O Papel da Saúde Intestinal em Doenças Neurodegenerativas
Pesquisas ligam as bactérias intestinais e metabolitos ao Alzheimer, ELA e Parkinson.
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Índice
Doenças Neurodegenerativas (DNDs), como a doença de Alzheimer (DA), esclerose lateral amiotrófica (ELA) e doença de Parkinson (DP), têm efeitos sérios nos pacientes e suas famílias. Essas condições podem levar à deficiência, encurtar a expectativa de vida e são uma grande causa de morte ao redor do mundo. Pesquisadores estão começando a estudar a conexão entre o intestino e o cérebro na doença de Alzheimer usando camundongos. No entanto, as razões por trás dessas doenças, especialmente ELA, DA e DP, ainda não são bem conhecidas.
Saúde Intestinal e Doenças Neurodegenerativas
O intestino se comunica com órgãos por todo o corpo. Quando há um desequilíbrio em certas substâncias no corpo, isso pode causar inflamação no intestino e em outras áreas, estresse oxidativo e problemas com a produção de energia nas células. Esses problemas podem contribuir para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Por exemplo, o sulfeto de hidrogênio (H2S) é produzido no corpo e tem muitas funções boas. No entanto, muito H2S pode levar a inflamação e outros problemas de saúde. Pesquisas mostraram que há mudanças no metabolismo do Enxofre em doenças como Parkinson.
Num estudo recente, pesquisadores coletaram amostras de fezes de pacientes com três diferentes doenças neurodegenerativas e de um grupo de pessoas saudáveis para estudar as Bactérias intestinais e os metabolitos. Eles pegaram amostras no início da doença, quando os pacientes visitaram um neurologista pela primeira vez. O estudo achou uma ligação entre um metabolito específico, DHPS, e doenças neurodegenerativas. Os níveis de DHPS estavam mais baixos nas fezes dos pacientes com essas doenças em comparação com as pessoas saudáveis. O estudo também descobriu que certas bactérias que ajudam a produzir e quebrar DHPS eram mais abundantes nos pacientes com essas doenças.
Participantes do Estudo
De verão de 2021 a primavera de 2022, 48 pessoas participaram do estudo, e 45 completaram. Desses, 39 forneceram amostras de fezes. Os participantes eram principalmente pessoas brancas vivendo em uma região específica do Tennessee.
Investigando Metabolômica
Os pesquisadores usaram metabolômica não direcionada para olhar as mudanças no metabolismo intestinal relacionadas a essas doenças. Eles identificaram 164 metabolitos diferentes e observaram que cada doença tinha seu perfil metabólico único quando comparado a controles saudáveis. Eles focaram em metabolitos que mostraram mudanças significativas, revelando marcadores específicos para cada doença. Eles identificaram marcadores únicos para DA, ELA e DP, bem como marcadores comuns alterados em todas as três doenças.
A análise destacou diferenças significativas nos perfis metabólicos do intestino para pacientes com DA, ELA e DP em comparação com indivíduos saudáveis. Em pacientes com DA, muitos metabolitos foram encontrados alterados, indicando mudanças no metabolismo relacionadas ao enxofre e energia. Metabolitos específicos eram únicos para DA, que podem desempenhar um papel na doença.
Descobertas sobre Marcadores Metabólicos
O estudo encontrou que 19 metabolitos mudaram consistentemente nas três doenças. Um metabolito importante, DHPS, estava significativamente mais baixo nos pacientes. Esse metabolito mostrou conexões fortes com outras substâncias importantes envolvidas no metabolismo.
Para ELA e DP, achados semelhantes foram observados. Os pesquisadores notaram que ambas as condições levaram a mudanças em várias vias metabólicas, incluindo aquelas envolvendo enxofre e aminoácidos. Metabolitos únicos também foram identificados para ELA e DP, significando suas respectivas mudanças metabólicas.
Composição Bacteriana e Diversidade
Para entender melhor as bactérias intestinais, os pesquisadores sequenciaram o DNA das amostras de fezes. Eles encontraram algumas diferenças na quantidade e tipos de bactérias presentes em pacientes com DP em comparação com controles saudáveis. Pacientes com DP tinham um nível mais alto de certas bactérias, enquanto algumas bactérias não mostraram mudanças significativas em pacientes com DA e ELA.
Os pesquisadores também descobriram que vários tipos de bactérias eram mais abundantes nos pacientes com as três doenças, exceto por um tipo que era mais alto em controles saudáveis. Acredita-se que essas bactérias influenciam o metabolismo do enxofre e outros compostos importantes no intestino.
Relação Entre Bactérias e Metabolismo
Para avaliar como as bactérias intestinais se relacionam com os metabolitos alterados nas DNDs, o estudo revelou que DHPS estava significativamente alterado em pacientes com essas doenças. Várias bactérias mostraram associações negativas com DHPS, sugerindo que conforme a gravidade da doença aumentava, os níveis de DHPS diminuíam.
Os pesquisadores também exploraram o metabolismo do enxofre em pacientes. Eles descobriram que certas vias metabólicas estavam alteradas, indicando um possível desequilíbrio no metabolismo do enxofre. Esse desequilíbrio poderia resultar em produção aumentada de substâncias nocivas como H2S, levando a mais problemas de saúde.
Importância da Dieta
Embora o estudo não tenha coletado informações dietéticas dos participantes, a conexão entre dieta e saúde intestinal é bem reconhecida. Consumir vegetais e verduras, que contêm compostos ricos em enxofre, pode impactar as bactérias intestinais e sua capacidade de processar enxofre. O estudo sugeriu que hábitos alimentares poderiam influenciar os níveis de metabolitos importantes como DHPS no intestino.
Conclusão
Essa pesquisa enfatiza a relação complexa entre as bactérias intestinais e as doenças neurodegenerativas. Ao identificar mudanças em metabolitos e bactérias associadas à DA, ELA e DP, os pesquisadores apontam para possíveis conexões entre a saúde do intestino e a progressão dessas doenças. Os achados sugerem que gerenciar a saúde intestinal e a dieta pode desempenhar um papel na compreensão e potencialmente atenuar os efeitos das doenças neurodegenerativas.
Mais investigações são necessárias para explorar essas conexões mais a fundo e entender como bactérias específicas e seus metabolitos como DHPS contribuem para o início e progressão dessas condições. O estudo abre caminhos para novas abordagens potenciais para lidar com doenças neurodegenerativas, focando na saúde intestinal e sua relação com o bem-estar geral dos pacientes.
Título: Specific Bacterial Taxa and Their Metabolite, DHPS, Linked to Alzheimers Disease, Parkinsons Disease, and Amyotrophic Lateral Sclerosis.
Resumo: Neurodegenerative diseases (NDDs) are multifactorial disorders frequently associated with gut dysbiosis, oxidative stress, and inflammation; however, the pathophysiological mechanisms remain poorly understood. We investigated bacterial and metabolic dyshomeostasis in the gut microbiome associated with early disease stages across three NDDs, amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimers Disease (AD), Parkinsons Disease (PD), and healthy controls (HC) and discovered a previously unrecognized link between a microbial-derived metabolite with an unknown role in human physiology, 2,3-dihydroxypropane-1-sulfonate (DHPS), and NDDs. DHPS was downregulated in AD, ALS, and PD, while Eubacterium and Desulfovibrio, capable of metabolizing this metabolite,1-4 were increased in all disease cohorts. Additionally, select taxa within the Clostridia class had strong negative correlations to DHPS suggesting a potential role in DHPS metabolism. Hydrogen sulfide is a catabolic product of DHPS,1,5 and hydrogen sulfide promotes inflammation,6-8 oxidative stress,9 mitochondrial damage,10 and gut dysbiosis,2,11 known hallmarks of NDD. These findings suggest that cryptic sulfur metabolism via DHPS is a missing link in our current understanding of NDD onset and progression. To the best of our knowledge, we are the first to provide evidence of a conserved gut-brain axis linkage of specific bacterial taxa and their metabolism of DHPS shared by three neurodegenerative diseases.
Autores: Joseph Christopher Ellis, C. J. Christopher, K. H. Morgan, C. M. Tolleson, R. Trudell, R. Fernandez-Romero, L. Rice, B. A. Abiodun, Z. Vickery, K. Jones, B. M. Woodall, C. Nagy, P. A. Mieczkowski, G. Bowen, S. R. Campagna
Última atualização: 2024-10-14 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.13.615818
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.13.615818.full.pdf
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