Comprehensive characterization of the protein Microbial Anti-inflammatory Molecule (MAM) from the genus Faecalibacterium structural, diversity, and anti-inflammatory implications

Abstract

A Microbial Anti-inflammatory Molecule (MAM) é uma proteína única produzida pelo gênero Faecalibacterium, um grupo essencial de bactérias comensais do intestino humano. Entre essas, Faecalibacterium duncaniae (anteriormente F. prausnitzii) é altamente abundante e está intimamente associada à homeostase intestinal e à saúde geral. MAM demonstrou propriedades anti- inflamatórias significativas; no entanto, suas características moleculares e funcionais, bem como seus mecanismos de ação, permanecem pouco compreendidos. Este trabalho tem como objetivo investigar o papel fisiológico da MAM em Faecalibacterium e sua interação com o hospedeiro. Utilizando proteômica, bioinformática estrutural e técnicas de microscopia, caracterizamos as propriedades moleculares da MAM e sua diversidade dentro do gênero. Além disso, avaliamos a atividade imunomoduladora da MAM por meio de ensaios in vitro e in vivo. Nossos achados revelam que a MAM é processada e transportada via o transportador ABC PCAT para o envelope celular de F. duncaniae, onde forma uma rede supramolecular hexamérica, contribuindo provavelmente para a organização do envelope celular. Essa estrutura hexamérica é conservada em múltiplas espécies de Faecalibacterium, conforme demonstrado por análises in silico. Embora a exata localização dessa rede no envelope celular ainda não esteja determinada, F. duncaniae exibe uma arquitetura de envelope distintiva, caracterizada por uma camada fina de peptidoglicano e uma camada externa que diverge das bactérias monodérmicas/didérmicas clássicas. Ensaios funcionais revelaram que a MAM recombinante purificada foi capaz de melhorar significativamente os sinais macroscópicos em um modelo murino de inflamação intestinal, além de promover respostas anti-inflamatórias in vitro. Este trabalho representa a primeira caracterização detalhada da MAM, elucidando suas propriedades moleculares e implicações funcionais para a organização do envelope celular de F. duncaniae. Além disso, contribui para a compreensão do papel do Faecalibacterium na promoção da saúde intestinal e seu potencial bioterapêutico. Esses achados também enriquecem discussões mais amplas sobre a organização única do envelope celular do gênero e a base molecular das interações hospedeiro- bacteria.