Bactérias intestinais podem influenciar inteligência infantil

Batya Swift Yasgur, MA, LSW

Notificação

9 de janeiro de 2018

Nova pesquisa mostra que o microbioma intestinal pode influenciar o desenvolvimento cognitivo infantil.

Rebecca Knickmeyer, PhD, professora-associada do departamento de psiquiatria da University of North Carolina, em Chapel Hill, e equipe, analisaram amostras fecais de crianças de um ano de idade com desenvolvimento normal a fim de determinar a composição bacteriana nos intestinos delas.

Aos dois anos de idade, algumas crianças pequenas pontuaram significativamente melhor nos testes cognitivos do que outras. Foi observada uma relação entre essas diferenças e os aglomerados de bactérias que tinham sido identificados no microbioma intestinal das crianças.

"Em última análise, se pudéssemos entender melhor, na complexa comunidade da microbiota, quais são as bactérias benéficas para o desenvolvimento do cérebro, talvez pudéssemos administrá-las em probióticos e usá-las para fortalecer o desenvolvimento cognitivo", disse Rebecca ao Medscape.

"Claro, isso ainda está muito longe de onde estamos agora, embora seja um campo que esteja evoluindo rapidamente", acrescentou.

O estudo foi publicado no periódico Biological Psychiatry.

Primórdios

"O primeiro ano de vida é o primórdio da colonização microbiana do intestino, e a fase mais rápida e dinâmica do desenvolvimento pós-natal do cérebro", escrevem os autores.

A possível concomitância destes processos não foi testada empiricamente em seres humanos, embora estudos em modelos de roedores "forneçam indícios eloquentes de que os microrganismos que colonizam o intestino influenciem o desenvolvimento neurológico", particularmente "os comportamentos exploratórios e de comunicação e o desempenho cognitivo".

"Vários estudos com animais replicados em pesquisas mostraram que se você manipular o microbioma, você pode modificar o comportamento", disse Rebecca.

"Queríamos avaliar os primórdios, quando o microbioma está a sendo formado, porque, embora o desenvolvimento do cérebro se dê durante a vida toda, os dois primeiros anos mostram um crescimento muito rápido e dinâmico, incluindo a criação de redes neurais funcionais e a mielinização", contou a pesquisadora.

A hipótese dos pesquisadores foi de que as amostras de microbioma intestinal se aglomeram em grupos de "comunidades similares", e que as crianças com diferentes aglomerados teriam diferentes capacidades cognitivas.

Os pesquisadores previram que o desempenho cognitivo global seria maior nos aglomerados com abundância de microrganismos presumivelmente benéficos (por exemplo, Lactobacillus ou Bacteroides),e que a menor diversidade alfa (significando um microbioma menos maduro) se correlacionaria a um menor desempenho cognitivo.

Para investigar a questão, os pesquisadores estudaram o material fecal de crianças com um ano de idade (N = 89) a partir de dois estudos prospectivos longitudinais sobre o desenvolvimento inicial do cérebro.

Aos dois anos de idade, a capacidade cognitiva das crianças foi avaliada por meio das escalas de aprendizado inicial de Mullen e do conjunto de aprendizado cognitivo inicial (respectivamente, Mullen Scales of Early Learning e Early Learning – Cognitive Composite, ELC). As escalas de aprendizado inicial de Mullen consistem em cinco escalas que avaliam a capacidade motora grossa, a capacidade motora fina, a recepção visual, a linguagem expressiva, e a linguagem receptiva.

Além dos testes cognitivos, foram obtidas imagens cerebrais durante o sono natural não sedado (mediana de idade ao primeiro exame = 12,8 meses; mediana de idade no segundo exame = 25,1 meses).

Os exames forneceram informações sobre medidas de volume intracraniano, total de substância cinzenta, total de substância branca, volume total do líquido cefalorraquidiano, volume do ventrículo lateral, e o volume de matéria cinzenta em 90-regiões.

Amadurecimento lento é melhor

Foi observado que as crianças se concentravam em três grupos, ou clusters: grupo 1 (C1), caracterizado pela abundância relativa de Faecalibacterium;grupo 2 (C2), caracterizado pela abundância relativa de Bacteroides;e o grupo 3 (C3) caracterizado pela abundância relativa de um gênero inominado da família Ruminococcaceae.

Após correção pelo índice de falsas descobertas (FDR, do inglês False Discovery Rate), o aleitamento no momento da coleta da amostra (um ano de idade), o tipo de parto e a etnia dos pais foram significativamente diferentes entre os grupos. As crianças do grupo C2 foram mais propensas a receber aleitamento materno com um ano de idade e tiveram menor probabilidade de ter nascido de parto cesáreo.

A etnia dos pais foi: 90% de brancos no grupo C2; 71% de brancos no grupo C3; 57% de brancos no grupo C1.

A análise primária mostrou que a capacidade cognitiva das crianças diferiu entre os grupos. Aos dois anos de idade (N = 69), C2 teve o melhor desempenho na pontuação ELC e C1 teve o pior desempenho (P = 0,006).

Não foram observadas diferenças significativas nos resultados das escalas de Mullen entre os grupos com um ano de idade (N = 86).

Aos dois anos de idade, maior diversidade alfa foi associada a menor pontuação nas escalas de Mullen em termos do conjunto das escalas, na escala de recepção visual, e nas escalas de linguagem expressiva. O grupo C1 exibiu a maior diversidade alfa e o grupo C2 exibiu a menor diversidade alfa.

Embora tenha havido algumas diferenças entre os três grupos em termos de neuroimagem, análises exploratórias revelaram que o microbioma intestinal teve "efeitos mínimos" nos volumes cerebrais regionais com um e dois anos de idade.

"Este é o primeiro estudo mostrando que a variação do microbioma intestinal humano está associada à cognição em uma coorte de crianças com desenvolvimento normal durante o período considerado de sensibilidade na hipótese da pesquisa", escrevem os autores.

Os pesquisadores sugerem que o grupo C2, com maiores níveis de Bacteroides, pode refletir um subgrupo de crianças com retardo na maturação da microbiota intestinal, porque estas bactérias são subsequentemente deslocadas durante o desenvolvimento por vários tipos de clostrídios, inclusive as bactérias encontradas nos grupos C1 e C3 (espécies de Faecalibacterium e Ruminococcaceae, respectivamente).

"É possível, embora isso seja uma especulação, que o amadurecimento mais rápido do microbioma nesta amostra possa ser menos benéfico, ou que o desenvolvimento mais lento do microbioma esteja relacionado com um período mais prolongado de plasticidade cerebral", sugeriu Rebecca.

"Nós também esperávamos que as crianças com microbiota mais diversificada tivessem melhor desenvolvimento cognitivo, mas observamos o contrário, e ainda estamos pensando sobre qual poderia ser o motivo, visto que a maior diversidade costuma ser considerada boa, porque normalmente cria uma comunidade funcional mais estável", disse a autora.

"Possíveis explicações são que as comunidades variadas podem conter bactérias patogênicas com efeitos potencialmente negativos sobre o desenvolvimento do cérebro, ou que em uma comunidade variada, todas as bactérias têm de compartilhar os recursos, de modo que as bactérias benéficas recebem menos recursos".

Incentivar o aleitamento materno e o parto transvaginal

Comentando os resultados para o Medscape, Brett B. Finlay, PhD, OC, OBC, Peter Wall Distinguished Professor, e membro sênior do CIFAR, do Michael Smith Laboratories na University of British Columbia em Vancouver, Canadá, que não participou do estudo, chamou os resultados de "empolgantes e preliminares".

A maioria dos "pesquisadores dessa área acredita que, nos modelos animais, o microbioma ao início da vida altera o desenvolvimento do cérebro, e acho que este é o primeiro estudo em seres humanos insinuando isso", disse o comentarista.

Finlay advertiu que, como observam os autores, "trata-se apenas um estudo de correlação, e nenhuma conclusão pode ser tirada em termos de causalidade e microbioma".

Além disso, "com um ano de idade, quando a amostra foi obtida, os alimentos sólidos estão sendo introduzidos, há muita variação ao longo do tempo, de modo que é necessário fazer um estudo longitudinal".

O Dr. Timothy Dinan, PhD, professor de psiquiatria e pesquisador responsável do APC Microbiome Institute do University College Cork, na Irlanda, que também não participou do estudo, concordou que a "grande limitação é o fato de a microbiota não ter sido avaliada de modo seriado em diferentes pontos do tempo".

No entanto, o estudo "estabelece um forte vínculo entre a microbiota intestinal inicial e o desenvolvimento cognitivo subsequente", disse o professor ao Medscape.

Dr. Dinan, que é coautor de um comentário que acompanha o estudo, destacou que o estudo deixa uma mensagem: "os fatores que determinam a microbiota inicial, tais como o aleitamento materno vs. mamadeiras, podem impactar no funcionamento cognitivo".

Dra. Rebecca concordou. "Embora seja muito cedo para dizer que as pessoas devam usar algum tipo de probiótico ou adotar um tipo de alimentação específica, nossa pesquisa consegue mostrar que o aleitamento materno faz bem e que o parto vaginal pode ter efeitos positivos".

Este estudo foi subsidiado pelo National Institute of and the Foundation of Hope for Research and Treatment of Mental Illness. O trabalho do Dr. Dinan e coautores é financiado por Alimentary Pharmabiotic Center do Science Foundation Ireland, Health Research Board of Ireland e European Community's Seventh Framework Programme Grant MyNewGut. A Dra. Rebecca Knickmeyer é copesquisador com bolsa da Nestlé/Wyeth. Os outros autores informaram nã o possuir conflitos de interesses relevantes.

Biol Psychiatry. 2018;83:148-159,97-99 Resumo, Comentário

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