Dentro de nosso intestino existe um minúsculo ecossistema povoado por trilhões de microorganismos. Esses germes afetam a digestão, sistema imunológico e até mesmo o funcionamento do cérebro. Cientistas começaram a investigar o papel potencial das bactérias intestinais em condições psiquiátricas e neurológicas, incluindo doenças neurodegenerativas como Alzheimer e Parkinson. Se os micróbios intestinais forem influentes, isso pode revelar como essas doenças funcionam, levando à detecção precoce e, talvez, a novos tratamentos.
As doenças neurodegenerativas danificam e matam progressivamente as células nervosas do cérebro, causando distúrbios na função mental ou motora e, às vezes, em ambas. Nos últimos 30 anos, essas doenças se tornaram cada vez mais comuns para a população idosa, não há cura e há poucos tratamentos eficazes. As doenças de Alzheimer e Parkinson lideram o número de casos, afetando milhões de pessoas em todo o mundo.
Essas patologias surgem de uma combinação entre fatores genéticos, ambientais, alterações relacionadas à idade e ao estilo de vida, mas na maioria dos casos, os médicos não conseguem identificar uma causa específica.
Agora, no entanto, os cientistas querem analisar a conexão entre o cérebro e os micróbios intestinais, e muitas dessas pesquisas se concentraram no mal de Parkinson, que está associado a problemas gastrointestinais. As evidências preliminares entre o microbioma intestinal e outras doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA), também estão surgindo.
As bactérias são responsáveis pela maioria dos microorganismos em nosso intestino e estão em comunicação direta e indireta com o sistema nervoso, que controla as funções mentais, movimentos, percepção sensorial e processos automáticos como a respiração.
Por meio de uma conexão bidirecional chamada eixo intestino-cérebro, nossos micróbios podem se ligar ao cérebro por meio de nervos e vias químicas. Por exemplo, as bactérias intestinais podem sintetizar neurotransmissores, os mensageiros moleculares do cérebro e outros produtos químicos usados no órgão.
Quando absorvidas pelas paredes intestinais e pela corrente sanguínea, essas moléculas podem viajar até o sistema nervoso. As bactérias também interagem com as células imunológicas, algo pode afetar indiretamente o cérebro por meio das vias de sinalização dos anticorpos ou, em estágios avançados da doença neurodegenerativa, afetar diretamente o cérebro.Durante os estágios finais da doença, é possível que as células imunológicas se infiltrem no cérebro a partir da corrente sanguínea, por meio de vasos sanguíneos mais porosos.
O papel das bactérias intestinais em doenças neurodegenerativas ainda é um campo que necessita de pesquisa. “Há um certo ceticismo legítimo”, disse Timothy Sampson, professor assistente de fisiologia na Emory University.
“Ainda é um campo relativamente jovem, então há muitas coisas desconhecidas”, disse Jan- Pieter Konsman, neuroimunologista da Universidade de Bordeaux. Até recentemente, os estudos do microbioma intestinal e de doenças neurodegenerativas se limitavam a comparar comunidades microbianas em pessoas com e sem as doenças. A maioria dos estudos não analisou com mais profundidade as ralações dentro desses ecossistemas.
“É preciso quebrar essa comunidade para entender as interações”, disse Maureen O’Malley, pesquisadora de filosofia de microbiologia da Universidade de Sydney. Apesar disso, nos últimos cinco anos, os grupos estão se aprofundando cada vez mais nessas interações, estudando quais micróbios e moléculas específicos podem estar envolvidos nas doenças.
A doença de Parkinson, em particular, chamou a atenção de pesquisadores interessados no eixo intestino-cérebro. Problemas gastrointestinais, como intestino preso, por exemplo, costumam ocorrer em pessoas anos antes de desenvolverem os sintomas relacionados aos movimentos característicos da doença.
“Uma das características principais do diagnóstico de ‘paralisia dos tremores’ de James Parkinson, que se tornou a doença de Parkinson, foi a observação de intestino preso intratável em pacientes”, disse Lynne Barker, professora associada de neurociência cognitiva na Sheffield Hallam University.
Os cientistas analisaram os genes bacterianos em amostras de fezes para aproximar a composição bacteriana do intestino. Esses estudos mostraram que os microbiomas de pessoas com Parkinson diferem daqueles sem Parkinson. Essas diferenças surgem independentemente de outras influências sobre o microbioma, como a dieta. “Mas isso leva a um grande problema do ovo e da galinha”, disse Sampson. “A doença fez com que o microbioma mudasse ou a mudança no microbioma influenciou a doença?”
Em um pequeno estudo inicial, Purna Kashyap, professor de medicina e fisiologia e codiretor do programa de microbioma da Mayo Clinic, e sua equipe usaram camundongos com doença de Parkinson e mostraram que os ratos precisam de bactérias intestinais para desenvolver sintomas relacionados ao movimento. Em camundongos sem qualquer bactéria, fungo ou vírus detectável dentro ou sobre seus corpos, os problemas de movimento nunca apareceram.
Estudos em ratos e camundongos também mostraram que a bactéria do intestino Escherichia coli produz proteínas semelhantes aos aglomerados de proteína alfa-sinucleína que se formam no cérebro de pessoas com doença de Parkinson. Em camundongos projetados para inibir a alfa-sinucleína, a equipe de Sampson demonstrou que essa proteína bacteriana no intestino aumenta a agregação da alfa-sinucleína no cérebro e os sintomas relacionados ao movimento.
O’Malley alertou que, embora esses experimentos com animais sejam mais profundos do que os estudos anteriores, eles devem ser interpretados com cautela, uma vez que os estudos com animais muitas vezes não se reproduzem em humanos. Mas, ela disse: “Acho que ainda podemos obter algumas evidências para construir um modelo e entender melhor o que está acontecendo”.
Mais recentemente, alguns grupos de pesquisa começaram a procurar distúrbios do microbioma intestinal em outras doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer. Os aglomerados de proteínas chamados placas beta-amiloides interrompem as funções das células cerebrais em pessoas com a doença. Testagem com camundongos para avaliar a doença de Alzheimer também sugeriram um papel importante para os micróbios intestinais.
“Se você mantiver esses ratos livres de microorganismos, eles não desenvolverão tantas placas amiloides”, disse Barbara Bendlin, professora de medicina da Universidade de Wisconsin, Madison. “Isso mostra que, de alguma forma, há uma ligação entre os micróbios e o surgimento do Alzheimer.”
Como ponto de partida na pesquisa em humanos, Bendlin e sua equipe estudaram microbiomas intestinais de pessoas com Alzheimer, analisando amostras de fezes. Em um pequeno estudo com 25 pessoas com Alzheimer e 25 sem, eles descobriram que os pacientes com a doença tinham uma população bacteriana menos diversa e diferentes quantidades desses agentes. Eles também analisaram o líquido cefalorraquidiano, que envolve o cérebro e a medula espinhal, dos participantes para procurar relações entre os biomarcadores relacionados à patologia e o microbioma intestinal.
“Descobrimos que havia relações entre o microbioma intestinal e os biomarcadores do líquido cefalorraquidiano, mesmo entre indivíduos assintomáticos”, disse Bendlin. “Isso evidencia que talvez haja uma ligação entre o intestino e a doença que está presente antes mesmo das pessoas desenvolverem o Alzheimer”.
Os cientistas também começaram a explorar as ligações entre as bactérias intestinais e ELA, doença na qual os neurônios que alimentam os músculos morrem gradualmente. O estudo feito por Eran Blacher, do departamento de neurologia da Escola de Medicina da Universidade de Stanford, e sua equipe, com camundongos que tinham uma mutação genética conhecida por causar a doença em humanos, mostrou que as alterações do microbioma intestinal precederam os sintomas de ELA. Blacher disse que o estudo evidenciou que tais alterações podem ter a ver com a doença.
Os pesquisadores também descobriram que algumas bactérias intestinais produziram moléculas que alteraram a doença em ratos. Dar aos ratos um suplemento probiótico (bactérias que ajudam no bom funcionamento do intestino) com esses micróbios, aumentou os níveis da molécula de nicotinamida e melhorou os sintomas dos animais. A nicotinamida produz substâncias químicas essenciais para as vias celulares, algo que os cientistas acreditam ter relação com a ELA. “Conseguimos mudar a progressão e manifestação da doença, tratando os ratos com bactérias específicas, o que foi muito surpreendente”, disse Blacher.
As descobertas preliminares de Blacher em um pequeno grupo de pacientes humanos corroboram esses resultados: pessoas com ELA tinham níveis mais baixos de genes bacterianos necessários para a fabricação da nicotinamida em suas amostras de fezes em comparação com pessoas sem ELA. Eles também tinham níveis mais baixos de nicotinamida no sangue e no líquido cefalorraquidiano. “Não estamos dizendo que fomos capazes de curar a ELA ou de mudar qualquer coisa na progressão da doença em humanos”, disse Blacher. Apesar disso, estudos maiores de acompanhamento podem revelar mais sobre os mecanismos subjacentes à ELA e revelar possíveis modelos de terapia.
Mas, no geral, o papel do microbioma nas doenças neurodegenerativas permanece misterioso. O grupo de Barker está analisando dados de um pequeno estudo de viabilidade para ver se a administração de um probiótico comum a pessoas com doença de Parkinson pode mudar a composição do microbioma ou influenciar a qualidade de vida. Ao contrário do trabalho anterior, Barker disse que seu grupo está olhando além das mudanças gerais nas comunidades microbianas para se concentrar em espécies bacterianas específicas.
Ainda assim, esses testes estão longe de revelar tratamentos baseados em microbiomas para doenças neurodegenerativas. Mesmo se algum tipo de probióticos ou mudanças na dieta se mostrasse eficaz no alívio de alguns sintomas, não seria uma cura para essas doenças tão complexas. Se os micróbios intestinais estão envolvidos na neurodegeneração, os cientistas também precisam descobrir como isso se encaixa com outras causas potenciais de doenças.
“Não aprendemos os mecanismos que ligam isso ao cérebro e, até que os conheçamos com mais clareza, não seremos capazes de desenvolver tratamentos eficazes”, disse Bendlin.
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