A microbiota intestinal é essencial para a saúde, influenciando processos digestivos, metabólicos e imunológicos. Quando desestabilizada por fatores como antibióticos ou quimioterapia, podem surgir condições como disbiose e mucosite, que comprometem a mucosa intestinal. Este estudo investiga o potencial terapêutico de Bacillus velezensis 1273, uma bactéria probiótica resistente a pH ácido e sais biliares, capaz de liberar vesículas extracelulares (EVs) com biomoléculas bioativas. A pesquisa integra abordagens multiômicas — genômica, transcriptômica, proteômica e metabolômica — para compreender os mecanismos moleculares e metabólicos associados às propriedades imunomoduladoras do probiótico e de suas EVs. Essa estratégia, ancorada na probiogenômica, conecta dados in vitro, in vivo e in silico, traduzindo o conhecimento acadêmico em possíveis aplicações terapêuticas. O trabalho representa um avanço científico e social ao propor alternativas seguras e acessíveis para o tratamento de doenças inflamatórias intestinais, fortalecendo a ponte entre ciência, tecnologia e inovação biotecnológica.
Autores: Eduarda Guimarães Sousa, Éric Guédon, Siomar de Castro Soares, Vasco Azevedo
1. Introdução
A microbiota intestinal, composta por trilhões de microrganismos, é fundamental para o metabolismo e a imunidade do hospedeiro. O desequilíbrio dessa comunidade, especialmente após o uso de antibióticos ou quimioterapia, resulta em disbiose intestinal e inflamação. A mucosite induzida por quimioterapia é uma dessas consequências, afetando gravemente a integridade da mucosa intestinal e a qualidade de vida dos pacientes [1] .
Nesse contexto, o uso de probióticos surge como uma estratégia promissora para restaurar o equilíbrio microbiano e reduzir a inflamação. Bacillus velezensis 1273 destaca-se por sua capacidade de esporulação, que garante sobrevivência em condições adversas e potencial de colonização intestinal. Além disso, suas vesículas extracelulares (EVs) carregam proteínas, lipídios, RNAs e metabólitos bioativos capazes de atuar na comunicação celular e na modulação imune [2–5] .
O projeto busca compreender os mecanismos terapêuticos de Bacillus velezensis e de suas EVs por meio de uma caracterização probiogenômica. A integração de diferentes camadas analíticas — genômica, transcriptômica, proteômica e metabolômica — permite compreender como genes e metabólitos se conectam para promover a homeostase intestinal e reduzir processos inflamatórios.
2. Desenvolvimento
A força desta pesquisa está em sua abordagem integrativa. Ela une microbiologia, biotecnologia e bioinformática, exigindo domínio de técnicas experimentais e computacionais. Essa jornada científica não envolve apenas experimentos, mas também aprendizado contínuo e colaboração entre grupos de pesquisa, mostrando que a ciência se constrói de forma coletiva.
A probiogenômica ocupa o centro dessa integração, permitindo relacionar a informação genética de Bacillus velezensis com seus efeitos observados in vivo e in vitro. A análise genômica fornece a base da segurança da cepa, confirmando a ausência de genes de virulência e a presença de vias relacionadas à produção de compostos bioativos. Por sua vez, a transcriptômica, obtida por RNA-Seq, revela como a bactéria responde a estímulos do hospedeiro e a condições de estresse, elucidando mecanismos de regulação gênica e imunomodulação. A proteômica, via espectrometria de massa, identifica proteínas envolvidas em adesão, comunicação e resposta inflamatória, especialmente nas EVs — pequenas estruturas que carregam sinais biológicos capazes de modular o sistema imune mesmo sem a presença da célula bacteriana. A metabolômica complementa essas análises ao identificar metabólitos com propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes, ligando os efeitos moleculares às respostas fisiológicas observadas. Essa integração multiômica oferece uma visão abrangente dos mecanismos de ação de Bacillus velezensis, permitindo correlacionar dados genéticos, proteicos e metabólicos a efeitos terapêuticos concretos.
Mais do que resultados técnicos, esta pesquisa reflete a vivência de aprender, errar e dominar diferentes metodologias, do cultivo bacteriano ao sequenciamento e à análise de dados de alta complexidade. Trabalhar com técnicas tão diversas requer resiliência e, sobretudo, colaboração. As parcerias acadêmicas foram fundamentais para o avanço deste projeto, unindo competências em genômica, metabolômica e bioinformática em um esforço multidisciplinar. Essa rede de colaboração permitiu ir além do conhecimento básico e pensar em aplicações práticas. O estudo de Bacillus velezensis e de suas EVs abre caminho para o desenvolvimento de produtos biotecnológicos baseados em probióticos e pós-bióticos, as quais são formulações que associam eficácia, estabilidade e segurança. Assim, o trabalho vai da bancada ao mundo real, transformando o conhecimento em uma oportunidade concreta de impacto social, especialmente na área de saúde intestinal e terapias complementares ao tratamento oncológico o qual se encontra simplificado na figura 1.
Figura 1. Integração probiogenômica e multiômica aplicada à caracterização de B. velezensis 1273. Fonte: próprio autor.
3. Conclusão
O estudo de Bacillus velezensis 1273 e de suas vesículas extracelulares representa um avanço significativo na interface entre microbiologia, bioinformática e saúde. A abordagem probiogenômica, sustentada por dados multiômicos, possibilita compreender de forma ampla os mecanismos de modulação imunológica e de restauração da microbiota intestinal. Mais do que uma pesquisa de bancada, este projeto demonstra a importância das parcerias acadêmicas e do aprendizado interdisciplinar. Ele reafirma que a ciência, quando guiada pela curiosidade e colaboração, tem potencial de gerar conhecimento transformador — e de aproximar o universo acadêmico da inovação biotecnológica voltada ao bem-estar humano.
Agradecimentos. Os autores agradecem às agências de fomento à pesquisa: CAPES, CNPq e FAPEMIG.
4. Referências
1. De Jesus LCL, Drumond MM, de Carvalho A, Santos SS, Martins FS, Ferreira Ê, et al. Protective effect of Lactobacillus delbrueckii subsp. Lactis CIDCA 133 in a model of 5 Fluorouracil-Induced intestinal mucositis. J Funct Foods. 2019 Feb 1;53:197–207.
2. Sousa EG, Campos GM, Viana MVC, Gomes GC, Rodrigues DLN, Aburjaile FF, et al. The research on the identification, taxonomy, and comparative genomics analysis of nine Bacillus velezensis strains significantly contributes to microbiology, genetics, bioinformatics, and biotechnology. Front Microbiol [Internet]. 2025 Mar 19 [cited 2025 Oct 13];16:1544934. Available from: https://quast.sourceforge.net/
3. Li X, Gao X, Zhang S, Jiang Z, Yang H, Liu XD, et al. Characterization of a Bacillus velezensis with antibacterial activity and inhibitory effect on common aquatic pathogens. Aquaculture [Internet]. 2020 Jun 30 [cited 2025 Oct 13];523:735165. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0044848619324925
4. Zhang X, Wang Y, E Q, Naveed M, Wang X, Liu Y, et al. The biological activity and potential of probiotics-derived extracellular vesicles as postbiotics in modulating microbiota-host communication. J Nanobiotechnology [Internet]. 2025 Dec 1 [cited 2025 Oct 13];23(1):349. Available from: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12082936/
5. Shin HH, Kim JH, Jung YJ, Kwak MS, Sung MH, Imm JY. Postbiotic potential of Bacillus velezensis KMU01 cell-free supernatant for the alleviation of obesity in mice. Heliyon [Internet]. 2024 Mar 15 [cited 2025 Oct 13];10(5):e25263. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024012945