O papel de metabólitos microbianos no processo neurodegenerativo da doença de Alzheimer

• Autor(a) principal: Silva, Ygor Parladore
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
• Texto Completo: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/53292
• topic: Microbiota intestinal; Ácidos graxos de cadeia curta; Neuroinflamação; Doença de Alzheimer; Neurodegeneração; Doença de Alzheimer; Doenças Neurodegenerativas; Microbioma Gastrointestinal; Ácidos Graxos Voláteis

A microbiota intestinal tem gerado grande interesse na pesquisa biomédica devido à sua influência sobre fisiologia e patologias humanas. Mais recentemente foi criado o conceito de eixo microbiota-intestino-cérebro como uma via de mão dupla de comunicação. Dentre os vários mecanismos de comunicação da microbiota com o cérebro, a atividade dos ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs) tem se destacado devido a seus numerosos efeitos na fisiologia cerebral e em diversas doenças, como a doença de Alzheimer (DA). A DA é a maior causa de demência no mundo e seu impacto tende a aumentar com o envelhecimento da população mundial. Terapias atuais são capazes apenas de limitar a progressão da doença e existe uma busca ativa por formas de diagnóstico e prevenção. Neste contexto, o objetivo deste estudo é investigar o potencial neuroprotetor dos principais SCFAs produzidos pela microbiota intestinal (acetato, propionato e butirato) em modelos experimentais da DA. Culturas organotípicas de hipocampo de rato foram expostas a oligômeros do peptídeo β-amiloide (AβOs), um componente neurotóxico encontrado em cérebros de pacientes com DA, e tratadas com cada SCFA individualmente ou com a combinação dos três SCFAs por 24h. Foram analisadas a expressão da molécula adaptadora ligante de cálcio ionizado 1 (IBA-1) por imunofluorescência e a secreção de citocinas inflamatórias por ELISA. Camundongos Swiss foram tratados por duas semanas com uma mistura dos SCFAs na água do bebedouro e então injetados por via intracerebroventricular com os AβOs. Vinte e quatro horas depois foram submetidos a testes cognitivos e comportamentais para avaliar aprendizado, memória, comportamento ansioso e tipo-depressivo. Camundongos Swiss também foram tratados por 2 semanas com antibióticos para depleção da microbiota intestinal, seguido por mais duas semanas de suplementação com SCFAs antes de receberam uma injeção de AβOs e passarem pelos testes comportamentais. Foi encontrado um aumento de TNF-α, IL-1β, IL-6 e IL-10 no meio de cultivo da cultura organotípica após exposição aos AβOs e redução de todas as citocinas após tratamento com propionato e butirato. Imagens de imunofluorescência de fatias de cultura organotípica mostraram que o butirato foi capaz de reduzir o número de micróglias positivas para IBA-1. Testes cognitivos mostraram déficit de aprendizado e memória em animais injetados com os AβOs e recuperação parcial pelo tratamento com SCFAs. Testes comportamentais mostraram indução de comportamento do tipo-depressivo, mas não ansioso, pela injeção dos AβOs e recuperação parcial com tratamento por SCFAs, além de aparente aumento de apetite em animais tratados com SCFAs. Animais depletados de microbiota apresentaram déficit cognitivo, porém tiveram melhor desempenho de aprendizado quando injetados com os AβOs e quando tratados com SCFAs. Foi encontrado um aumento no nível acetilação das histonas 3 e 4 em amostras do hipocampo de camundongos injetados com butirato intraperitonealmente, com pico de acetilação meia hora após a injeção. Ainda que mais experimentos sejam necessários, nossos dados sugerem um efeito neuroprotetor dos SCFAs