As células epiteliais intestinais (IECs) formam uma monocamada dinâmica chamada barreira epitelial e, juntamente com a camada muscular e o tecido conjuntivo, constituem a mucosa intestinal. Uma variedade de células, como os enterócitos absortivos, células caliciformes, células de Paneth, células em tufos e células enteroendócrinas, constituem a camada epitelial intestinal, que está constantemente exposta a uma grande população de microrganismos.
Essas células desempenham diversas funções metabólicas e imunológicas que estão envolvidas na manutenção da homeostase intestinal e da função geral da barreira epitelial. A camada epitelial intestinal está constantemente exposta a uma grande população de microrganismos – tanto aqueles que fazem parte da microbiota quanto potenciais patógenos e patobiontes. As IECs estão, portanto, na encruzilhada da mediação de uma interação bidirecional entre as células imunológicas presentes na camada mucosa e o meio ambiente.
Para garantir uma relação simbiótica entre o hospedeiro e os microrganismos comensais, ao mesmo tempo que permite o reconhecimento e a eliminação eficientes de patógenos invasores, a detecção microbiana na superfície da mucosa do intestino deve ser rigorosamente controlada. Isso é conseguido principalmente por um sistema de reconhecimento complexo através de receptores de reconhecimento de padrões (PRRs), incluindo os receptores toll-like (TLR), NOD e receptores semelhantes a NOD (NLRs), receptores semelhantes a RIG-I (RLRs), receptores tipo C, receptores de lectina (CLRs) e alfa-proteína quinase 1 (ALPK1).
A interação microbiana com IECs define diversas funções fisiológicas e de desenvolvimento no hospedeiro, e a disbiose tem sido implicada na patogênese da doença inflamatória intestinal (DII) e do câncer colorretal. De acordo com o estudo alemão ‘Know your neighbors: microbial recognition at the intestinal barrier and its implications for gut homeostasis and inflammatory bowel disease’, dos trilhões de microrganismos que ocupam o habitat próximo à barreira epitelial, tanto a população microbiana quanto as interações com diferentes células epiteliais variam amplamente ao longo do comprimento do intestino delgado e grosso.
A secreção de muco das células caliciformes no cólon e peptídeos antimicrobianos das células de Paneth no intestino delgado facilitam a segregação espacial dos microrganismos comensais nas respectivas regiões, sugerindo que diversos mecanismos estão envolvidos no estabelecimento de uma interação imunologicamente tolerada entre os IECs e os microrganismos comensais. Estudos em camundongos livres de germes demonstram os efeitos benéficos da colonização microbiana do lúmen intestinal no metabolismo epitelial intestinal, proliferação, sobrevivência, função de barreira e na comunicação IEC com células imunes.
Essa interação na barreira epitelial também promove o desenvolvimento e a maturação de diversas populações de células imunitárias residentes nos tecidos linfoides subjacentes. Assim, o crosstalk global entre microrganismos, IECs e células imunitárias subjacentes define as respostas imunitárias na região e molda os processos metabólicos e fisiológicos globais no tecido hospedeiro.
A inflamação crônica no intestino é um fator causal na patogênese da DII, incluindo a doença de Crohn e a colite ulcerativa. Vários fatores relacionados à sinalização PRR na barreira epitelial estão envolvidos na indução e no desenvolvimento de um estado inflamatório no intestino, e a disbiose está fortemente implicada na causa da DII. A inflamação intestinal crônica desencadeia a transformação do tecido para se tornar neoplásico e promove uma maior incidência de câncer colorretal em pacientes com essas doenças.
Acredita-se que a sinalização anormal do PRR resulte na expressão desregulada de genes e enzimas que regulam a apoptose celular, a proliferação e o reparo do DNA. Ciclos frequentes de lesão e reparação epitelial, como no caso da inflamação intestinal crônica – na presença de citocinas, quimiocinas e prostaglandinas promotoras de tumores – também podem atuar como uma predisposição para mutações genéticas, aumentando o risco de transformação neoplásica. Embora a disbiose, ou uma mudança na população microbiana global na região mucosa, tenha sido implicada na patogênese de várias doenças inflamatórias, os pesquisadores ainda não têm um consenso sobre a composição exata da microbiota na saúde versus doença.
