Vitamina B1 (Tiamina)

A via de biossíntese da vitamina B1 ou tiamina, é um processo metabólico pelo qual certas bactérias do microbioma intestinal produzem tiamina, um micronutriente essencial para o metabolismo energético celular. Esta vitamina de origem microbiana pode ser diretamente absorvida pelo hospedeiro a nível colónico. Além disso, a perda microbiana desta capacidade de síntese pode afetar o ecossistema microbiano.

Certas bactérias do nosso intestino são capazes de sintetizar a vitamina B1 (tiamina) a partir do zero. Este processo é realizado através de duas vias independentes que geram moléculas precursoras (denominadas HET-P e HMP-PP). Estes ramos convergem num passo final, onde enzimas específicas as combinam para dar origem à forma funcional da vitamina (monofosfato de tiamina). Com exceção de Firmicutes, vários filos bacterianos sintetizam monofosfato de tiamina, especialmente, Bacteroidetes e Fusobacteria.

Fatores externos, como uma dieta deficiente ou o uso prolongado de medicamentos, podem alterar a população destas bactérias produtoras e, consequentemente, reduzir os níveis de tiamina disponível. Esta escassez não só afeta a produção de energia no nosso cólon, como também altera a sobrevivência das bactérias benéficas que dependem deste suprimento, quebrando o equilíbrio do ecossistema.

A nível celular, a tiamina é um cofator indispensável para enzimas críticas que participam no metabolismo dos hidratos de carbono e na produção de energia (ATP), como a piruvato desidrogenase. A biosíntese constante pela nossa microbiota assegura um fornecimento direto no cólon. Aí, os colonócitos absorvem-na eficientemente através de transportadores de membrana específicos (como THTR-1 e THTR-2) para suprir as suas elevadas exigências energéticas.

No entanto, o impacto desta vitamina vai muito para além de nutrir as nossas células. A tiamina local é vital para que outras bactérias benéficas do intestino (como Faecalibacterium) possam produzir ácidos gordos de cadeia curta (SCFA), especialmente o butirato. Este composto é um dos maiores protetores do intestino: reduz a inflamação e fortalece a barreira mucosa.

A avaliação da biossíntese de novo da tiamina realiza-se mediante sequenciação metagenómica Shotgun, quantificando o potencial genético global da via metabólica no seu ecossistema intestinal. O nosso algoritmo bioinformático rastreia e mapeia a abundância dos genes e operões que conformam a supervia de biossíntese de pirofosfato de tiamina. Procura-se especificamente a expressão potencial de genes chave e limitantes como thiC (sintase da fração pirimidínica) e thiG (sintase da fração tiazólica), assim como thiD e thiE.

A nível ecológico, a síntese de novo de B1 é um "luxo" metabólico caro. As espécies capazes de realizar este processo completo pertencem maioritariamente ao filo Bacteroidetes (ex. Bacteroides fragilis, Prevotella copri) e certas Proteobacterias e Fusobacterias. A imensa maioria das bactérias do filo Firmicutes carecem desta maquinaria completa.

Uma capacidade alta reflete uma rede trófica robusta e colaborativa. O ecossistema é autossuficiente em energia e previne o colapso das bactérias auxotróficas produtoras de ácidos gordos de cadeia curta. No entanto, uma capacidade baixa alerta para vulnerabilidade ecológica ("fragilidade metabólica"). O ecossistema depende criticamente do aporte dietético de tiamina. Intervenção: A estratégia clínica requer otimizar a dieta (aumentando o consumo de sementes de girassol, nozes de macadâmia, leguminosas) e avaliar a suplementação oral com Vitamina B1 (ex. Benfotiamina) para assegurar que nem o hospedeiro nem as bactérias benéficas entrem em défice energético, apoiando com prebióticos para estimular o filo Bacteroidetes.