Pesquisa inovadora revela ‘associação definitiva’ entre microbioma intestinal e autismo

Em um estudo inovador publicado no periódico científico Nature Neuroscience, cientistas afirmam ter feito uma "associação definitiva" entre mudanças temporais na composição do microbioma intestinal e características e sintomas observáveis de indivíduos com TEA.

Empregando um novo algoritmo, os pesquisadores mergulharam em décadas de pesquisa e confirmaram uma relação intrincada entre o microbioma intestinal e o TEA, abrindo caminho para avanços futuros em terapia e tratamento.

O autismo é uma condição neurodesenvolvimental complexa caracterizada por uma ampla gama de deficiências cognitivas, comportamentais e de comunicação. É um transtorno de espectro, o que significa que os sintomas e a gravidade variam amplamente entre os indivíduos.

O microbioma intestinal é a comunidade de microrganismos - bactérias "boas" e "ruins" - que residem em nosso trato digestivo. O equilíbrio saudável dessas bactérias desempenha um papel vital na digestão, metabolismo, função imunológica e saúde geral.

A ligação potencial entre autismo e o microbioma surgiu pela primeira vez na década de 1990, quando os pais começaram a relatar mudanças no comportamento de seus filhos autistas quando as crianças tomavam antibióticos, medicamentos que matam algumas bactérias intestinais.

As observações anedóticas desencadearam uma enorme onda de investigação científica, levando a dezenas de estudos sugerindo variações relevantes - mas inconsistentes - na composição microbiana intestinal de indivíduos com TEA.

Cansada de financiar mais estudos que não moveriam a agulha e possivelmente aumentariam a confusão, a Simons Foundation Autism Research Initiative (SFARI) - um programa de pesquisa dedicado a desvendar as causas e mecanismos do TEA - decidiu agir. Eles contrataram o Dr. Gaspar Taroncher-Oldenburg, na época um cientista independente, para "ajudar a dar sentido a tudo" e "fazer a análise do cenário do trabalho que estava atualmente disponível sobre o microbioma e o autismo", disse John Spiro, vice-presidente sênior e cientista sênior da SFARI.

Taroncher-Oldenburg - agora diretor da Therapeutics Alliances na New York University - se uniu ao Dr. Jamie Morton, um biólogo computacional e cientista da computação que na época era um pós-doutorado no Flatiron Institute - um braço da Simons Foundation - para avançar a pesquisa por meio de métodos computacionais.

Uma nova abordagem ao quebra-cabeça autismo-microbioma

A maioria dos estudos que foram feitos no passado sobre TEA e o microbioma "mostrou pouca sobreposição entre eles", diz Taroncher-Oldenburg, e "ninguém conseguiu realmente apontar um mecanismo específico".

"Todos com quem conversamos disseram, talvez seja o sistema imunológico, talvez seja a dieta, e tudo isso canalizado pelo intestino", Taroncher disse à Euronews Next.

Também é amplamente levantada a hipótese de que o sistema imunológico desempenha um papel significativo no desenvolvimento do TEA.

"Então dissemos, ok, temos 10, 15, 20 anos de dados. Nada parece fazer sentido real, mas há algo ali. O que é? Vamos dar um passo para trás e olhar para tudo com uma nova perspectiva", ele lembra.

Uma equipe diversificada de 43 especialistas de todo o mundo foi reunida para reanalisar 25 conjuntos de dados publicados anteriormente contendo microbioma e outras informações "ômicas" - como dieta, resposta do sistema imunológico, marcadores de inflamação e perfis de expressão genética no cérebro humano.

Mas quando se tratava de analisar todos esses conjuntos de dados, havia "uma longa lista de desafios que precisavam ser superados", diz Morton, como agregar os diferentes dados dos 25 estudos para fazer comparações diretas.

Os cientistas "certamente analisaram mais de 25 estudos". No entanto, eles dedicaram quase um ano para acessar, limpar e selecionar os dados, o que determinou a escolha final.

É importante ressaltar que, com cada conjunto de dados e a ajuda de algoritmos novos e sofisticados, a equipe identificou os pares mais bem pareados de indivíduos autistas e neurotípicos - indivíduos sem autismo - em termos de idade e sexo, pois esses são os "dois principais fatores de confusão" no estudo do microbioma e do autismo, respectivamente.

"O microbioma de uma criança de quatro anos é muito diferente de uma de sete anos de uma de 10 anos. E então, em termos de autismo, há uma dicotomia em termos de incidência entre meninas e meninos ou meninos e meninas. "

A pesquisa sugere que o autismo é cerca de 4,2 vezes mais prevalente em meninos do que em meninas. Misturar os resultados de meninas e meninos diluiria os resultados.

Usando essa abordagem, os pesquisadores foram capazes de "aumentar drasticamente" o número de pontos de dados que eles poderiam analisar.

“E então, em vez de tirar médias por estudo, tínhamos vários pares de crianças e então agregamos esses pares em todos os estudos, e foi aí que o sinal realmente brilhou”, disse Morton.

A grande avaliação determinou uma relação entre o microbioma e o TEA?

O estudo revelou "uma conexão entre o microbioma e vários genes imunológicos", bem como "conexões com o microbioma e a dieta", muitas das quais estão "ligadas a supostas vias neurológicas e neurotransmissores, que são essenciais para a sinalização cerebral", disse Morton à Euronews Next. "E essa foi a parte que me chocou."

Em outras palavras, "a associação é real - essa é a lição do nosso estudo. A mecânica disso ainda precisa ser trabalhada", disse Taroncher-Oldenburg.

Também houve "uma enorme sobreposição que foi muito, muito inesperada" entre micróbios associados ao autismo e aqueles identificados em um estudo recente de transplante de microbiota fecal (FMT) de longo prazo que sugeriu benefícios de longo prazo nos sintomas do autismo e na microbiota intestinal por meio da terapia de transferência de microbiota, diz Taroncher-Oldenburg.

“O estudo FMT original mostrou uma melhora nos sintomas dessas crianças autistas. E então nosso estudo forneceu mais evidências sobre por que isso poderia ser o caso”, ele observa.

O novo estudo de avaliação “não demonstra que o microbioma ‘causa autismo’ ou algo assim”, Spiro acrescentou, “ele demonstra uma correlação estatística entre microbioma alterado e autismo. Mas a direção da causalidade ainda não está clara”.

“Nós também não dizemos que temos uma lista de bugs e, na verdade, isso é algo que evitamos muito e veementemente”, diz Taroncher-Oldenburg, porque “talvez não sejam os micróbios que são importantes, mas os genes que eles contêm e as funções que estão desempenhando”.

Ainda pode ser o caso de que a desregulação do microbioma seja devido, por exemplo, às preferências alimentares de pessoas no espectro do autismo, que tendem a ser “comensais muito exigentes”, disse Morton.

Uma nova disciplina: Abrindo caminho para uma nova era

Avançando, a reavaliação de Taroncher-Oldenburg e Morton estabelecerá as bases para "uma maneira muito poderosa e analítica de fazer essas perguntas e tentar decidir qual é a abordagem computacional mais apropriada para analisar esses conjuntos de dados realmente complexos", diz Spiro.

"Este estudo exigiu >100 vezes mais poder computacional em comparação com a maioria dos estudos de microbioma", diz Morton.

"Isso não é algo que você pode fazer com uma planilha em seu desktop", acrescentou Taroncher-Oldenburg.

No entanto, o futuro da pesquisa exige mais do que apenas ciência da computação avançada.

"É preciso haver uma nova disciplina porque a ciência da computação sozinha não é suficiente", diz Morton. "Esses sistemas são tão complexos que você precisa de IA acoplada a estatísticas, acoplada a biologia, para pavimentar uma nova infraestrutura e destilar sua complexidade."

Mas a comunidade está, finalmente, passando por “uma aceitação” de que o microbioma “pode estar influenciando quem somos em grande medida, e que pode ser tão importante quanto nossos próprios genes”, observa Taroncher-Oldenburg.