Você vê isso em comerciais todos os dias: cremes e loções para reduzir rugas, tinturas para eliminar cabelos grisalhos e remédios para reduzir dores musculares e articulares. Juntamente com essas mudanças superficiais, envelhecer também afeta a fisiologia interna do corpo, incluindo aumento da inflamação no cérebro (Czirr & Wyss-Coray, 2012), degeneração na retina (Hoh Kam et al, 2010) e permeabilidade de nas paredes intestinais (Ma et al, 1992). Muitas indústrias são construídas com o objetivo de reverter os sinais do envelhecimento. Mas existe uma maneira de neutralizar os efeitos do envelhecimento no corpo em um nível mais profundo do que tingir o cabelo? Um grupo de cientistas sugere uma maneira única de atrasar as consequências relacionadas ao envelhecimento no cérebro usando a transferência da microbiota fecal (FMT; Parker et al., 2022).
O FMT usa os princípios da parabiose (veja um artigo relacionado sobre o Knowledge Neurons SUA PARTICIPAÇÃO FAZ A DIFERENÇA!) para trocar os microbiomas intestinais, definidos como a totalidade das bactérias e microrganismos que vivem no intestino saudável (Sommer et al, 2013), entre camundongos idosos e jovens. A fim de testar sua hipótese de que o uso de FMT para alterar o microbioma intestinal altera a inflamação no cérebro e no corpo, Parker e seus colegas usaram um modelo de camundongo com camundongos de 3 meses (ratos jovens) e camundongos de 24 meses (ratos idosos). ). Antes do início do experimento, os pesquisadores primeiro coletaram matéria fecal para estabelecer a linha de base para microbiomas de camundongos jovens e idosos. Depois, os ratos receberam antibióticos por três dias para reduzir as bactérias presentes em seus intestinos. Após o tratamento com antibióticos, os pesquisadores coletaram outra amostra fecal. Após essas etapas iniciais, foram realizadas duas rodadas de FMT, onde fezes liquefeitas foram dadas por via nasal e os camundongos foram colocados em gaiolas contendo fezes de acordo com seu grupo experimental. Os grupos experimentais neste estudo eram camundongos idosos recebendo FMT de camundongos jovens e camundongos jovens recebendo FMT de camundongos idosos, enquanto os grupos de controle eram camundongos jovens recebendo FMT de outros camundongos jovens ou uma solução de controle não fecal (chamados de camundongos jovens de controle) e camundongos idosos recebendo FMT de outros camundongos idosos ou uma solução de controle não fecal (chamados de camundongos de controle envelhecidos). Após o FMT, as fezes foram coletadas cinco dias e duas semanas depois. Esse projeto experimental permitiu que os pesquisadores estudassem como a idade do microbioma intestinal afeta os processos no cérebro, na retina e nos intestinos.
Resumo gráfico de Parker et al., 2022
…a infusão de um camundongo idoso com um microbioma jovem desfaz a resposta imune observada com a idade.
Os pesquisadores investigaram primeiro como o FMT afeta a resposta inflamatória da microglia, as células imunes residentes no cérebro, no córtex e no corpo caloso (um enorme feixe de neurônios que permite que os dois lados do cérebro se comuniquem) (Heneka et al, 2019 ; Erny et al, 2015). Camundongos de controle idosos tinham micróglia mais ativada do que ratos de controle jovens, o que reflete o processo de envelhecimento normal. No entanto, camundongos idosos com microbiomas jovens tiveram muito menos ativação da microglia do que os camundongos de controle idosos. Surpreendentemente, a resposta da microglia foi bastante semelhante à observada em camundongos jovens de controle. Esse mesmo padrão também foi mostrado na direção oposta, pois camundongos jovens com microbiomas envelhecidos tinham muito mais ativação da microglia do que camundongos jovens de controle, semelhantes aos níveis de ativação observados em camundongos de controle idosos. Isso mostra que a idade do microbioma influencia a resposta imune no cérebro e que a infusão de um camundongo idoso com um microbioma jovem desfaz a resposta imune observada com a idade. Da mesma forma, dar a um camundongo jovem um microbioma envelhecido acelera o efeito da idade nas células imunológicas do cérebro.
…o microbioma afeta os processos relacionados à idade na retina…
Além de examinar o cérebro, os pesquisadores também exploraram como a idade do microbioma intestinal afeta a retina. Em geral, foi demonstrado que, em comparação com camundongos jovens, os camundongos idosos apresentavam aumento da inflamação na retina. No entanto, após o FMT, camundongos idosos com microbiomas jovens apresentaram níveis de inflamação da retina semelhantes aos de camundongos jovens de controle. De acordo com as descobertas no cérebro, o oposto também era verdadeiro. Camundongos jovens com microbiomas envelhecidos tiveram inflamação da retina que se assemelhava a camundongos de controle idosos. O microbioma intestinal também afeta outra parte do sistema visual: a capacidade dos fotorreceptores de se regenerar na retina com a ajuda da proteína RPE65, cuja produção também diminui com a idade (Cai et al, 2009). Em camundongos idosos com microbiomas jovens, houve uma quantidade aumentada da proteína RPE65 em comparação com camundongos de controle idosos. Na verdade, esses níveis de proteína eram semelhantes aos níveis em camundongos jovens. Além disso, camundongos jovens com microbiomas envelhecidos tinham muito menos RPE65 do que camundongos jovens de controle, com níveis de proteína comparáveis aos níveis observados em camundongos idosos. No geral, isso mostra que o microbioma afeta os processos relacionados à idade na retina, com microbiomas jovens revertendo e microbiomas envelhecidos acelerando processos associados ao envelhecimento.
Outro órgão importante, o intestino, também não é poupado dos efeitos do envelhecimento: a camada celular que forma a parede do intestino torna-se permeável com o tempo (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). Ao longo do envelhecimento, a estabilidade da parede intestinal diminui e torna-se mais permeável, o que permite que as bactérias vazem para a periferia, o que, por sua vez, aumenta a inflamação geral (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). Neste estudo, os pesquisadores mostraram que a idade do microbioma afeta a estabilidade das paredes intestinais. Em camundongos idosos com um microbioma jovem, os intestinos eram menos permeáveis do que os ratos de controle idosos. De fato, a permeabilidade intestinal em camundongos idosos com um microbioma jovem foi semelhante à permeabilidade observada em camundongos jovens. Camundongos idosos com microbiomas jovens também apresentaram níveis de inflamação e evidências de bactérias no sangue semelhantes aos ratos jovens. Mais uma vez, os intestinos de camundongos jovens com microbiomas envelhecidos se comportaram de maneira semelhante a camundongos envelhecidos com microbiomas envelhecidos por terem um intestino mais permeável e mais inflamação do que camundongos jovens com microbiomas jovens. Esses resultados suportam a hipótese de que os microbiomas envelhecidos contribuem para o aumento da permeabilidade intestinal, o que facilita o aumento da inflamação ao permitir que as bactérias vazem para a corrente sanguínea. É importante ressaltar que a introdução de um microbioma jovem por meio do FMT reverte esses efeitos relacionados à idade.
…a idade do microbioma intestinal afeta as funções do cérebro, da retina e do intestino.
Os resultados do estudo mostram que a idade do microbioma intestinal afeta as funções do cérebro, retina e intestino. Mas como os microbiomas jovens e idosos diferem um do outro? Para responder a essa pergunta, os pesquisadores sequenciaram o DNA do microbioma encontrado nas amostras fecais coletadas ao longo do experimento. O microbioma jovem e idoso já tinha composições genéticas diferentes antes da ocorrência do FMT, mas o FMT mudou significativamente a composição genética de ambos os microbiomas. Camundongos jovens com microbiomas envelhecidos tinham uma composição muito semelhante aos camundongos de controle envelhecidos, enquanto a composição genética em camundongos envelhecidos com microbiomas jovens era diferente dos camundongos de controle envelhecidos e também diferia de camundongos jovens com microbiomas jovens – eles estavam em algum lugar no meio. Camundongos de controle idosos e camundongos jovens com microbiomas envelhecidos tinham bactérias principalmente do Oscilibacter e Prevotella gênero, Firmicutes filo, e Lactobacillus johnsonii espécies, enquanto ratos jovens de controle e ratos idosos com microbiomas jovens tinham bactérias principalmente do Bifidobacterium, Ackermansia, Parabacteroides, Clostridium e Enterococcus grupos. Ao investigar a causa potencial dessas mudanças relacionadas à idade, os pesquisadores descobriram que as vias envolvidas na produção de lipídios e vitaminas (que dependem de metabólitos produzidos por bactérias) diferiam entre os microbiomas idosos e jovens. Há uma desvantagem nessa observação – as mudanças na abundância de diferentes tipos de bactérias e sua função potencial no intestino não duraram muito, pois não houve grandes diferenças entre a composição do microbioma duas semanas após o FMT.
No geral, este estudo mostrou que o microbioma intestinal influencia os processos relacionados à idade no cérebro, olho e intestino. Microbiomas envelhecidos, independentemente da idade do camundongo receptor, levaram a mais inflamação no cérebro, retina e intestinos, menor potencial de regeneração em fotorreceptores na retina e mais bactérias vazando dos intestinos. Por outro lado, a introdução de microbiomas jovens em camundongos idosos reverteu esses efeitos do envelhecimento. Isso pode ser devido às diferenças na composição bacteriana de microbiomas idosos e jovens e ao efeito que essas alterações podem ter nas vias responsáveis pela produção de lipídios e vitaminas. Uma questão que não foi abordada neste estudo foi como a idade do microbioma afeta o desempenho cognitivo, já que nem os ratos de controle nem os ratos FMT se comportaram de maneira diferente em testes de memória comportamental. Pesquisas futuras também devem se concentrar nessa questão, pois sabe-se que a cognição e a memória diminuem com a idade, e entender o papel do microbioma no declínio cognitivo relacionado à idade pode fornecer informações importantes sobre possíveis bases biológicas. Outra direção que futuras questões de pesquisa devem seguir seria o impacto da dieta na composição do microbioma intestinal. Estudos anteriores mostraram que diferentes dietas alteram os tipos de micróbios no intestino tanto a curto prazo (David et al., 2014) quanto a longo prazo (Wu et al., 2011). Se as mudanças na dieta podem alterar a composição do microbioma intestinal, e se puder reduzir esses sinais de envelhecimento no cérebro, na retina e nos intestinos também?
Se as mudanças na dieta podem alterar a composição do microbioma intestinal, e se puder reduzir esses sinais de envelhecimento no cérebro, na retina e nos intestinos também?
Sobre os Autores
Escrito por Holly Korthas, Ilustrado por Federica Raguseo, Editado por Joana Popp, Sara Wade e Lauren Wagner
Referências
Cai, X., Conley, SM, & Naash, MI (2009). RPE65: papel no ciclo visual, doença da retina humana e terapia genética. Genética oftalmológica, 30(2), 57-62. https://doi.org/10.1080/13816810802626399
Cui, H., Tang, D., Garside, GB, Zeng, T., Wang, Y., Tao, Z., Zhang, L., & Tao, S. (2019). A sinalização Wnt medeia o comprometimento da diferenciação induzida pelo envelhecimento das células-tronco intestinais. Revisões e relatórios sobre células-tronco, 15(3), 448-455. https://doi.org/10.1007/s12015-019-09880-9
Czirr, E., & Wyss-Coray, T. (2012). A imunologia da neurodegeneração. O Jornal de Investigação Clínica, 122(4), 1156-1163. https://doi.org/10.1172/JCI58656
David, L., Maurice, C., Carmody, R. et ai. A dieta altera rápida e reprodutivelmente o microbioma intestinal humano. Natureza 505, 559 – 563 (2014). https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1038/nature12820
Erny, D., Hrab? de Angelis, AL, Jaitin, D., Wieghofer, P., Staszewski, O., David, E., Keren-Shaul, H., Mahlakoiv, T., Jakobshagen, K., Buch, T., Schwierzeck, V. ., Utermöhlen, O., Chun, E., Garrett, WS, McCoy, KD, Diefenbach, A., Staeheli, P., Stecher, B., Amit, I., & Prinz, M. (2015). A microbiota hospedeira controla constantemente a maturação e a função da microglia no SNC. Nature Neuroscience, 18(7), 965-977. https://doi.org/10.1038/nn.4030
Heneka MT (2019). A micróglia ocupa o centro das atenções nas doenças neurodegenerativas. Comentários da natureza. Imunologia, 19(2), 79-80. https://doi.org/10.1038/s41577-018-0112-5
Hoh Kam, J., Lenassi, E., & Jeffery, G. (2010). Visualizando olhos envelhecidos: diversos locais de acúmulo de beta amilóide na retina de camundongos envelhecidos e a regulação positiva de macrófagos. PloS One, 5(10), e13127. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013127
Ma, TY, Hollander, D., Dadufalza, V., & Krugliak, P. (1992). Efeito do envelhecimento e da restrição calórica na permeabilidade intestinal. Gerontologia Experimental, 27(3), 321-333. https://doi.org/10.1016/0531-5565(92)90059-9
Parker, A., Romano, S., Ansorge, R., Aboelnour, A., Le Gall, G., Savva, GM, Pontifex, MG, Telatin, A., Baker, D., Jones, E., Vauzour , D., Rudder, S., Blackshaw, LA, Jeffery, G., & Carding, SR (2022). A transferência de microbiota fecal entre camundongos jovens e idosos reverte as características do intestino, olho e cérebro envelhecidos. Microbiome, 10(1), 68.
https://doi.org/10.1186/s40168-022-01243-w
Sommer, F., & Bäckhed, F. (2013). A microbiota intestinal — mestres do desenvolvimento e fisiologia do hospedeiro. Avaliações da natureza. Microbiologia, 11(4), 227-238. https://doi.org/10.1038/nrmicro2974
Thevaranjan, N., Puchta, A., Schulz, C., Naidoo, A., Szamosi, JC, Verschoor, CP, Loukov, D., Schenck, LP, Jury, J., Foley, KP, Schertzer, JD, Larché, MJ, Davidson, DJ, Verdú, EF, Surette, MG, & Bowdish, DME (2017). A disbiose microbiana associada à idade promove permeabilidade intestinal, inflamação sistêmica e disfunção dos macrófagos. Hospedeiro celular e micróbio, 21(4), 455-466.e4. https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.03.002
Wu, GD, Chen, J., Hoffmann, C., Bittinger, K., Chen, YY, Keilbaugh, SA, Bewtra, M., Knights, D., Walters, WA, Knight, R., Sinha, R. , Gilroy, E., Gupta, K., Baldassano, R., Nessel, L., Li, H., Bushman, FD, & Lewis, JD (2011). Ligando padrões alimentares de longo prazo com enterótipos microbianos intestinais. Ciência (Nova York, NY), 334(6052), 105-108. https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1126/science.1208344
Este artigo foi publicado originalmente em Conhecendo Neurônios
