Changes in aggressive behavior due to dysbiosis of host gut microbiota

Resumo Técnico: Alterações no Comportamento Agressivo Devido à Disbiose da Microbiota Intestinal do Hospedeiro

Definição do Problema
O comportamento agressivo, embora seja um componente da interação social normal, pode manifestar-se como uma condição mórbida com graves consequências sociais e individuais. Embora os fundamentos neurobiológicos da agressão (envolvendo o hipotálamo, monoaminas e hormônios) sejam parcialmente compreendidos, as causas essenciais permanecem elusivas. Pesquisas recentes propuseram o "eixo microbiota-intestino-cérebro" como um novo mecanismo, sugerindo que a microbiota intestinal influencia o comportamento do hospedeiro. Estudos anteriores dos autores e de outros indicaram que camundongos livres de germes (GF - germ-free) exibem maior agressividade em comparação com camundongos livres de patógenos específicos (SPF), e que a colonização precoce de camundongos GF (convencionalização) pode reduzir essa agressividade. No entanto, permanece incerto se a interrupção de uma microbiota intestinal já estabelecida na idade adulta via antibióticos (induzindo disbiose) pode, subsequentemente, alterar o comportamento agressivo.

Metodologia
O estudo utilizou um modelo de camundongo gnotobiótico para investigar o elo causal entre a disbiose induzida por antibióticos e a agressividade em um ambiente microbiano estabilizado.

• Modelo Animal: Camundongos machos BALB/c foram derivados de ancestrais livres de germes (GF). Estes foram convertidos em camundongos "ex-livres de germes" (Ex-GF) através da administração oral de matéria fecal de camundongos SPF aos 4 semanas de idade, seguida de reprodução para estabelecer uma segunda geração com microbiota intestinal autóctone.
• Desenho Experimental: Aos 6 semanas de idade, quando a microbiota intestinal era considerada estável, os camundongos Ex-GF foram divididos em dois grupos:
  1. Grupo Controle: Recebeu água potável padrão.
  2. Grupo de Tratamento (Ex-GF SM): Recebeu água potável suplementada com estreptomicina (1 mg/mL) durante seis dias. A estreptomicina foi selecionada como um antibiótico aminoglicosídeo que visa especificamente bactérias aeróbias e gram-negativas, deixando as bactérias anaeróbias majoritariamente intactas.
• Avaliação Comportamental: Aos 8 semanas de idade, o comportamento agressivo foi avaliado em uma arena de campo aberto estritamente asséptica. Os camundongos foram pareados com oponentes castrados (para reduzir a agressividade do oponente e esclarecer a avaliação). A agressão foi avaliada qualitativamente ao longo de 10 minutos com base em comportamentos específicos: mordidas, luta corporal, balanço de cauda, comportamento de grooming agressivo e perseguição.
• Análise da Microbiota: Imediatamente após o teste comportamental, o conteúdo cecal foi coletado para quantificar as populações bacterianas. Bactérias aeróbias foram cultivadas em ágar Trypticase soy e o total de bactérias em ágar BL.
• Análise Estatística: Os dados foram analisados pelo teste de Mann-Whitney U, com significância definida como P < 0,05.

Resultos Principais

• Resultados Comportamentais: Nem o grupo tratado com estreptomicina (Ex-GF SM) nem o grupo controle não tratado exibiram quaisquer características de comportamento agressivo durante o período de observação de 10 minutos. O estudo não encontrou diferença significativa nos níveis de agressividade entre os dois grupos.
• Disrupção da Microbiota: A administração de estreptomicina induziu com sucesso a disbiose. O número de bactérias aeróbias no ceco do grupo tratado foi significativamente reduzido para 1/1000 do grupo controle (P = 0,002). A redução primária foi observada na família Enterobacteriaceae.
• Carga Bacteriana Total: Apesar da drástica redução nas bactérias aeróbias, o número total de bactérias (incluindo anaeróbias) não diferiu significativamente entre os dois grupos (P = 0,699).

Significância e Alegações
Os autores concluem que a interrupção da microbiota intestinal em camundongos com uma comunidade microbiana já estabelecida, via antibióticos que visam bactérias aeróbias, não exacerba o comportamento agressivo. O estudo propõe várias implicações fundamentais:

1. Período Crítico para Intervenção: Os achados sugerem que a influência da microbiota intestinal sobre a agressividade é mais crítica durante o desenvolvimento precoce. Uma vez que a microbiota está estabilizada (por volta das 8 semanas de idade em camundongos), a disbiose subsequente induzida por antibióticos (especificamente aquela que preserva as anaeróbias) não parece alterar a agressividade.
2. Papel das Anaeróbias: A ausência de mudança comportamental pode ser atribuída à preservação das bactérias anaeróbias, como as Bifidobacteria, que são conhecidas por modular as respostas ao estresse e o comportamento. O estudo faz referência a trabalhos anteriores indicando que a Bifidobacterium infantis pode atenuar a hiperatividade e as respostas ao estresse em camundongos GF.
3. Implicações Clínicas: O artigo sugere que, para aplicações humanas, particularmente em lactentes, o tempo de uso de antibióticos é crucial. Estabilizar a microbiota intestinal precocemente no desenvolvimento pode ser necessário para prevenir a exacerbação da agressividade. Por outro lado, o uso de antibióticos que não visam bactérias anaeróbias em indivíduos com um microbioma estável pode não aumentar os riscos de agressividade.
4. Influência Materna: Os autores destacam que a estabilidade da microbiota intestinal materna é vital para o desenvolvimento saudável da microbiota da prole, que, por sua vez, influencia os futuros níveis de agressividade.

Limitações
Os autores reconhecem que o estudo foi conduzido em um ambiente de isolador estéril, o que pode limitar a generalização dos resultados para ambientes não estéreis. Além disso, o uso de oponentes castrados foi uma necessidade metodológica para manter a esterilidade, embora os autores argumentem que isso não enviesou os resultados, dada a ausência de agressão nos camundongos castrados. Finalmente, o estudo observa que a relação entre agressividade e microbiota intestinal requer verificação adicional através de modelos animais adicionais para estabelecer plenamente a causalidade.