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Nature Communications volume 14, número do artigo: 926 (2023) Citar este artigo

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Um microbioma intestinal pró-inflamatório é característico da doença de Parkinson (DP). As fibras prebióticas alteram o microbioma e este estudo procurou compreender a utilidade das fibras prebióticas para uso em pacientes com DP. Os primeiros experimentos demonstram que a fermentação das fezes dos pacientes com DP com fibras prebióticas aumentou a produção de metabólitos benéficos (ácidos graxos de cadeia curta, SCFA) e alterou a microbiota, demonstrando a capacidade da microbiota da DP de responder favoravelmente aos prebióticos. Posteriormente, um estudo aberto e não randomizado foi conduzido em participantes com DP recém-diagnosticados, não medicados (n = 10) e tratados (n = 10), onde foi avaliado o impacto de 10 dias de intervenção prebiótica. Os resultados demonstram que a intervenção prebiótica foi bem tolerada (resultado primário) e segura (resultado secundário) em participantes com DP e foi associada a alterações biológicas benéficas na microbiota, SCFA, inflamação e cadeia leve de neurofilamento. Análises exploratórias indicam efeitos em resultados clinicamente relevantes. Este estudo de prova de conceito oferece a justificativa científica para ensaios controlados por placebo usando fibras prebióticas em pacientes com DP. Identificador ClinicalTrials.gov: NCT04512599.

Os determinantes de risco para a doença de Parkinson (DP) incluem fatores genéticos e ambientais. Sejam de origem esporádica ou monogenética, os fatores ambientais podem ser críticos no desencadeamento do início da DP em um hospedeiro suscetível ou na influência da progressão da doença. A microbiota intestinal pode impactar tanto a saúde quanto a doença, e é plausível que a microbiota intestinal (ou seja, o eixo microbiota-intestino-cérebro) influencie os sintomas da DP, a progressão e o sucesso do tratamento1. Estudos documentam uma comunidade perturbada da microbiota intestinal em múltiplas doenças neurológicas, incluindo a DP2,3,4. A divergência da composição de bactérias comensais das comunidades microbianas encontradas em indivíduos saudáveis (isto é, disbiose) está associada tanto aos estágios iniciais quanto aos tardios da DP5,6. Embora não exista uma assinatura específica da microbiota para a DP, os pacientes apresentam uma composição microbiana intestinal significativamente diferente em comparação com controles da mesma idade7,8. A microbiota associada à DP é caracterizada pelo aumento da abundância relativa de supostos patobiontes pró-inflamatórios produtores de lipopolissacarídeos Gram-negativos (LPS) e pela diminuição da abundância relativa de bactérias supostamente anti-inflamatórias produtoras de ácidos graxos de cadeia curta (SCFA)9,10 ,11,12,13,14,15. Mudanças específicas dos táxons amplamente relatadas incluem aumento da abundância relativa da família Enterobacteriaceae, gêneros Akkermansia, Lactobacillus, Bifidobacterium, juntamente com diminuição da abundância relativa da família Lachnospiraceae, e seu suposto gênero hierárquico taxonômico inferior Faecalibacterium produtor de SCFA5. De modo geral, os pacientes com DP apresentam uma comunidade de microbiota disbiótica pró-inflamatória. Estas alterações na microbiota podem aumentar a inflamação sistémica e a neuroinflamação através de vários mecanismos, incluindo a perturbação da integridade da barreira intestinal. Os SCFAs são críticos na manutenção da integridade da barreira intestinal, uma vez que a ruptura da barreira (isto é, hiperpermeabilidade intestinal) ocorre quando os níveis de SCFAs estão baixos no cólon16,17. A ruptura da barreira intestinal permite a entrada de componentes bacterianos pró-inflamatórios como o LPS na circulação sistêmica e estudos demonstram que o LPS pode ativar a microglia e promover a neurodegeneração18,19. Assim, baixos níveis de SCFA em pacientes com DP podem promover vazamento intestinal, contribuindo para a neuroinflamação.

O consumo de fibras prebióticas influencia a composição da microbiota e os níveis de SCFA20. As fibras dietéticas não são hidrolisadas por enzimas de mamíferos, mas sim fermentadas por bactérias no trato gastrointestinal. Cada grupo bacteriano tem uma preferência quanto às características físicas e químicas das fibras, e essas informações podem ser aproveitadas para selecionar uma mistura de fibras prebióticas que promovam o crescimento de grupos distintos de bactérias produtoras de SCFA20,21,22,23. Os primeiros objetivos deste estudo foram: (1) determinar se as fibras prebióticas podem aumentar a produção de AGCC na microbiota de pacientes com DP e (2) determinar quais prebióticos modificam a microbiota e aumentam os AGCC usando um sistema de fermentação de fezes. Esses resultados foram então usados para selecionar fibras que foram usadas em um estudo de 10 dias, aberto e não randomizado para determinar se: (1) o consumo diário da mistura prebiótica por 10 dias é tolerável (primário) e (2) seguro para uso em pacientes com DP (secundário) e (3) impacta resultados biológicos relevantes para DP, incluindo microbiota, produção de SCFA, proteína de ligação a LPS (LBP), zonulina, calprotectina fecal, citocinas, proteína C reativa, grupo de alta mobilidade caixa 1, fator neurotrófico derivado do cérebro e cadeia leve de neurofilamento. Dois grupos de pacientes com DP foram incluídos neste estudo: aqueles no início da doença antes de iniciar a medicação (ou seja, recém-diagnosticados, não medicados) e aqueles com doença mais avançada em tratamento com levodopa e/ou outros medicamentos para DP (ou seja, tratados).

1% relative abundance) at baseline and after the prebiotic intervention. Bold taxa indicate a significant difference (q < 0.05) between baseline and after prebiotic intervention assessed using a two-tailed, Wilcoxon signed-rank test and corrected for multiple comparisons using the Benjamini–Hochberg method. The prebiotic intervention: d, e decreased relative abundance of putative pro-inflammatory bacteria from the phylum Proteobacteria and the species Escherichia coli; f–j increased relative abundance of putative beneficial SCFA-producing bacterial species including Fusicatenibacter saccharivorans, Parabacteroides merdae, Faecalibacterium prausnitzii, Bifidobacterium adolescentis, Ruminococcus bicirculans; k–l decreased the relative abundance of Ruminococcus bromii and Ruminococcus torques; and m increased levels of plasma SCFA. A two-tailed, Wilcoxon signed-rank test was used for analysis. Bar height represents the group mean and individual samples are indicated. n = 19 (a–l) and n = 18 (m) biologically independent samples assessed at baseline and after the prebiotic intervention. Group means and standard deviations are shown in Supplementary Table 4 and source data are provided as a Source Data File. BL baseline, Prebiotic after the 10-day prebiotic intervention./p>30), and able to consent. Exclusion criteria included: (1) intestinal resection, (2) history of gastrointestinal disease except for hiatal hernia, GERD, or hemorrhoids, (3) severe renal disease defined by creatinine more than 2.5 times normal, (4) abnormal liver function defined by ALT/AST > 4 times normal or elevated bilirubin, (5) antibiotic use within the 12 weeks prior to enrollment, (6) consumption of probiotics, prebiotics, or synbiotics within four weeks prior to enrollment, (7) consumption of a non-standard diet (e.g., vegan, vegetarian, gluten-free, Paleo)./p>