Conexão surpreendente entre epigenética, microbioma intestinal e desenvolvimento cerebral

Pesquisadores identificaram uma relação inesperada entre a programação biológica inicial do bebê, o microbioma intestinal e o desenvolvimento do cérebro mais tarde. Os resultados, divulgados na Cell Press Blue, indicam que marcas epigenéticas já presentes no nascimento podem direcionar como as bactérias intestinais se estabelecem e mudam ao longo da infância. O trabalho também associou assinaturas epigenéticas específicas, determinados microrganismos intestinais e sinais de transtorno do espectro autista (TEA) e transtorno de déficit de atenção/hiperatividade (TDAH) aos três anos.

“Certas bactérias parecem oferecer proteção, o que é empolgante porque sugere que pode haver maneiras de apoiar o desenvolvimento infantil por meio da dieta ou de probióticos no futuro”, diz o autor sênior e gastroenterologista Francis Ka Leung Chan, da Universidade Chinesa de Hong Kong.

Como epigenética e microbioma intestinal moldam o desenvolvimento

Os primeiros anos de vida representam uma janela decisiva tanto para a formação do cérebro quanto para a maturação do sistema imune. Estudos anteriores já apontaram que epigenética e microbioma intestinal têm potencial para influenciar a saúde ao longo do tempo, mas ainda se sabe pouco sobre como esses dois sistemas se articulam na primeira infância.

“Queríamos ver como o epigenoma e o microbioma interagem no início da vida e se essa interação poderia influenciar o risco de uma criança desenvolver condições de neurodesenvolvimento como TEA e TDAH”, diz o coautor sênior e pesquisador de saúde pública Hein Min Tun, da Universidade Chinesa de Hong Kong. “Descobrimos uma espécie de diálogo acontecendo: a configuração epigenéticos de um bebê ao nascer pode influenciar seu risco de distúrbios de neurodesenvolvimento, mas a presença de certas bactérias ‘boas’ em seu intestino pode intervir e modificar esse risco.”

Para explorar essa hipótese, o grupo examinou padrões de metilação do DNA - um tipo frequente de modificação epigenética - no sangue do cordão umbilical de 571 bebês. Em seguida, cruzou essas informações com amostras do microbioma intestinal obtidas de 969 bebês aos 2, 6 e 12 meses de idade, além de amostras do microbioma dos pais coletadas no terceiro trimestre da gestação.

Quando as crianças chegaram aos 36 meses, os cientistas avaliaram o neurodesenvolvimento por meio de um questionário comportamental e então buscaram relações entre os desfechos do desenvolvimento, as bactérias intestinais e os padrões epigenéticos.

Fatores que influenciam o microbioma infantil

A equipe observou que diferentes condições se associavam a padrões epigenéticos detectáveis ao nascimento, como o tipo de parto, o tempo de gestação, ter irmãos mais velhos e alergias maternas. Um ponto que chamou atenção foi que o microbioma intestinal dos pais não pareceu influenciar essas mudanças epigenéticas ligadas ao nascimento.

Já a trajetória de formação do microbioma do bebê se conectou a outro conjunto de influências. O método de parto, o contato com antibióticos, a presença de irmãos mais velhos e a amamentação contribuíram para definir a comunidade microbiana que se consolidou ao longo do primeiro ano.

Entre os achados, bebês nascidos por cesariana exibiram perfis particulares de metilação do DNA em vários genes relacionados à função imunológica e ao desenvolvimento cerebral.

Uma ligação entre a regulação genética e as bactérias intestinais

Os dados também indicaram que as marcas epigenéticas presentes desde o nascimento repercutiram na maneira como o microbioma intestinal se transformou durante a infância.

Em especial, bebês com níveis mais altos de metilação do DNA em determinados genes ligados ao sistema imune tenderam a apresentar microbiomas intestinais menos diversos aos 12 meses. Esses genes participam da capacidade do corpo de identificar e reagir a patógenos.

Em conjunto, os resultados sugerem que sinais biológicos já existentes ao nascer podem contribuir para orientar como a comunidade microbiana intestinal se organiza no primeiro ano de vida.

Microbiota intestinal e risco de desenvolvimento neurológico

Ao analisar os resultados comportamentais aos três anos, os pesquisadores observaram que sinais de TEA (Transtorno do Espectro Autista) e TDAH (Transtorno do Déficit de Atenção com Hiperatividade) se associavam a combinações específicas de marcadores epigenéticos e de microbiota intestinal.

Ainda assim, o estudo também apontou um possível efeito protetor de certas bactérias. Crianças com padrões epigenéticos ligados ao TEA apresentaram menor chance de demonstrar sinais da condição quando haviam adquirido Lachnospira pectinoschiza durante a infância. Do mesmo modo, crianças com padrões epigenéticos associados ao TDAH pareceram ter menor probabilidade de exibir sinais do transtorno quando haviam adquirido Parabacteroides distasonis no primeiro ano de vida.

“As bases para a saúde cerebral são estabelecidas muito cedo, até mesmo antes do nascimento”, diz Tun. “No entanto, não queremos que as pessoas pensem que isso significa que o caminho de desenvolvimento de uma criança está definido desde o nascimento. Essas são condições complexas com muitas causas, e nós descobrimos apenas uma pequena peça de um quebra-cabeça muito maior.”

Possibilidades futuras para probióticos e saúde cerebral

Os autores seguem acompanhando as crianças do estudo para esclarecer como os padrões epigenéticos do início da vida e a evolução do microbioma influenciam a saúde em idades posteriores. Eles ressaltam que serão necessários estudos em laboratório para confirmar as relações observadas entre as bactérias intestinais e o neurodesenvolvimento.

“O objetivo final é desenvolver intervenções precoces seguras e não invasivas, como probióticos específicos ou bioterapêuticos vivos, que possam ajudar a nutrir um microbioma intestinal saudável e potencialmente reduzir o risco de desafios no neurodesenvolvimento”, afirma o primeiro autor e gastroenterologista Siew Chien Ng, da Universidade Chinesa de Hong Kong.