Um novo estudo mostra que alterações no microbioma intestinal podem afetar diretamente a forma como o cérebro funciona, revelando uma ligação poderosa entre os micróbios e a atividade cerebral.
Os humanos têm o maior tamanho do cérebro em relação ao tamanho do corpo de todos os primatas, mas os cientistas ainda sabem surpreendentemente pouco sobre como os mamíferos com cérebros grandes evoluíram para satisfazer as enormes exigências energéticas necessárias para o crescimento e a manutenção.
Pesquisadores da Northwestern University fornecem agora a primeira evidência experimental direta de que o microbioma intestinal ajuda a moldar diferenças na função cerebral dos primatas.
“Nosso estudo mostra que os micróbios atuam em características que são relevantes para a nossa compreensão da evolução, especificamente a evolução do cérebro humano”, disse Katie Amato, professora associada de antropologia biológica e investigadora principal do estudo.
Com base nas pesquisas iniciais do microbioma
Estas novas descobertas baseiam-se em pesquisas anteriores do laboratório de Amato, que mostraram que micróbios intestinais de primatas com cérebros maiores produzem mais energia metabólica quando transferidos para ratos. Essa energia extra é crucial porque o cérebro requer muito combustível para se desenvolver e funcionar.
No estudo atual, os pesquisadores deram um passo além e examinaram o próprio cérebro. Eles queriam saber se os micróbios intestinais de primatas com tamanhos cerebrais relativos diferentes poderiam realmente alterar a função dos cérebros dos ratos hospedeiros.
Transplantando micróbios de primatas em ratos
Para testar isso, a equipe conduziu experimentos de laboratório rigorosamente controlados. Eles introduziram micróbios intestinais de dois primatas de cérebro grande (humanos e macacos-esquilo) e de um primata de cérebro pequeno (um macaco) em camundongos que não possuíam micróbios próprios.
Após oito semanas, os pesquisadores observaram diferenças claras na atividade cerebral. Os ratos que receberam micróbios de primatas cerebelares mostraram diferentes padrões de função cerebral em comparação com ratos que receberam micróbios de primatas cerebelares.
Mudanças nos genes cerebrais e nos caminhos de aprendizagem
Em ratos que receberam micróbios de cérebros de primatas, os cientistas encontraram maior atividade em genes relacionados à produção de energia e à plasticidade sináptica, o processo pelo qual o cérebro aprende e se adapta. Essas mesmas vias foram muito menos ativas em camundongos que receberam micróbios de primatas com cérebros menores.
“O que foi muito interessante foi que fomos capazes de comparar dados de cérebros de ratos hospedeiros com dados de cérebros reais de macacos e humanos e, para nossa surpresa, muitos dos padrões que vimos na expressão genética do cérebro de ratos eram os mesmos padrões que vimos nos próprios primatas reais”, disse Amato. “Em outras palavras, fomos capazes de fazer com que o cérebro do rato se parecesse com o cérebro do primata real de onde vieram os micróbios”.
Links para condições de neurodesenvolvimento
Os pesquisadores também descobriram outro resultado inesperado. Ratos que receberam micróbios de primatas cerebelares mostraram padrões de expressão genética associados ao TDAH, esquizofrenia, transtorno bipolar e autismo.
Pesquisas anteriores encontraram correlações entre condições como o autismo e diferenças na composição do microbioma intestinal. No entanto, a evidência direta de que os micróbios intestinais contribuem para estas doenças é limitada.
“Este estudo fornece mais evidências de que os micróbios podem contribuir para estas doenças – especificamente, que o microbioma intestinal está moldando a função cerebral durante o desenvolvimento”, disse Amato. “Com base nas nossas descobertas, podemos especular que se o cérebro humano for exposto aos micróbios ‘errados’, o seu desenvolvimento mudará e veremos sintomas destas doenças. Ou seja, se não for exposto aos micróbios humanos ‘certos’ no início da vida, o seu cérebro funcionará de uma forma diferente, o que pode contribuir para os sintomas destas doenças.”
Impacto no desenvolvimento e evolução do cérebro
Amato acredita que as descobertas podem ter implicações clínicas importantes, particularmente para a compreensão das origens de certos distúrbios psicológicos e para a análise do desenvolvimento do cérebro através de lentes evolutivas.
“É interessante pensar sobre o desenvolvimento do cérebro entre espécies e indivíduos, e investigar se podemos observar as diferenças nos padrões transversais, entre espécies, e descobrir as regras pelas quais os micróbios interagem com o cérebro, e se essas regras também se traduzem no desenvolvimento.”
O estudo, intitulado “A microbiota intestinal de primatas induz mudanças evolutivamente significativas no neurodesenvolvimento de camundongos”, foi publicado pela Anais da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América.
