Bactérias específicas no intestino levam camundongos mães a negligenciar seus filhotes

Bactérias específicas no intestino levam camundongos mães a negligenciar seus filhotes

Pesquisadores do Salk fazem descobertas inesperadas sobre como um determinado micróbio influencia o comportamento animal

LA JOLLA—À medida que os cientistas aprendem mais sobre os microorganismos que colonizam o corpo—coletivamente chamados de microbiota—uma área de intenso interesse é o efeito que esses micróbios podem ter no cérebro. Um novo estudo liderado por cientistas do Instituto Salk identificou uma cepa de E. coli bactéria que, ao viver no intestino de camundongos fêmeas, faz com que eles negligenciem seus filhotes.

As descobertas, publicadas em 29 de janeiro de 2021, na revista Os avanços da ciência, mostram uma ligação direta entre um determinado micróbio e o comportamento materno. Embora a pesquisa tenha sido feita em camundongos, ela contribui para o crescente corpo da ciência demonstrando que os micróbios no intestino são importantes para a saúde do cérebro e podem afetar o desenvolvimento e o comportamento.

“Até onde sabemos, esta é a primeira demonstração de que a microbiota intestinal é importante para promover um comportamento materno saudável e o vínculo entre mãe e filho em um modelo animal”, diz o professor Janelle Ayres, chefe de laboratório do Laboratório de Fisiologia Molecular e de Sistemas de Salk e autor sênior do artigo. “Isso aumenta a evidência cada vez maior de que existe uma conexão intestino-cérebro e que os micróbios são importantes para regular o comportamento do hospedeiro que eles habitam”.

As maneiras pelas quais a microbiota pode afetar a saúde mental e os distúrbios neurológicos é uma área de pesquisa crescente. A composição da microbiota intestinal nas pessoas tem sido associada à depressão, ansiedade, autismo e outras condições. Mas tem sido difícil estudar como cepas individuais de bactérias exercem sua influência no comportamento humano, uma conexão frequentemente chamada de eixo microbiota-intestino-cérebro.

Em seu laboratório, Ayres usa ratos para estudar como os sistemas corporais e o cérebro interagem entre si para promover a saúde. Isso inclui focar em como os processos do corpo são regulados por micróbios e as maneiras pelas quais os micróbios afetam o crescimento e o comportamento. Nos experimentos atuais, ela e sua equipe estavam investigando grupos de camundongos, cada um com uma única linhagem de E. coli em suas entranhas. Camundongos com uma cepa particular de E. coli, chamado O16:H48 MG1655, gerou filhotes que tiveram crescimento atrofiado. Um exame mais aprofundado revelou que os camundongos eram menores porque estavam desnutridos.

“Descobrimos que o comportamento dos filhotes era normal, e o leite produzido pelas mães era de composição normal, saudável e produzido em quantidades normais”, diz Ayres. “Acabamos descobrindo que ser colonizado por essa bactéria em particular levava a um mau comportamento materno. Os ratos estavam negligenciando seus filhotes.”

Experimentos adicionais revelaram que os camundongos poderiam ser resgatados do crescimento atrofiado, seja dando-lhes um fator de crescimento chamado IGF-1 ou entregando-os a mães de camundongos que poderiam cuidar deles adequadamente. Isso confirmou que a causa do crescimento atrofiado vinha do comportamento das mães, e não de algo nos próprios filhotes.

“Nosso estudo fornece uma compreensão sem precedentes de como a microbiota intestinal pode interromper o comportamento materno e como isso pode afetar negativamente o desenvolvimento de uma prole”, diz o primeiro autor Yujung Michelle Lee, ex-aluno de pós-graduação no laboratório de Ayres e agora pós-doutorado na Genentech. . “É muito interessante para mim que o estabelecimento de uma relação mãe-bebê saudável seja impulsionado por fatores além dos hormônios, e que os microorganismos que residem em nossos corpos desempenhem um papel significativo nisso”.

Ayres e sua equipe planejam estudar como esses micróbios provocam mudanças no comportamento dos camundongos. Descobertas iniciais sugerem que a bactéria pode estar afetando os níveis de serotonina, o hormônio associado a sentimentos de felicidade e bem-estar, mas é necessário mais trabalho.

“É muito difícil estudar essas relações em humanos, porque a microbiota humana contém centenas de espécies diferentes de microorganismos”, diz Ayres, que ocupa a cadeira de desenvolvimento Helen McLoraine. “Mas uma vez que entendemos mais sobre os mecanismos em modelos animais, podemos traduzir nossas descobertas para humanos para determinar se os micróbios e seus efeitos podem ser os mesmos”.

A cepa O16:H48 MG1655 foi encontrada em intestinos humanos e acreditava-se anteriormente que não tinha efeitos positivos ou negativos.

Outros autores do estudo foram Andre Mu de Salk e Martina Wallace, Jivani M. Gengatharan, Annalee J. Furst, Lars Bode e Christian M. Metallo da Universidade da Califórnia em San Diego.

Este trabalho foi financiado por um Crohn's and Colitis Foundation Senior Research Award, National Institutes of Health grant R01 AI114929 e Lynne and Mason Rosenthal/Leo S. Guthman Foundation.