Como as bactérias intestinais estão ligadas às habilidades motoras no Parkinson

Como as bactérias intestinais estão ligadas às habilidades motoras no Parkinson

Os cientistas descobriram pela primeira vez uma ligação funcional entre bactérias no intestino e doença de Parkinson.

Mudanças na composição das populações bacterianas intestinais - ou possivelmente das próprias bactérias do intestino - estão contribuindo ativamente para, e podem até causar, a deterioração das habilidades motoras que é a marca da doença. As descobertas têm profundas implicações para o tratamento do mal de Parkinson, dizem os pesquisadores.

A doença de Parkinson afeta 1 milhões de pessoas nos EUA e chega a 10 milhões em todo o mundo, tornando-se a segunda doença neurodegenerativa mais comum. Características características incluem tremores e dificuldade para andar, agregação de uma proteína chamada alfa-sinucleína (αSyn) dentro das células do cérebro e do intestino, e a presença de moléculas inflamatórias chamadas citocinas no cérebro. Além disso, 75 por cento das pessoas com a doença têm anomalias gastrointestinais, principalmente obstipação.

"O intestino é um lar permanente para uma comunidade diversificada de bactérias benéficas e às vezes prejudiciais, conhecidas como o microbioma, que é importante para o desenvolvimento e função dos sistemas imunológico e nervoso", diz Sarkis Mazmanian, professor de microbiologia do Instituto de Califórnia. Tecnologia.

“Notavelmente, 70 por cento de todos os neurônios do sistema nervoso periférico - ou seja, não o cérebro ou a medula espinhal - estão nos intestinos, e o sistema nervoso do intestino está diretamente conectado ao sistema nervoso central através do nervo vago. Como os problemas gastrointestinais freqüentemente precedem os sintomas motores por muitos anos, e como a maioria dos casos de DP é causada por fatores ambientais, supomos que as bactérias no intestino podem contribuir para a DP ”.

Ratos sem germes

Para testar isso, os pesquisadores utilizaram camundongos que superproduzem αSyn e exibem sintomas de Parkinson. Um grupo de ratos tinha um complexo consórcio de bactérias intestinais; os outros, chamados de camundongos sem germes, foram criados em um ambiente completamente estéril e, portanto, não tinham bactérias intestinais. Os pesquisadores fizeram os dois grupos de ratos realizar várias tarefas para medir suas habilidades motoras, como correr em esteiras, atravessar um feixe e descer de um poste. Os camundongos sem germes apresentaram desempenho significativamente melhor que os camundongos com um microbioma completo.

"Este foi o momento 'eureka'."

"Este foi o momento 'eureka'", diz Timothy Sampson, um estudante de pós-doutorado em biologia e engenharia biológica e primeiro autor do artigo na revista Célula. “Os ratos eram geneticamente idênticos; ambos os grupos estavam fazendo muito aSyn. A única diferença foi a presença ou ausência de microbiota intestinal. Depois de remover o microbioma, os ratos têm habilidades motoras normais, mesmo com a superprodução de αSyn. ”

"Todos os três traços característicos do Parkinson foram eliminados nos modelos livres de germes", diz Sampson. “Agora, estávamos bastante confiantes de que as bactérias do intestino regulam e são necessárias para os sintomas da DP. Então, nós queríamos saber como isso acontece ”.

Fechado o loop

Quando as bactérias do intestino quebram a fibra alimentar, elas produzem moléculas chamadas ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs), como acetato e butirato. Pesquisas anteriores mostraram que essas moléculas também podem ativar respostas imunes no cérebro.

Assim, os pesquisadores levantaram a hipótese de que um desequilíbrio nos níveis de AGCCs regula a inflamação do cérebro e outros sintomas da DP. De fato, quando camundongos livres de germes foram alimentados com SCFAs, células chamadas microglia - que são células imunes residentes no cérebro - foram ativadas. Tais processos inflamatórios podem causar o mau funcionamento dos neurônios ou até mesmo a morte. De fato, os camundongos sem germes alimentados com SCFAs agora apresentavam deficiências motoras e agregação αSyn em regiões do cérebro ligadas à DP.

Em um conjunto final de experimentos, Mazmanian e seu grupo colaboraram com Ali Keshavarzian, um gastroenterologista da Universidade Rush, em Chicago, para obter amostras fecais de pacientes com DP e de controles saudáveis. As amostras do microbioma humano foram transplantadas para camundongos livres de germes, que então começaram notavelmente a apresentar sintomas de PD. Estes ratos também apresentaram níveis mais elevados de SCFAs em suas fezes. Amostras fecais transplantadas de indivíduos saudáveis, em contraste, não desencadearam sintomas de DP, ao contrário de camundongos que abrigam bactérias intestinais de pacientes com DP.

"Isso realmente fechou o ciclo para nós", diz Mazmanian. “Os dados sugerem que mudanças no microbioma intestinal são provavelmente mais do que apenas uma conseqüência da DP. É uma descoberta provocativa que precisa ser mais estudada, mas o fato de você poder transplantar o microbioma de humanos para camundongos e transferir sintomas sugere que as bactérias são um dos principais contribuintes para a doença ”.

As descobertas têm implicações importantes para o tratamento do mal de Parkinson, dizem os pesquisadores.

“Para muitas condições neurológicas, a abordagem de tratamento convencional é colocar um medicamento no cérebro. No entanto, se a DP não é causada apenas por alterações no cérebro, mas sim por mudanças no microbioma, então você pode ter que usar drogas no intestino para ajudar os pacientes, o que é muito mais fácil de fazer ”, diz Mazmanian.

Esses medicamentos podem ser projetados para modular os níveis de AGCC, fornecer probióticos benéficos ou remover organismos prejudiciais. "Este novo conceito pode levar a terapias mais seguras, com menos efeitos colaterais em comparação com os tratamentos atuais".

O financiamento veio da Fundação Larry L. Hillblom, da Fundação Knut e Alice Wallenberg, do Conselho de Pesquisa Sueco, do Sr. e Sra Larry Field, do Heritage Medical Research Institute e dos Institutos Nacionais de Saúde.

Fonte: Caltech

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