Os micróbios intestinais podem ter ajudado a construir o cérebro humano — e poderão ainda estar a moldar o seu funcionamento nos dias de hoje.
Os seres humanos têm o maior tamanho de cérebro em relação ao tamanho corporal de todos os primatas, mas os cientistas ainda sabem surpreendentemente pouco sobre como os mamíferos com cérebros grandes evoluíram para satisfazer as enormes exigências energéticas necessárias para os desenvolver e manter.
Uma equipa de investigadores da Universidade Northwestern (NU) forneceu agora as primeiras provas experimentais diretas de que o microbioma intestinal ajuda a moldar diferenças na função cerebral entre espécies de primatas.
Os resultados do seu estudopublicado na semana passada na Anais da Academia Nacional de Ciências mostram que as bactérias intestinais podem influenciar diretamente o desenvolvimento e o funcionamento do cérebro.
No decurso do estudo, quando os cientistas transferiram micróbios de diferentes primatas para ratinhos, os cérebros dos animais começaram a assemelhar-se aos das espécies hospedeiras originais.
Os micróbios provenientes de primatas com cérebros grandes estimularam a energia cerebral e as vias de aprendizagem, enquanto outros desencadearam padrões muito diferentes.
Os resultados sugerem que os micróbios intestinais podem ter desempenhado um papel oculto na formação do cérebro humanoe poderão influenciar a saúde mental.
“O nosso estudo mostra que os micróbios atuam sobre características que são relevantes para a nossa compreensão da evolução, e particularmente a evolução dos cérebros humanos”, afirmou Katie Amatoprofessora associada de antropologia biológica e investigadora principal do estudo, em comunicado sim NÃO.
As novas descobertas baseiam-se em trabalhos anteriores do laboratório de Amato, que mostraram que os micróbios intestinais de primatas com cérebros maiores produzem mais energia metabólica quando transferidos para ratinhos. Esta energia extra é essencial porque os cérebros necessitam de uma grande quantidade de combustível para se desenvolverem e funcionarem.
O novo estudo foi mais longe, ao examinar o próprio cérebro. A equipa de Amato queria saber se os micróbios intestinais de primatas com diferentes tamanhos relativos de cérebro poderiam efetivamente alterar o funcionamento dos cérebros dos ratinhos hospedeiros.
Para testar esta hipótese, a equipa conduziu uma experiência rigorosamente controlada, durante a qual foram introduzidos micróbios intestinais de duas espécies de primatas com cérebros grandes e uma espécie de primata com cérebro pequeno em ratinhos que não tinham micróbios próprios.
Após oito semanas, os investigadores observaram diferenças claras na atividade cerebral. Os ratinhos que receberam micróbios de primatas com cérebros pequenos apresentaram padrões distintos de função cerebral em comparação com os ratinhos que receberam micróbios de primatas com cérebros grandes.
Nos ratinhos aos quais foram dados micróbios de primatas com cérebros grandes, os cientistas encontraram maior atividade em genes ligados à produção de energia e à plasticidade sináptica, o processo que permite ao cérebro aprender e adaptar-se. Estas mesmas vias estavam muito menos ativas nos ratinhos que receberam micróbios de primatas com cérebros mais pequenos.
“O que foi extremamente interessante é que conseguimos comparar dados que tínhamos dos cérebros dos ratinhos hospedeiros com dados de cérebros reais de macacos e humanos, e para nossa surpresa, muitos dos padrões que vimos na expressão genética cerebral dos ratinhos eram os mesmos padrões observados nos próprios primatas reais”, disse Amato.
“Por outras palavras, conseguimos fazer com que os cérebros dos ratinhos se assemelhassem aos cérebros dos primatas reais de onde os micróbios provinham”, nota Amato.
Os investigadores descobriram também outro resultado inesperado. Os ratinhos que receberam micróbios de primatas com cérebros mais pequenos mostraram padrões de expressão genética associados a PHDAesquizofrenia, perturbação bipolar e autismo.
Estudos anteriores encontraram correlações entre condições como o autismo e diferenças na composição do microbioma intestinal. No entanto, as provas diretas de que os micróbios intestinais contribuem para estas condições têm sido limitadas.
“Este estudo fornece mais provas de que os micróbios podem contribuir causalmente para estas perturbações — especificamente, o microbioma intestinal está a moldar a função cerebral durante o desenvolvimento“, diz Amato.
“Com base nas nossas descobertas, podemos especular que se o cérebro humano for exposto às ações dos micróbios ‘errados‘, o seu desenvolvimento irá alterar-se, e veremos sintomas destas perturbações”, explica a investigadora.
“Ou seja, se não formos expostos aos micróbios humanos ‘certos’ no início da vida, o nosso cérebro funcionará de forma diferentee isto pode levar a sintomas destas condições”, conclui Amato.