Como os micróbios intestinais ajudam os ratos a extinguir memórias de medo?

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Nos últimos 10 a 20 anos, os cientistas observaram como as bactérias que vivem no corpo humano influenciam a saúde.

Surgiram evidências de como as perturbações nessas comunidades microbianas se vinculam a doenças e até a mudanças comportamentais.

Essas associações também são evidentes nas relações entre certos distúrbios autoimunes e condições psiquiátricas.

Pessoas com esclerose múltipla ou doença inflamatória intestinal (DII), por exemplo, podem ter perturbado as bactérias intestinais e ter distúrbios de humor, ansiedade e depressão.

No entanto, embora essas investigações tenham confirmado a existência de um eixo intestinal-cerebral, os mecanismos que o sustentam não foram claros.

O novo estudo, que apresenta uma recente Natureza papel, oferece detalhes sem precedentes dos processos celulares e moleculares que conectam micróbios intestinais e células cerebrais.

“Ninguém ainda entendeu como a DII e outras condições gastrointestinais crônicas influenciam o comportamento e a saúde mental”, diz David Artis, co-autor sênior do estudo, professor de imunologia e diretor de pesquisa de DII da Weill Cornell Medicine, em Nova York.

“Nosso estudo é o começo de uma nova maneira de entender todo o cenário”, acrescenta.

Aprendendo e esquecendo

Para o estudo, o professor Artis e seus colegas usaram ratos para descobrir como a interrupção do micróbio intestinal afeta as células cerebrais.

Eles se basearam em seus conhecimentos em comportamento animal, seqüenciamento de genes e química celular.

A investigação se concentrou em quão bem os animais foram capazes de aprender e esquecer um gatilho do medo usando um experimento que os cientistas chamam de “condicionamento do medo e aprendizado da extinção”.

No experimento, os ratos aprendem a associar um choque elétrico na pata ao som simultâneo de um tom.

Eventualmente, o tom por si só pode provocar a mesma resposta de medo que o choque elétrico.

Após a exposição repetida ao tom sem um choque elétrico, os ratos tendem a esquecer a associação. Isso ocorre porque seus cérebros se atualizam ao fato de que a ameaça não existe mais.

No entanto, os pesquisadores descobriram que camundongos cujos intestinos estavam livres de germes ou cujos micróbios intestinais haviam sido bastante reduzidos devido ao tratamento com antibióticos mostraram uma redução acentuada na capacidade de aprender que a ameaça não estava mais presente. Em outras palavras, seus cérebros não estavam atualizando para as novas condições.

Genes alterados na microglia

Uma investigação genética da micróglia no cérebro dos animais lançou alguma luz sobre o mecanismo molecular por trás desse efeito.

Os pesquisadores analisaram a expressão gênica no córtex pré-frontal medial (mPFC), “uma área do cérebro conhecida por ser crucial para o aprendizado da extinção”.

Microglia são células imunes que vivem no cérebro e desempenham vários papéis em seu desenvolvimento e função.

Um de seus trabalhos é ajudar a estimular e podar as conexões entre neurônios, ou células nervosas, para remodelar os circuitos cerebrais.

Os pesquisadores descobriram que a ausência de micróbios intestinais alterava a expressão gênica da microglia no mPFC dos ratos de tal maneira que perturbava o modo como os neurônios normalmente se formam e eliminam as conexões durante o aprendizado e o esquecimento.

A equipe também encontrou mudanças substanciais nas substâncias químicas cerebrais nos ratos sem micróbios intestinais, como níveis alterados de moléculas que desempenham um papel em condições neuropsiquiátricas, como autismo e esquizofrenia.

Restaurar bactérias intestinais só funciona no início da vida

Os pesquisadores também realizaram experimentos em que restauraram bactérias intestinais em ratos sem germes em várias idades.

Eles descobriram que era possível para esses ratos desaprenderem uma resposta condicionada ao medo, mas apenas se restaurassem suas bactérias intestinais logo após o nascimento.

Eles viram isso como uma descoberta importante, pois muitas condições psiquiátricas associadas à autoimunidade também têm vínculos com problemas que ocorrem nos estágios iniciais do desenvolvimento do cérebro.

“O eixo intestino-cérebro afeta todos os seres humanos, todos os dias de suas vidas”, comenta o professor Artis.

Embora seja muito cedo para ter certeza, o investigador principal, Dr. Conor Liston, sugere que, com mais estudos, esses achados levarão a novos alvos de tratamento.

“Isso é algo que precisaremos testar daqui para frente”, diz ele.

“Estamos começando a entender mais sobre como o intestino influencia doenças tão diversas como o autismo, a doença de Parkinson, o transtorno de estresse pós-traumático e a depressão “.

David Artis