O papel do eixo microbiota-intestino-cérebro no desenvolvimento cerebral e na saúde mental

Os transtornos de ansiedade são condições debilitantes que carregam enormes custos individuais, sociais e econômicos. Por exemplo, estimou-se que problemas de saúde mental persistentes ao longo da vida custam ao contribuinte do Reino Unido £ 8,6 bilhões anualmente. Muitos problemas de saúde mental têm início no período de transição da adolescência para o início da idade adulta, possivelmente como resultado das complexas e concomitantes mudanças hormonais, genéticas, maturacionais cerebrais e sociais durante esse período. A pesquisa mostrou que o desenvolvimento e a maturação do cérebro se estendem até a terceira década de vida e que os padrões de ativação cerebral no final da adolescência e início da idade adulta ainda diferem significativamente dos adultos maduros. Nos últimos anos, o microbioma emergiu como um fator novo e importante que pode aumentar o risco de saúde mental de um indivíduo. O intestino e o cérebro estão intimamente conectados através do eixo intestino-cérebro, que envolve comunicação bidirecional por vias neurais, endócrinas e imunes. A pesquisa em modelos humanos e animais também destacou o importante papel que a microbiota intestinal desempenha na regulação do cérebro, no comportamento subsequente e, particularmente, no comportamento semelhante à ansiedade. Mais importante ainda, foi demonstrado que o período da adolescência pode ser uma janela crítica durante o desenvolvimento, onde a microbiota ajuda a ajustar o eixo intestino-cérebro relacionado às respostas ao estresse e à ansiedade.

A pesquisa aqui proposta investigará o papel do eixo microbiota-intestino-cérebro no desenvolvimento cerebral e na saúde mental. Especificamente, os pesquisadores investigarão o efeito da ingestão de prebióticos na saúde mental e no bem-estar no final da adolescência/início da idade adulta, com foco particular na excitabilidade cortical e conectividade na rede cerebral de regulação emocional.

Esta pesquisa estenderá pesquisas anteriores sobre interações intestino-cérebro até os anos finais da adolescência. O período da adolescência não é importante apenas no que diz respeito ao ajuste fino das redes de regulação emocional, mas também, como demonstrado em trabalhos recentes, crítico para estabelecer padrões saudáveis ​​de comunicação intestino-cérebro. Especificamente, aqui investigaremos como a ingestão de prebióticos (Galacto-oligossacarídeos) por 4 semanas afeta o funcionamento cognitivo, o bem-estar psicológico e as redes cerebrais subjacentes em uma amostra de 120 estudantes de graduação (com idade entre 18 e 25 anos). Especificamente, a pesquisa proposta tem dois objetivos principais:

1. Investigar como a ingestão de prebióticos afeta a excitabilidade e a plasticidade corticais, como os níveis inibitórios de GABA/glutamato excitatório nas principais redes cerebrais de regulação emocional.
2. Investigar como a ingestão de prebióticos afeta o funcionamento psicológico e o bem-estar, em particular no que diz respeito à ansiedade e às habilidades de controle do pensamento.

120 participantes serão divididos em dois grupos de 60 participantes, os grupos serão pareados por idade, lateralidade e status socioeconômico. Em cada tempo de teste (Tempo 1, 2 e 3), os participantes de ambos os grupos serão submetidos a testes comportamentais e psicológicos abrangentes para estabelecer medidas básicas de funcionamento cognitivo e bem-estar psicológico (como níveis de ansiedade).

Cada participante também será solicitado a coletar uma amostra de fezes em casa para sequenciamento 16s rRNA do microbioma em ambos os momentos do teste. O grupo 1 receberá uma dose diária de GOS durante 4 semanas, enquanto o grupo 2 receberá um placebo durante o mesmo período. Além disso, os participantes de ambos os grupos também participarão de uma sessão de imagens cerebrais para avaliar o efeito da ingestão de suplementos prebióticos na capacidade de resposta funcional das redes cerebrais de regulação emocional.

Para este estudo, os pesquisadores preveem que o grupo de intervenção mostrará melhorias nas variáveis ​​comportamentais e psicológicas relacionadas à regulação emocional e ansiedade em comparação com o grupo placebo (hipótese 1). As previsões também esperam observar excitabilidade diminuída em regiões cerebrais de regulação emocional central, como a amígdala e o córtex pré-frontal, conforme avaliado por espectroscopia de ressonância magnética de 1H (hipótese 2).