Um novo estudo revela que alterações no microbioma intestinal podem influenciar diretamente o funcionamento do cérebro, evidenciando uma conexão poderosa entre os micróbios e a atividade cerebral.
Os seres humanos possuem o maior tamanho de cérebro em relação ao corpo entre todos os primatas, contudo, os cientistas ainda sabem surpreendentemente pouco sobre como os mamíferos com cérebros grandes evoluíram para atender às enormes demandas energéticas necessárias para seu crescimento e manutenção.
Pesquisadores da Universidade Northwestern agora apresentaram a primeira evidência experimental direta de que o microbioma intestinal ajuda a moldar as diferenças na função cerebral entre espécies de primatas.
“Nosso estudo mostra que os micróbios atuam em características relevantes para a nossa compreensão da evolução, especialmente a evolução dos cérebros humanos”, afirmou Katie Amato, professora associada de antropologia biológica e principal investigadora do estudo.
Avanços em Pesquisas Sobre o Microbioma
As novas descobertas se baseiam em trabalhos anteriores do laboratório de Amato, que demonstraram que os micróbios intestinais de primatas com cérebros maiores produzem mais energia metabólica quando transferidos para camundongos. Essa energia extra é essencial, pois os cérebros exigem bastante combustível para se desenvolver e operar.
No estudo atual, os pesquisadores foram além ao examinar o cérebro em si. Eles queriam saber se os micróbios intestinais de primatas com diferentes tamanhos de cérebro poderiam realmente alterar como os cérebros dos camundongos hospedeiros funcionavam.
Transplante de Micróbios de Primatas em Camundongos
Para testar isso, a equipe conduziu um experimento controlado em laboratório. Eles introduziram micróbios intestinais de duas espécies de primatas de cérebro grande (humano e macaco-esquilo) e uma espécie de primata de cérebro pequeno (macaco) em camundongos que não tinham micróbios próprios.
Após oito semanas, os pesquisadores observaram diferenças claras na atividade cerebral. Os camundongos que receberam micróbios de primatas de cérebro pequeno apresentaram padrões distintos de funcionamento cerebral em comparação com aqueles que receberam micróbios de primatas de cérebro grande.
Alterações em Genes Cerebrais e Vias de Aprendizado
Nos camundongos que receberam micróbios de primatas de cérebro grande, os cientistas descobriram uma atividade mais elevada em genes ligados à produção de energia e à plasticidade sináptica, o processo que permite ao cérebro aprender e se adaptar. Essas mesmas vias estavam muito menos ativas nos camundongos que receberam micróbios de primatas de cérebro menor.
“O que foi super interessante é que conseguimos comparar dados que tínhamos dos cérebros dos camundongos com dados dos cérebros reais de macacos e humanos, e para nossa surpresa, muitos dos padrões que vimos na expressão genética cerebral dos camundongos eram os mesmos padrões observados nos primatas reais”, disse Amato. “Em outras palavras, conseguimos fazer os cérebros dos camundongos se parecerem com os cérebros dos primatas reais de onde os micróbios vieram.”
Conexões com Condições Neurodesenvolvimentais
Os pesquisadores também descobriram um resultado inesperado. Os camundongos que receberam micróbios de primatas de cérebro menor apresentaram padrões de expressão gênica associados ao TDAH, esquizofrenia, transtorno bipolar e autismo.
Estudos anteriores encontraram correlações entre condições como o autismo e diferenças na composição do microbioma intestinal. No entanto, as evidências diretas de que os micróbios intestinais contribuem para essas condições têm sido limitadas.
“Este estudo oferece mais evidências de que os micróbios podem contribuir causalmente para esses distúrbios – especificamente, o microbioma intestinal está moldando a função cerebral durante o desenvolvimento”, disse Amato. “Com base em nossas descobertas, podemos especular que se o cérebro humano for exposto à ação dos ‘micróbios errados’, seu desenvolvimento mudará, e veremos sintomas desses distúrbios, ou seja, se você não for exposto aos ‘micróbios certos’ na primeira infância, seu cérebro funcionará de maneira diferente e isso pode levar aos sintomas dessas condições.”
Implicações para Desenvolvimento e Evolução Cerebral
Amato acredita que as descobertas podem ter importantes implicações clínicas, especialmente para entender a origem de certos distúrbios psicológicos e observar o desenvolvimento cerebral sob uma perspectiva evolutiva.
“É interessante pensar sobre o desenvolvimento cerebral em espécies e indivíduos e investigar se podemos analisar diferenças transversais entre espécies e descobrir regras sobre como os micróbios interagem com o cérebro, e se essas regras podem ser traduzidas em desenvolvimento também.”
O estudo, intitulado “O microbiota intestinal de primatas induz mudanças evolutivamente relevantes no neurodesenvolvimento de camundongos”, foi publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
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