligações acetiladas.

Desenho experimental

1. Composição da dieta: Camundongos com uma dieta de 60% de gordura (modelo DIO) foram suplementados com 5% de AceCel, enchimento de celulose equimolar não tratado ou nenhum aditivo.
2. Monitoramento de peso e metabolismo: peso corporal, comportamento alimentar, OGTT e medidas de resistência à insulina foram monitorados por 8 semanas.
3. Microbiota: sequenciamento de rRNA 16S de fezes em 2, 4 e 8 semanas.
4. Mecanismo: Camundongos gnotobióticos privados de microbiota foram então colonizados com B. thetaiotaomicron, com e sem AceCel.
5. Metabolômica e transcriptômica hepática e intestinal: medição de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), acetato e transcrições de genes-chave envolvidos no metabolismo de carboidratos e lipídios.

Principais resultados

• Limitação do ganho de peso: Ao longo de 8 semanas, os ratos que tomaram AceCel ganharam apenas 8% do seu peso corporal, em comparação com 30% nos controles e 28% na celulose normal.
• Melhora do perfil glicêmico: AUC diminuiu 25% (p<0,01), HOMA-IR caiu 30% (p<0,05).
• Microbiota:
  • AceCel induziu um aumento de 10 vezes em B. thetaiotaomicron na semana 4 e inibiu o crescimento de Firmicutes.
  • Experimentos gnotobióticos confirmaram que, sem B. thetaiotaomicron, o efeito do AceCel é perdido, destacando o papel crítico desta espécie.

• SCFA e ânion acetato:

  • Os níveis de acetato fecal aumentaram em 40% (p<0,01), mas as concentrações sistêmicas diminuíram, indicando aumento da captação bacteriana.

• Metabolismo hepático:

  • A transcriptômica mostrou uma diminuição na expressão de Gck e Pklr (enzimas glicolíticas) e um aumento de Cpt1a e Ppara (β-oxidação de gorduras).
  • O perfil lipídico hepático foi caracterizado por uma diminuição de 35% nos triglicerídeos (p<0,05).

“AceCel demonstra uma nova maneira não apenas de alimentar a microbiota, mas de fazê-la 'roubar' carboidratos do hospedeiro e, assim, redirecionar o equilíbrio energético”, comenta o Dr. Takeuchi.

Segurança e Perspectivas

• Dados experimentais não revelaram resposta inflamatória no intestino ou fígado e não alteraram parâmetros de função orgânica (ALT, AST).
• Próximos passos: estudos clínicos em humanos para avaliar tolerabilidade, efeitos na microbiota e metabolismo de carboidratos.
• Otimização da preparação: nível de acetilação, tamanho da fração e combinação com probióticos ( consumo de B. thetaiotaomicron?) estão sujeitos a investigação adicional.

No artigo, os autores fazem vários comentários importantes:

• Seletividade do mecanismo
  “O AceCel exibe um efeito prebiótico único: em vez de alimentar um amplo grupo de micróbios, ele seleciona uma cepa específica de Bacteroides thetaiotaomicron, redirecionando carboidratos do hospedeiro para o metabolismo microbiano”, observa o Dr. Tadashi Takeuchi, autor sênior do estudo.

• O Papel da Microbiota como "Competidora"
  "Nossos experimentos gnotobióticos mostraram claramente que, sem B. thetaiotaomicron, o AceCel não funciona. Isso destaca que os prebióticos podem agir aumentando a competição por nutrientes no intestino", explica o coautor Dr. Ikeda.

• Potencial para Humanos
  “Embora observemos um efeito potente em camundongos, é importante testar a tolerabilidade e a dinâmica metabólica do AceCel em humanos”, afirma o Dr. Sato. “Os próximos ensaios clínicos devem incluir análises aprofundadas da microbiota e da metabolômica dos pacientes.”

• Segurança
  “Não houve evidência de inflamação ou dano tecidual nos intestinos ou no fígado em nossos modelos pré-clínicos, o que justifica o avanço para os testes em humanos”, acrescenta o Dr. Nakamoto.

Esses comentários destacam que o AceCel é um prebiótico promissor de última geração, mas sua tradução clínica requer avaliação cuidadosa da segurança e dos mecanismos de ação em humanos.

A AceCel está abrindo caminho para uma nova geração de prebióticos que agem não apenas estimulando bactérias benéficas, mas também capturando competitivamente substratos de nutrientes, abrindo a perspectiva de terapia microbiana-nutriente de precisão para obesidade e síndrome metabólica.