O papel da microbiota nos sintomas do TEA

Cientistas tentam decifrar até que ponto a composição das bactérias intestinais interfere no desenvolvimento ou agravamento do Transtorno

O eixo cérebro-intestino-microbiota tem sido amplamente investigado em várias partes do mundo e estudos sugerem que a estreita relação entre esses órgãos e sistemas pode ser a resposta para o desenvolvimento de distúrbios cerebrais diversos, incluindo o transtorno do espectro autista. Descobertas científicas recentes têm indicado que anormalidades na composição da microbiota intestinal podem estar potencialmente envolvidas com o desenvolvimento ou agravamento de sintomas do TEA, em razão de seu papel na modulação do sistema imunológico e da microbiota intestinal. Também já foi demonstrado, por diferentes estudos, que esses indivíduos têm uma população de bactérias patogênicas na microbiota intestinal em quantidade muito superior ao esperado, o que gera uma disbiose e, consequentemente, um desequilíbrio imunorregulatório. Crianças com TEA têm 3,5 vezes mais problemas intestinais que as neurotípicas – segunda principal comorbidade do transtorno (a primeira é a epilepsia) – e reportam frequentemente dor abdominal, constipação, diarreia crônica, refluxo, quadros de colite e outras disfunções do trato gastrointestinal que pioram significativamente o comportamento e a qualidade de vida.

Ainda não está claramente estabelecido pela ciência de que maneira os fatores gastrointestinais estão relacionados com o TEA. No entanto, muitas crianças com o transtorno têm uma história de exposição prévia a antibióticos ou hospitalização, sintomas gastrointestinais frequentes, ânsias alimentares anormais e populações bacterianas intestinais únicas, que podem estar relacionadas com a gravidade variável dos sintomas. Outro fator considerado importante é a forma do parto, sendo o natural mais recomendável pelo fato de a criança receber, no momento do nascimento, uma alta carga bacteriana benéfica da mãe na passagem pelo canal vaginal. “O Brasil certamente tem um alto risco de autismo e distúrbios relacionados devido às altas quantidades de cesarianas eletivas, ao alto uso de antibióticos em medicina e agricultura, ao aumento do consumo de alimentos processados e industrializados e às populações genéticas em risco, com alta prevalência de polimorfismos orgânicos da acidemia (elevação de acidez no sangue), além da migração, condições que levam à alteração da imunidade, do metabolismo e do desenvolvimento cerebral por alteração do microbioma”, alerta o professor­ doutor Derrick MacFabe, diretor do American College of Nutrition e do Kilee Patchell-Evans Autism Research Group (KPEARG), um dos maiores centros de pesquisa em TEA do mundo, fundado na University of Western Ontario, no Canadá, e cujo trabalho está listado entre as 50 principais descobertas científicas do Canadá pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do país.

As pesquisas relacionando a micro­biota e o TEA ganharam destaque a partir do ano 2000, quando o grupo do professor doutor Sidney Feingold, da Infections Disease­ Sections, Veterans ­Affairs Medical­ Center, na Califórnia, Estados Unidos, descobriu que populações anormais de bactérias intestinais, especialmente certas espécies de Clostridium difficile – principalmente C. perfringens, que são patogênicos e produtores de to­xinas – eram encontradas em grande quantidade nas amostras fecais de crianças com TEA em comparação aos controles. Na época, os cientistas identificaram 25 espécies diferentes de Clostridium nas amostras de crianças com autismo. Nos espécimes gástricos e duodenais, o achado mais surpreendente do estudo ‘Gastrointestinal microflora studies in late-onset autism’ foi a ausência total de anaeróbios não formadores de esporos e bactérias micro­aerófilas nos controles, e um número significativo dessas bactérias nas crianças com TEA. Ao demonstrar essas alterações na microbiota intestinal de crianças com TEA de início tardio, o experimento desencadeou uma série de pesquisas que tentam entender o real papel da microbiota na natureza do distúrbio.

Nos estudos desenvolvidos pelo grupo da professora doutora Katia Sivieri, do Departamento de Alimentos e Nutrição da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) – campus Araraquara, alguns desses achados foram confirmados. Os cientistas avaliaram a microbiota de crianças com TEA e neurotípicas e perceberam que o grupo com TEA tinha maior concentração de Desulfovibrio­ – considerada um importante marcador da microbiota – e de Clostridium,­ inclusive C. perfringens, além de uma menor concentração de Bifidobacterium­ e uma concentração intermediária de Lactobacillus,­ que foi usado como marcador no ensaio. “Fizemos um experimento in vitro utilizando o simula­dor Shime® com diferentes misturas, e a mais significativa foi a que envolveu Bifidobacterium longum, Lactobacillus reuteri e Vivinal® GOS, que é um galacto­oligossacarídeo. Depois de 24 horas em fermentação houve uma mudança nessa microbiota com expressiva presença de Bifidobacterium e quantidade aumentada de Lactobacillus”, detalha.

A partir desse resultado, o grupo realizou um experimento de longa duração em que o reator foi alimentado com essa mistura durante duas semanas. O mesmo comportamento foi observado, com aumento de Bifidobacterium­ e Lactobacillus,­ diminuição de Clostridium perfringens­ e de Desulfovibrio, além de aumento de ácido butírico que, nas crianças com autismo, quase não é encontrado. “Dependendo da microbiota, não conseguimos dosar ácido butírico nessas­ crianças devido à quantidade ser tão pequena. E esse é um metabólito muito importante. Também identificamos aumento de ácido acético e diminuição de ácido propiônico, que geralmente está aumentado nas crianças com autismo”, descreve.

A pesquisadora lembra que os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) – principalmente acetato,  butirato e propionato, produzidos a partir da fermentação de fibras no intestino – têm papéis diferenciados para a saúde do organismo. Quando os AGCC são absorvidos, melhoram a captação de água e sais, e são usados como fonte de energia pelo hospedeiro. O ácido butírico é a principal fonte de energia das células epiteliais que revestem o cólon e pode influenciar no crescimento e na diferenciação celular. Outro fator importante é que a produção desses metabólitos pelas bactérias altera o trânsito intestinal e, quando esse tempo do trânsito é prolongado, geralmente ocorre constipação ou algum outro distúrbio gastrointestinal, aumento da permeabilidade intestinal e, consequentemente, alteração na produção desses metabólitos microbianos.

Os estudos com AGCC e transtorno do espectro autista têm sido um dos focos do grupo multidisciplinar internacional de pesquisa do KPEARG, que pretende entender como os produtos metabólitos do microbioma intestinal controlam a função cerebral e o comportamento no TEA, e de que maneira as condições neuropsiquiátricas estão relacionadas, como transtorno obsessivo-compulsivo, ansiedade, transtornos alimentares e de aprendizagem. “Estamos particularmente interessados em entender se os metabólitos de ácidos graxos de cadeia curta presentes na dieta e produzidos por bactérias intestinais oportunistas, após a fermentação dos carboidratos da dieta, podem ser gatilhos ambientais, particularmente o ácido propiônico. Queremos compreender seu papel no autismo e no desenvolvimento de novos biomarcadores clínicos e terapias para prevenir, identificar, rastrear e tratar o distúrbio”, afirma o professor. Os AGCC representam um grupo de compostos derivados do microbioma hospedeiro que estão plausivelmente ligados ao TEA e podem induzir efeitos generalizados no intestino, no cérebro e no comportamento.

No artigo de revisão ‘Enteric short­chain fatty acids: microbial messengers­ of metabolism, mitochondria and ­mind: implications­ in autism spectrum disorders’,­ o pesquisador relata que o ácido propiônico, um importante AGCC produzido por bactérias gastrointestinais associadas ao TEA e um conservante alimentar comum, pode produzir mudanças comportamentais, eletrogênicas, neuro­inflamatórias, metabólicas e epigenéticas reversíveis que se assemelham àquelas encontradas no autismo quando essas cepas são administradas em estudos com roedores. No experimento, a administração intraventricular de ácido propiônico em ratos induziu movimentos motores anormais, interesses repetitivos, alterações eletrográficas, déficits cognitivos, perseveração e interações sociais prejudicadas. “O tecido cerebral de ratos que receberam ácido propiônico mostra um número de alterações neuroquímicas ligadas ao TEA, incluindo neuroinflamação inata, aumento do estresse oxidativo, depleção de glutationa e perfis alterados de fosfolipídio/acilcarnitina. Essas alterações contri­buem direta ou indiretamente para a disfunção mitocondrial adquirida via comprometimento de vias dependentes de carnitina e glutationa, consistente com os achados em pacientes”, descreve. O cientista lembra que a glutationa é baixa no autismo,  e medicamentos comuns, como o acetominofen, administrado comumente em crianças com TEA, em longo prazo pode prejudicar ainda mais esse sistema levando a um aumento do estresse oxidativo e a problemas metabólicos.

Antibióticos comuns podem prejudicar os processos dependentes de carnitina, alterando a microbiota intestinal e, consequentemente, favorecendo as bactérias produtoras de ácido propiônico e inibindo o transporte de carnitina através do intestino. Segundo o professor, o ácido propiônico também produz efeitos bioativos nos sistemas de neurotransmissores, na acidificação intracelular e liberação de cálcio, no metabolismo dos ácidos graxos, na função imunológica e na alteração da expressão gênica. “Esses achados são consistentes com os sintomas e mecanismos subjacentes propostos no TEA. Coletivamente, oferecem suporte adicional para que fatores derivados do intestino, como os AGCC bacterianos ou entéricos produzidos por bactericidas, possam ser agentes ambientais plausíveis que podem desencadear o TEA ou comportamentos relacionados ao transtorno, por isso, merecem maior exploração em ciência básica e medicina clínica”, acentua.

Outro estudo do KPEARG investiga o butirato, um ácido graxo de cadeia curta derivado principalmente do microbioma entérico que modula positivamente a função mitocondrial – incluindo aumento da fosforilação oxidativa e da beta-oxidação – e tem sido proposto como um neuroprotetor. Assim como outros AGCC, o butirato foi associado com o TEA por ser uma condição relacionada à disfunção mitocondrial. No entanto, futuros estudos clínicos em humanos são necessários para ajudar a definir as implicações práticas desses achados fisiológicos. ”No autis­mo vemos muitas situações estranhas, como diferentes bactérias na microbiota, infla­mação do cérebro, mudanças nos lipídios e dife­renças nas mitocôndrias. E o que queremos saber é como podemos ligar todas essas alterações para entender melhor o transtorno”, enfatiza. O pesquisa­dor ressalta que nem todos os AGCC são iguais e, portanto, seus efeitos podem variar em diferentes tipos e doses, dieta, composição do microbioma, herança e alterações adquiridas na função imune e mitocondrial, incluindo aquelas encontradas em pessoas com TEA.

Outras comprovações

Muitos outros estudos têm conseguido demonstrar alterações microbianas em crianças com TEA. Um deles foi apresentado em 2013 por pesquisadores da Universidade Estadual do Arizona, Estados Unidos, que mediram os níveis de vários subprodutos microbianos nas fezes de crianças com autismo e controle e encontraram diferenças significativas entre os dois grupos. No mesmo ano, cientistas italianos relataram que, em comparação com crianças sadias, as que tinham TEA apresentavam níveis alterados de várias espécies bacterianas intestinais, com menor quantidade do gênero Bifidobacterium,­ reconhecidamente um dos mais importantes para a saúde do intestino. Um experimento publicado em 2017 sugeriu que o uso de transplante fecal em crianças com autismo poderia aliviar os problemas digestivos e os distúrbios sociais.

Pesquisadores da Shangai Mental Health Center, na China, publicaram uma revisão sistemática na Shangai Archives of Psychiatry (2013 – nº6) sobre as características da microbiota intestinal de crianças com autismo. Dos 15 estudos transversais analisados, 11 reportaram diferenças significativas na prevalência de bactérias gastrointestinais entre as crianças com TEA e as do grupo controle, com destaque para os filos Firmicutes, Bacteroides e Proteobacteria. Em 2018, cientistas do Peking University First Hospital, em Beijing, publicaram uma metanálise de 150 estudos, realizados em vários países desde a década de 1960, relacionando a saúde do intestino e o autismo. Segundo os estudos citados na metanálise, publicada no periódico científico Frontiers, o equilíbrio da microbiota intestinal melhora os sintomas do TEA.

A ação benéfica dos probióticos

Os inúmeros estudos já realizados sobre a microbiota humana comprovam que os trilhões de microrganismos que habitam o trato digestivo são responsáveis por um efeito significativo na saúde e na doença. Por isso, os pesquisadores afirmam que quanto maior a diversidade microbiana, mais saudável essa microbiota será e, consequentemente, o organismo terá mais resistência a doenças. No entanto, ainda é precoce a afirmação de que uma intervenção com cepas probióticas possa alterar o histórico do transtorno do espectro autista. A professora Katia Sivieri, da UNESP,  afirma que não se pode esquecer que a microbiota é construída ao longo da vida, especialmente durante os 1.000 primeiros dias. “Nascemos com uma pequena quantidade de microrganismos, temos contaminação na hora do parto, pelo leite materno, com toda a alimentação nos primeiros anos de vida. E um ponto importante é a qualidade da alimentação da criança e como é formada essa microbiota nesses três primeiros anos de vida”, ensina.

Os cientistas acreditam que a formação da microbiota, desde o parto e durante os primeiros 1.000 dias, será fundamental para o desenvolvimento em todos os pontos de vista, inclusive na possibilidade de autismo. A pesquisadora acrescenta que um dos riscos é o uso de antibióticos nesses primeiros três anos, porque acabam destruindo todos os microrganismos, benéficos e patogênicos, que fazem parte da microbiota que ainda está sendo formada. “Acredito que a microbiota é um ponto central de várias doenças da modernidade, não só o autismo. O que precisamos descobrir é quais cepas probióticas poderiam ajudar a melhorar os sintomas típicos desse transtorno”, reforça. O estudo ‘Microbial-­based treatment reverses autism spectrum social deficits in mouse­ models’, do professor Mauro Costa Mattioli,­ desenvolvido no Baylor College of Medicine, em Houstoun, Estados Unidos, indica que o L. reuteri, por exemplo, poderia ter uma ação no controle dos sintomas do TEA.

Ao estudar fêmeas de camundongos que ingeriam dieta com alto teor de gordura para avaliar o teor de gordura na prole, o pesquisador observou que alguns indivíduos da prole tinham comportamento parecido com o de crianças com TEA. “Ao analisar a microbiota dessa prole, o cientista viu que estava faltando Lactobacillus reuteri e, ao ser administrado, os animais voltaram ao comportamento normal. Mas é importante destacar que nem todos os L. reuteri têm esse mesmo comportamento no intestino, o que indica que a ação positiva é cepa-dependente”, explica a pesquisadora da UNESP. A aluna de mestrado Ana Luiza Rocha Duque vai para o Baylor College of Medicine para dar seguimento ao trabalho in vitro desenvolvido na UNESP, mas agora utilizando modelo animal em parceria com professor Mauro Costa Mattioli.

O pesquisador Derrick ­MacFabe lembra que alguns estudos mostram que as alterações no microbioma podem ser uma consequência de eventos que ocorrem durante a infância, como prematuridade, cesarianas e infecções nosocomiais. Além disso, certas doenças da infância têm sido associadas a alterações no microbioma, como enterocolite necrosante, cólica infantil, asma, doença atópica, doença gastrointestinal, diabetes, desnutrição, transtornos de humor/ansiedade e transtorno do espectro autista. “Revisamos algumas das evidências de alteração do microbioma em relação a doenças na infância e discutimos os ensaios clínicos que examinaram a manipulação do microbioma em um esforço para prevenir ou tratar essas enfermidades com foco primário em probióticos, prebióticos e/ou simbióticos. Estudos de tratamento sugerem que os probióticos são potencialmente protetores contra o desenvolvimento de algumas dessas enfermidades”, relata. No entanto, o tempo e a duração do tratamento, a cepa probiótica e os fatores que podem alterar a composição e a função do microbioma ainda precisam de novas pesquisas.

Risco de disbiose

A professora Katia Sivieri lembra que crianças com TEA apresentam alteração sensorial e expressiva seletividade alimentar e, consequentemente, a diversidade microbiana dessas crianças está diminuída. Com o ecossistema microbiano em disbiose, por ser pouco saudável e desbalanceado, também não há resistência a doenças. Por isso, em geral surgem alergias, obesidade e outros problemas decorrentes da disbiose intestinal, além das alterações de comportamento. “Quanto maior a disfunção gastrointestinal, pior o comportamento da criança com autismo. Ao fazer uma correlação da seletividade alimentar com os problemas gastrointestinais que essas crianças têm, e com a pouca diversidade microbiana, vemos que é uma microbiota em disbiose, como já foi observado no estudo do doutor Sidney Feingold, em 2000”, ressalta.

O professor Derrick MacFabe enfatiza que, ao ingerir um alimento, o indivíduo também está alimentando as bactérias do sistema digestório, que produzem fermentação e diferentes metabólitos dependendo da quanti­dade e do tipo de substrato que recebem. Por isso, defende uma dieta moderada, composta de mais alimentos naturais, vegetais, frutas, iogurtes e produtos fermentados, e menos gorduras, carboidratos, açúcares e alimentos processados. “Não estamos preocu­pados somente com o autismo. Estamos pensando amplamente nos efeitos comportamentais relacionados à ansiedade, depressão, aos problemas de aprendizagem e aos transtornos obsessivos compulsivos, pois, em muitos desses transtornos há relação com o comportamento do microbioma, que está desempenhando um grande papel”, ressalta. Os estudos estão disponíveis no site http://kpearg.com.