O estudo explora as conexões moleculares entre a genética,

microbioma intestinal e memória Um novo estudo está entre os primeiros a rastrear as conexões moleculares entre a genética, o microbioma intestinal e a memória em um modelo de camundongo criado para se assemelhar à diversidade da população humana.

Embora ligações tentadoras entre o microbioma intestinal e o cérebro tenham sido encontradas anteriormente, uma equipe de pesquisadores de dois laboratórios nacionais do Departamento de Energia dos EUA encontrou novas evidências de conexões tangíveis entre o intestino e o cérebro. A equipe identificou o lactato, uma molécula produzida por todas as espécies de um micróbio intestinal, como um mensageiro molecular chave para aumentar a memória. O trabalho foi publicado em 17 de abril na revista BMC Microbiome.

Nosso estudo mostra que o microbioma pode fazer parceria com a genética para afetar a memória. "

Janet Jansson, ecologista microbiano no Pacific Northwest National Laboratory e um autor correspondente do estudo

Os cientistas sabem que os ratos que foram alimentados com micróbios que beneficiam a saúde, chamados probióticos, experimente vários benefícios positivos. Os cientistas também sabem que os micróbios produzem moléculas que viajam pelo sangue e agem como mensageiros químicos que influenciam outras partes do corpo, incluindo o cérebro. Contudo, não estava claro quais microorganismos específicos e mensageiros moleculares microbianos poderiam influenciar a memória até agora.

"O desafio é que a composição genética e as condições ambientais exclusivas de um camundongo também afetam sua memória e microbioma, "disse Antoine Snijders, um biocientista no Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e co-autor correspondente. "Para saber se uma molécula microbiana influenciou a memória, precisávamos entender a interação entre a genética e o microbioma. "

O impacto do microbioma na memória é uma área de pesquisa muito ativa agora, ele adicionou, com mais de 100 artigos publicados nos últimos cinco anos sobre as ligações entre os probióticos comuns e a memória.

A genética do camundongo influencia a memória e o microbioma intestinal

Antes que eles pudessem começar a procurar por moléculas que possam estar envolvidas com a melhoria da memória, Jansson, Snijders e seus colegas precisavam determinar como a genética influencia a memória.

Os pesquisadores começaram com uma coleção de ratos chamada Cruz Colaborativa. Eles criaram 29 linhagens diferentes de camundongos para imitar a diversidade genética e física de uma população humana. Inclui ratos de diferentes tamanhos, cores e disposição da pelagem (por exemplo, tímido ou negrito). Os pesquisadores também conhecem as sequências do genoma de cada cepa.

Primeiro, a equipe deu a cada linhagem de camundongos um teste de memória. Em seguida, eles examinaram cada cepa em busca de variações genéticas e correlacionaram essas variações aos resultados da memória. Eles encontraram dois conjuntos de genes associados à memória. Um era um conjunto de novos genes candidatos para influenciar a cognição, enquanto o outro conjunto de genes já era conhecido.

Próximo, os pesquisadores analisaram o microbioma intestinal de cada cepa para que pudessem fazer conexões microbianas com as ligações genéticas e de memória que já tinham. Eles identificaram quatro famílias de micróbios que estavam associadas à melhora da memória. O mais comum deles era uma espécie de Lactobacillus, L. reuteri.

Para testar esta associação, os pesquisadores alimentaram L. reuteri em camundongos livres de germes e sem micróbios intestinais e testaram a memória dos camundongos. Eles viram uma melhora significativa em relação aos camundongos livres de germes não alimentados com micróbios. Eles também encontraram a mesma melhora quando alimentaram ratos livres de germes com uma das duas outras espécies de Lactobacillus.

"Embora uma ligação entre Lactobacillus e memória tenha sido relatada anteriormente, também o descobrimos de forma independente nesta triagem genética imparcial, "Snijders disse." Esses resultados sugerem que a variação genética em grande parte controla a memória, bem como as diferenças na composição do microbioma intestinal entre as cepas. "

Dieta e probióticos aumentam a memória

Finalmente, os pesquisadores queriam identificar quais moléculas relacionadas ao micróbio podem estar envolvidas com o aumento da memória. Eles analisaram as fezes, sangue e tecido cerebral de camundongos livres de germes, cada um alimentado com uma espécie específica de Lactobacillus. O lactato era um dos subprodutos moleculares metabólicos comuns; é também uma molécula produzida por todas as cepas de Lactobacillus.

A equipe deu lactato a ratos previamente identificados com memória fraca e notou que sua memória melhorou. Camundongos alimentados com lactato ou micróbios Lactobacillus também apresentaram níveis aumentados de ácido gama-aminobutírico (GABA), um mensageiro molecular ligado à formação da memória em seus cérebros.

Para ver se o mesmo mecanismo molecular pode se aplicar a humanos também, os pesquisadores contataram Paul Wilmes, na Universidade de Luxemburgo, que desenvolveu um minúsculo chip que imita onde os micróbios interagem com o tecido intestinal humano. Quando Wilmes e seus colegas testaram L. reuteri neste chip, eles viram que o lactato produzido pelos micróbios viajou através do tecido intestinal humano, indicando que pode entrar na corrente sanguínea e potencialmente viajar para o cérebro.

"Embora esta pesquisa reforce a ideia de que a dieta, genética, e comportamentos - como memória - estão conectados, mais estudos são necessários para mostrar se o Lactobacillus pode melhorar a memória em humanos, "Jansson disse.

Snijders concordou, acrescentando que pode ser possível um dia usar probióticos para melhorar a memória em populações-alvo, como pessoas com dificuldades de aprendizagem e distúrbios neurodegenerativos.

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