Efeito de Psicobióticos no Transtorno do Espectro Autista - Duque, Ana Luiza Rocha Faria [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
O eixo microbiota-intestino-cérebro foi recentemente reconhecido como um modulador chave de distúrbios neurológicos, incluindo o Transtorno do Espectro Autista (TEA). Evidências crescentes sugerem que a microbiota intestinal desempenha papel crítico nos sintomas gastrointestinais e déficits comportamentais em indivíduos autistas. Nesse sentido, a administração de psicobióticos (probióticos e prebióticos) tem sido investigada como uma terapia promissora no tratamento do TEA. Objetivo: Avaliar o efeito de psicobióticos na composição e metabolismo da microbiota intestinal de crianças com TEA usando o Simulador do Ecossistema Microbiano Humano (SEMH®), bem como na microbiota intestinal e déficits comportamentais em um modelo animal de TEA. Métodos: Inicialmente, foi avaliada a sobrevivência de cepas probióticas (Limosilactobacillus (L.) reuteri e Bifidobacterium (B.) longum) em cultura pura e combinadas com Vivinal® GOS sob condições gastrointestinais simuladas e, em seguida, o impacto dos probióticos (L. reuteri + B. longum), prebiótico (GOS) e simbiótico (L. reuteri + B. longum + GOS) na microbiota intestinal e no metabolismo de crianças com TEA usando o SEMH®. A análise da composição da microbiota intestinal das amostras do SEMH® foi realizada por PCR em tempo real e sequenciamento do gene 16S rRNA. O metabolismo microbiano foi determinado pela produção de amônia e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Finalmente, foi investigada se a administração do GOS afetou a composição da microbiota e o comportamento em um modelo genético de autismo (Cntnap2-/-). A composição da microbiota dos animais foi avaliada pelo sequenciamento do gene 16S rRNA e os comportamentos associados ao TEA foram determinados por testes de hiperatividade e de comportamentos social e repetitivo. Resultados: Os probióticos L. reuteri + B. longum combinados com GOS apresentaram elevada resistência gastrointestinal, sugerindo que o GOS tem um efeito protetor. De acordo com o estudo no SEMH®, o tratamento probiótico aumentou a abundância relativa de Lactobacillus, enquanto o tratamento prebiótico aumentou a abundância relativa de Bifidobacterium e diminuiu a abundância relativa de Lachnoclostridium. As mudanças observadas no metabolismo microbiano foram associadas ao aumento das concentrações de AGCC e níveis reduzidos de amônia, particularmente nos tratamentos prebiótico e simbiótico. No estudo em modelo animal, foi observado que o tratamento com GOS não modulou a composição da microbiota. No entanto, melhorou significativamente o comportamento social no modelo animal Cntnap2-/-. Conclusão: Os tratamentos probiótico, prebiótico e simbiótico resultaram na modulação positiva da microbiota intestinal e atividade metabólica de crianças com TEA usando o SEMH®. Além disso, os resultados mostraram que o GOS melhorou os déficits sociais em um modelo animal de autismo.

The microbiota-gut-brain axis has been recently recognized as a key modulator of neurological disorders, including the Autism Spectrum Disorder (ASD). Increasing evidence suggests that the gut microbiota plays a crucial role in gastrointestinal symptoms and behavior deficits in autistic individuals. Thus, the administration of psychobiotics (probiotics and prebiotics) has been investigated as a promising therapy for the treatment of ASD. Objective: To evaluate the effect of psychobiotics on gut microbiota composition and metabolism of children with ASD using the Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem (SHIME®), as well on gut microbiota composition and behavior deficits in a mouse model for ASD. Methods: Initially, the survival of probiotic strains (Limosilactobacillus (L.) reuteri and Bifidobacterium (B.) longum) in pure culture and combined with Vivinal® GOS under simulated gastrointestinal conditions was evaluated, followed by the impact of probiotics (L. reuteri + B. longum), prebiotic (GOS) and synbiotic (L. reuteri + B. longum + GOS) on the gut microbiota and metabolism of children with ASD using the SHIME®. The analysis of the gut microbiota composition of samples from the SHIME® was performed using real-time PCR and 16S rRNA gene sequencing. Microbial metabolism was determined by the production of ammonium and short-chain fatty acids (SCFAs). Finally, it was investigated whether administration of GOS affected microbiota composition and behavior in a genetic model of autism (Cntnap2-/-). Gut microbiota composition was evaluated using 16S rRNA gene sequencing and ASD-related behaviors were determined by hyperactivity, and social and repetitive behavior tests. Results: The probiotics L. reuteri + B. longum combined with GOS showed elevated gastrointestinal resistance, suggesting that GOS has a protective effect. According to the SHIME® study, probiotic treatment increased the relative abundance of Lactobacillus, while the prebiotic treatment increased the relative abundance of Bifidobacterium and decreased the relative abundance of Lachnoclostridium. The changes observed in microbial metabolism were associated with increased concentrations of SCFAs and reduced ammonium levels, particularly in the prebiotic and synbiotic treatments. In the animal model study, it was observed that treatment with GOS did not modulate the microbiota composition. However, GOS significantly improved social behavior in the Cntnap2-/- mice. Conclusion: The probiotic, prebiotic, and synbiotic treatments resulted in a positive modulation of the gut microbiota and metabolic activity of children with ASD using the SHIME®. In addition, the results showed that GOS improved social deficits in a mouse model of autism.
Effect of Psychobiotics in Autism Spectrum Disorder
Keywords: Autismo; Probiótico; Microbiota intestinal; Prebiótico; Eixo microbiota-intestino-cérebro; Autism; Probiotic; Gut microbiota; Prebiotic; Microbiota-gut-brain axis