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Uma nova pesquisa da Universidade do Alabama em Birmingham diz que o microbioma intestinal está envolvido em vários caminhos na patogênese da doença de Parkinson. As descobertas, publicadas na Natureza Comunicações, mostram um amplo desequilíbrio na composição do microbioma em pessoas com doença de Parkinson. O estudo é o maior estudo de microbioma realizado na mais alta resolução.
Os investigadores empregaram metagenômica, o estudo do material genético recuperado diretamente do microbioma das fezes de pessoas com DP e controles neurologicamente saudáveis.
“O objetivo principal deste estudo foi gerar uma visão completa e inalterada do desequilíbrio no microbioma intestinal da DP”, disse Haydeh Payami, Ph.D., professor do Departamento de Neurologia da Escola de Medicina Marnix E. Heersink e autor sênior do o estudo.
O estudo relata que o metagenoma da doença de Parkinson é indicativo de um microbioma promotor da doença.
“Encontramos evidências de vários mecanismos que sabemos estarem ligados à DP, mas não sabíamos que também estavam acontecendo no intestino e são orquestrados pelo microbioma”, disse Payami.
Os investigadores encontraram uma superabundância de patógenos oportunistas e componentes imunogênicos, que sugerem infecção e inflamação em jogo, superprodução de moléculas tóxicas e superabundância do produto bacteriano curli. Isso induz patologia de DP e desregulação de neurotransmissores, incluindo L-dopa. Ao mesmo tempo, havia escassez de moléculas neuroprotetoras e componentes anti-inflamatórios, o que dificulta a recuperação.
Payami, que é John T. e Juanelle D. Strain Endowed Chair em Neurologia, e sua equipe inscreveram 490 pessoas com doença de Parkinson e 234 controles saudáveis. Pouco mais da metade dos participantes era do sexo masculino e predominantemente com mais de 50 anos. Todos eram da região sul dos Estados Unidos, o que ajudou a eliminar a confusão por influência geográfica e cultural na composição do microbioma.
Os pesquisadores estudaram 257 espécies de organismos no microbioma e, dessas, a análise indicou que 84, mais de 30%, estavam associadas à doença de Parkinson.
“Das 84 espécies associadas à DP, 55 tiveram abundância anormalmente alta em pessoas com DP e 29 foram esgotadas”, disse Payami. “Descobrimos que mais de 30 por cento dos micro-organismos e genes bacterianos e caminhos testados alteraram abundâncias na doença de Parkinson, o que indica um desequilíbrio generalizado.”
Em uma extremidade do espectro, Bifidobacterium dentium foi elevado em sete vezes, Actinomyces oris em 6,5 vezes e Streptococcus mutans em seis vezes. No outro extremo do espectro, Roseburia intestinalis foi reduzida em 7,5 vezes e Blautia wexlerae em cinco vezes. No geral, 36% das espécies associadas à DP tiveram mais de duas vezes a mudança na abundância, refletindo um aumento ou diminuição de 100% a 750% na DP em relação ao grupo de controle saudável.
“Este estudo criou um grande conjunto de dados na resolução mais alta atualmente viável e o tornou público sem restrições para promover a ciência aberta”, disse Payami. “Ele inclui metadados extensos sobre 490 pessoas com DP, a maior coorte de DP com dados de microbioma e uma coorte única de 234 idosos neurologicamente saudáveis, que podem ser usados em uma ampla gama de estudos. Mostramos que há um desequilíbrio generalizado em o metagenoma de Parkinson, criando um ambiente permissivo para eventos neurodegenerativos e proibitivo de recuperação”.
A doença de Parkinson é um distúrbio progressivamente debilitante que afetou 4 milhões de indivíduos no ano de 2005 e deve dobrar para 8,7 milhões de indivíduos até o ano de 2030. Embora historicamente definida como um distúrbio do movimento, a DP é uma doença multissistêmica. Especula-se que a DP seja causada por várias combinações de suscetibilidade genética e gatilhos ambientais, embora nenhuma combinação causal tenha sido identificada. A conexão entre a DP e o sistema gastrointestinal foi estabelecida há muito tempo.
“Esta é uma pesquisa empolgante, pois a metagenômica é um campo novo, embora em rápida evolução, e os recursos, métodos e ferramentas, embora sejam de última geração, ainda estão em desenvolvimento”, disse Payami. “Sem dúvida, mais informações serão reveladas à medida que aumentamos o tamanho da amostra e outros também conduzem estudos de metagenômica e compartilham os dados. Prevemos que em um futuro próximo teremos as ferramentas e o poder analítico para usar a metagenômica como uma nova abordagem para estudar a DP heterogeneidade, procurar biomarcadores, aprofundar a origem e a progressão dos subfenótipos da DP e investigar o potencial da manipulação do microbioma para prevenir, tratar e interromper a progressão da DP.”
Os co-autores do Departamento de Neurologia da UAB são Zachary A. Wallen, Ph.D., Guy Twa, Gwendolyn Cohen, Marissa N. Dean, MD, e David Standaert, MD, Ph.D. Outros co-autores são Ayse Demirkan, Ph.D., University of Surrey, Reino Unido, e Timothy R. Sampson, Ph.D., Emory University.
A pesquisa foi apoiada pelo Comando de Material de Pesquisa Médica do Exército dos EUA, pelos Institutos Nacionais de Saúde, pela Fundação de Parkinson e pela Alinhamento da Ciência em Parkinson através da Fundação Michael J. Fox para Pesquisa de Parkinson.
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