Efeito da modulação da microbiota intestinal sobre a função metabólica e cognitiva em camundongos

Abstract

Introdução: Nos últimos anos, a microbiota intestinal tem sido cada vez mais ligada a uma série de doenças, incluindo a obesidade, doenças neurodegenerativas e doença hepática. Entre os vários modelos para estudar o efeito da microbiota intestinal sobre desfechos relacionados à obesidade, está a sua modulação pelo tratamento com antibióticos. Assim, nosso objetivo foi de investigar o efeito da modulação da microbiota intestinal sobre a função metabólica e cognitiva em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica. Métodos: Foram utilizados camundongos C57BL/6 machos com idade de seis semanas, alimentados com dieta controle (CD, n = 12) ou com dieta hiperlipídica (HFD, n = 12). Na idade de 7 semanas, eles foram distribuídos aleatoriamente em 4 grupos: para receber veículo ou antibióticos (AB), compondo 4 grupos experimentais assim descritos: CD, CD+AB, HFD e HFD+AB. Os antibióticos (ciprofloxacina 0,2 g L-1 e vancomicina 0,5 g L-1) foram administrados da 10ª a 15ª semanas em água potável. Na 12ª semana foi realizado o teste de tolerância à glicose. Os testes comportamentais - teste do campo aberto, teste de reconhecimento do objeto e suspensão pela cauda - foram realizados na 14ª semana de vida e a eutanásia ocorreu na 15ª semana. Paralelamente, camundongos ob/ob com 17 semanas de idade alimentados com dieta controle foram tratados com veículo (ob, n = 5) ou antibióticos (ob + AB, n = 5) e eutanasiados na 21ª semana. Após a eutanásia, amostras de fígado foram armazenadas para avaliação da expressão gênica por reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real. A composição da microbiota fecal de todos os grupos experimentais de camundongos C57BL/6 (n = 5/grupo) foi analisada após 5 semanas de tratamento com os antibióticos. Resultados: Foi observado que a dieta hiperlipídica e o tratamento com antibióticos alteraram significativamente a composição da microbiota intestinal, determinada nas fezes. O grupo HFD apresentou aumento da representação do filo Firmicutes e diminuição dos Bacteroidetes em relação ao grupo CD, um perfil obesogênico. Os filos Firmicutes e Proteobacteria aumentaram expressivamente no grupo CD+AB em comparação com o grupo CD. No grupo HFD+AB, a representação do filo Firmicutes diminuiu e a de Proteobacteria aumentou em relação ao grupo HFD. A HFD aumentou significativamente o ganho de peso nos camundongos, tendo havido tendência de acentuação do ganho de peso induzido pela HFD nos animais tratados com antibióticos. Foi observado também que a HFD induziu déficit cognitivo e alterações da expressão gênica no fígado sugestivas de alteração no metabolismo de ácido graxos. O tratamento com antibióticos também alterou a expressão de genes relacionados a oxidação de ácidos graxos e causou déficit cognitivo nos animais alimentados com CD, mas reverteu o declínio cognitivo nos animais alimentados com HFD. Não foi observado comportamento tipo depressivo em nenhum grupo experimental. Nos camundongos ob/ob, não foram observadas alterações significativas da expressão de genes relacionados ao metabolismo de ácidos graxos no fígado em resposta ao tratamento com antibióticos. Conclusão: Os resultados do presente estudo sugerem que alterações da composição da microbiota intestinal possam estar envolvidas na disfunção cognitiva e nas alterações do metabolismo lipídico induzidas pela dieta hiperlipídica. Mais estudos são necessários para esclarecer a extensão e os mecanismos subjacentes a esses efeitos e, assim, reafirmar que o papel da microbiota no controle do perfil metabólico periférico e em funções cerebrais como a cognição.