Seki et al. estabeleceram um perfil abrangente e resolvido pelo tempo de desenvolvimento de microbiota, imunológica e neurofisiológica em bebês prematuros. Suas pesquisas ligaram o estabelecimento de microbiomas precoces ao desenvolvimento imunológico e neurológico, identificando biomarcadores candidatos de lesão cerebral perinatal. Em resumo (esquerda), seus resultados mostraram que a resposta celular T pró-inflamatória se correlaciona com a maturação eletro-cortical suprimida. As células γδ T pareciam ter implicações centrais para esta supressão e a patogênese da lesão cerebral. Além disso, o crescimento excessivo de Klebsiella no trato gastrointestinal foi altamente preditivo para danos cerebrais. À direita, manifestações de tais lesões cerebrais são mostradas como imagens representativas de ressonância magnética craniana (rMRI) a termo-idade equivalente para hemorragia intraventricular (IVH; canto superior direito) e leucomalacia periventricular (PVL, canto inferior direito). Crédito: Seki et al., 2021
Um crescimento excessivo no trato gastrointestinal da bactéria Klebsiella em bebês pré-médios foi associado com um aumento da presença de certas células imunes e o desenvolvimento de danos neurológicos. Os achados sugerem uma ligação entre microbiota e desenvolvimento cerebral.
Fonte: Universidade de Viena
Bebês extremamente prematuros estão em alto risco de danos cerebrais. Pesquisadores da Universidade de Viena e da Universidade Médica de Viena encontraram agora possíveis alvos para o tratamento precoce de tais danos fora do cérebro: bactérias no intestino de bebês prematuros podem desempenhar um papel fundamental.
A equipe de pesquisa descobriu que o crescimento excessivo do trato gastrointestinal com a bactéria Klebsiella está associado a uma presença aumentada de certas células imunes e ao desenvolvimento de danos neurológicos em bebês prematuros.
O estudo agora está publicado na revista Cell Host & Microbe.
Interação complexa: o eixo intestino-imune-cérebro
O desenvolvimento precoce do intestino, do cérebro e do sistema imunológico estão intimamente interrelacionados. Pesquisadores se referem a isso como o eixo intestino-imune-cérebro. As bactérias no intestino cooperam com o sistema imunológico, que por sua vez monitora micróbios intestinais e desenvolve respostas apropriadas a eles. Além disso, o intestino está em contato com o cérebro através do nervo vago, bem como através do sistema imunológico.
"Investigamos o papel que esse eixo desempenha no desenvolvimento cerebral de bebês prematuros extremos", diz o primeiro autor do estudo, David Seki.
"Os microrganismos do microbioma intestinal – que é uma coleção vital de centenas de espécies de bactérias, fungos, vírus e outros micróbios – estão em equilíbrio em pessoas saudáveis. No entanto, especialmente em bebês prematuros, cujo sistema imunológico e microbioma não foram capazes de se desenvolver totalmente, mudanças são bastante prováveis de ocorrer. Essas mudanças podem resultar em efeitos negativos no cérebro." Padrões no microbioma fornecem pistas para danos cerebrais
"Na verdade, conseguimos identificar certos padrões no microbioma e na resposta imune que estão claramente ligados à progressão e gravidade da lesão cerebral", acrescenta David Berry, microbiologista e chefe do grupo de pesquisa do Centro de Microbiologia e Ciência de Sistemas Ambientais (CMESS) da Universidade de Viena, bem como diretor operacional do Centro Conjunto de Microbiomas da Universidade Médica de Viena e da Universidade de Viena.
"Crucialmente, esses padrões geralmente aparecem antes de mudanças no cérebro. Isso sugere uma janela de tempo crítica durante a qual danos cerebrais de bebês extremamente prematuros podem ser evitados de piorar ou até mesmo evitados." Estudo abrangente do desenvolvimento de bebês extremamente prematuros
Os pontos de partida para o desenvolvimento de terapias adequadas são fornecidos pelos biomarcadores que a equipe interdisciplinar conseguiu identificar.
"Nossos dados mostram que o crescimento excessivo da bactéria Klebsiella e dos níveis elevados de células γδ-T associadospodem aparentemente exacerbar danos cerebrais", explica Lukas Wisgrill, neonatólogo da Divisão de Neonatologia, Medicina Intensiva Pediátrica e Neuropediatria do Departamento de Medicina Pediátrica e Adolescente da Universidade Médica de Viena.
"Conseguimos rastrear esses padrões porque, para um grupo muito específico de recém-nascidos, pela primeira vez exploramos em detalhes como o microbioma intestinal, o sistema imunológico e o cérebro se desenvolvem e como eles interagem nesse processo", acrescenta.
O estudo monitorou um total de 60 bebês prematuros, nascidos antes de 28 semanas de gestação e pesando menos de 1 quilograma, por várias semanas ou até meses. Usando métodos de última geração – a equipe examinou o microbioma usando sequenciamento genético de rRNA 16S, entre outros métodos – os pesquisadores analisaram amostras de sangue e fezes, registros de ondas cerebrais (por exemplo, aEEG) e imagens de ressonância magnética do cérebro dos bebês. Pesquisa continua com dois estudos
O estudo, que é um projeto de cluster inter universitário sob a liderança conjunta de Angelika Berger (Medical University of Vienna) e David Berry (Universidade de Viena), é o ponto de partida para um projeto de pesquisa que investigará o microbioma e sua importância para o desenvolvimento neurológico de crianças prematuras ainda mais detalhadamente.
Além disso, os pesquisadores continuarão acompanhando as crianças do estudo inicial.
"Como as habilidades motoricas e cognitivas das crianças se desenvolvem só se torna aparente ao longo de vários anos", explica Angelika Berger.
"Nosso objetivo é entender como esse desenvolvimento muito precoce do eixo intestino-imunológico-cérebro se desenrola a longo prazo."
Os parceiros de cooperação mais importantes para o projeto já estão a bordo: "Os pais das crianças nos apoiaram no estudo com grande interesse e abertura", diz David Seki.
"Em última análise, esta é a única razão pela qual fomos capazes de obter esses insights importantes. Estamos muito gratos por isso.
“Aberrant gut microbiota-immune-brain axis development in premature neonates with brain damage” by Seki et al. Cell Host and Microbiome