Carboxymethylcellulose ameliorates high-fat diet-associated colitis through the reduction of deoxycholic acid and restoration of mitochondrial complex I in macrophages

A colite ulcerativa é uma condição crônica em que o revestimento do intestino grosso torna-se inflamado, causando dor, sangramento e diarreia frequente. Embora a causa exata permaneça um enigma, os cientistas sabem que o que as pessoas comem desempenha um papel importante no comportamento da doença. Nos últimos anos, dietas ricas em gordura foram associadas a um maior risco de desenvolver esta condição e de agravá-la. Uma das formas pelas quais uma dieta rica em gordura prejudica o intestino é alterando a química dentro do intestino. Especificamente, ela incentiva o corpo a produzir mais uma substância chamada ácido deoxicólico. Embora esta substância seja uma parte normal da digestão, o excesso dela atua como um veneno para o revestimento intestinal, desencadeando células imunológicas para atacar o tecido e causando inflamação severa. Encontrar uma maneira de reduzir este ácido sem causar outros problemas tem sido um desafio difícil para os médicos.

Pesquisadores da Universidade de Sichuan descobriram uma solução surpreendente escondida em um aditivo alimentar comum. A carboximetilcelulose, ou CMC, é uma substância encontrada em muitos alimentos processados, usada para torná-los suaves e mantê-los frescos. Por muito tempo, os cientistas estiveram incertos se este aditivo ajuda ou prejudica as pessoas com doenças intestinais. Alguns estudos sugeriram que ele poderia piorar a inflamação, enquanto outros indicaram que poderia ser inofensivo. No entanto, ninguém havia analisado como ele funciona especificamente quando uma pessoa está consumindo uma dieta rica em gordura. A equipe partiu para testar se este ingrediente cotidiano poderia acalmar o intestino quando os níveis de gordura estão altos. Eles descobriram que o CMC faz mais do que apenas ficar parado no trato digestivo; ele altera ativamente o ambiente dentro do intestino para interromper a produção do ácido nocivo.

Para entender como isso funciona, os pesquisadores primeiro observaram pessoas reais com colite ulcerativa. Eles questionaram os pacientes sobre seus hábitos alimentares e descobriram que aqueles que estavam atualmente sofrendo um surto tendiam a comer mais gordura do que aqueles que estavam se sentindo melhor. Isso confirmou que a ingestão de gordura está estreitamente ligada ao quão ativa é a doença. Eles então passaram para camundongos para testar a mecânica. Alimentaram alguns camundongos com uma dieta rica em gordura e deram a eles um produto químico que causa colite. Como esperado, a dieta rica em gordura tornou a doença muito pior. Os camundongos perderam mais peso, tiveram uma inflamação muito mais severa e seus intestinos estavam cheios de altos níveis de ácido deoxicólico.

Quando os pesquisadores adicionaram CMC à água de beber desses camundongos, a situação mudou dramaticamente. Os camundongos que receberam o aditivo permaneceram mais saudáveis, mantiveram seu peso e tiveram muito menos inflamação em seus intestinos. A chave para essa melhora foi o nível de ácido deoxicólico. Nos camundongos que receberam CMC, a quantidade deste ácido nocivo caiu significamente. Ela caiu de um nível alto e danoso para um nível muito mais baixo e seguro. Os pesquisadores queriam saber se o CMC estava simplesmente absorvendo o ácido como uma esponja ou se estava impedindo que o ácido fosse produzido em primeiro lugar. Eles testaram isso misturando CMC com gordura em uma placa de laboratório e descobriram que a estrutura química da gordura não mudou. Isso significava que o CMC não estava neutralizando diretamente o ácido. Em vez disso, estava trabalhando através das minúsculas bactérias que vivem no intestino.

O intestino é o lar de trilhões de bactérias, e esses micróbios são responsáveis por transformar ácidos biliares normais em secundários, como o ácido deoxicólico. Os pesquisadores descobriram que a dieta rica em gordura fez com que um tipo específico de bactéria, chamada Bacteroides acidifaciens, se multiplicasse. Esta bactéria é uma fábrica para o ácido nocivo. Quando os camundongos receberam CMC, a população desta bactéria específica caiu drasticamente. Com menos dessas bactérias por perto, o intestino parou de produzir tanto ácido deoxicólico. Os pesquisadores confirmaram isso ao dar a bactéria diretamente aos camundongos; aqueles que receberam as bactérias vivas ficaram mais doentes, enquanto aqueles que receberam as bactérias após terem sido aquecidas e mortas não ficaram. Isso provou que as bactérias vivas eram o problema, e o CMC funcionava mantendo seus números baixos.

Mas por que ter menos deste ácido ajuda o intestino a cicatrizar? A resposta reside nas células imunológicas que patrulham o intestino. Quando o intestino está inflamado, um tipo de glóbulo branco chamado macrófago muda sua forma e comportamento para se tornar um atacante. Esses atacantes, conhecidos como macrófagos M1, liberam substâncias químicas que danificam o tecido. Os pesquisadores descobriram que, nos camundongos com altos níveis de ácido deoxicólico, essas células atacantes estavam por toda parte. No entanto, quando os níveis de ácido foram reduzidos pelo CMC, essas células pararam de agir como atacantes. Elas retornaram a um estado mais calmo.

Para ver como isso aconteceu, os cientistas olharam dentro das próprias células. Eles descobriram que os altos níveis de ácido deoxicólico estavam danificando as usinas de energia das células imunológicas, chamadas mitocôndrias. Essas usinas de energia são responsáveis por gerar energia. Quando elas são danificadas, as células mudam para uma forma menos eficiente de produzir energia, o que as gatilha para se tornarem atacantes irritados. Os pesquisadores descobriram que, quando o CMC reduziu os níveis de ácido, as usinas de energia nas células imunológicas foram reparadas. Elas começaram a trabalhar eficientemente novamente, produzindo energia de uma forma que mantinha as células calmas e impedia que elas atacassem o revestimento intestinal.

A equipe foi um passo além para provar que esse reparo de energia era essencial. Eles criaram camundongos que não possuíam uma parte específica do maquinário da usina de energia em suas células imunológicas. Nestes camundongos, mesmo quando o CMC reduzia os níveis de ácido, as células imunológicas não conseguiam reparar suas usinas de energia. Como resultado, o CMC não ajudou os camundongos a melhorar; eles ainda sofriam de colite severa. Isso mostrou que a capacidade de consertar a produção de energia da célula era o passo crítico que permitia que o CMC funcionasse.

O estudo também comparou o CMC com um medicamento padrão usado para ligar ácidos biliares, chamado colestiramina. Os pesquisadores descobriram que o CMC funcionou tão bem quanto este medicamento na redução da inflamação causada por uma dieta rica em gordura. Isso é significativo porque o CMC é um aditivo alimentar geralmente considerado seguro, enquanto o medicamento pode ter efeitos colaterais e nem sempre é bem tolerado. As descobertas sugerem que, para pessoas com uma dieta rica em gordura, este aditivo comum pode, de fato, ajudar a proteger o intestino ao remodelar a comunidade bacteriana e reduzir os níveis de ácidos nocivos.

Embora o estudo tenha sido conduzido em camundongos e pacientes humanos, os resultados apontam para uma nova maneira de pensar sobre comida e saúde intestinal. Mostra que o efeito de um aditivo alimentar pode depender inteiramente do que mais está sendo comido. Em uma dieta normal, o CMC pode ter efeitos diferentes, mas em uma dieta rica em gordura, ele atua como um escudo. Ao reduzir os níveis de um ácido específico através das bactérias intestinais, ele permite que o sistema imunológico se acalme e pare de atacar o corpo. Esta descoberta oferece um caminho potencial para o manejo da colite em pessoas que lutam contra dietas ricas em gordura, transformando um ingrediente simples em uma ferramenta para a cura.