Relação da microbiota intestinal com processos inflamatórios desencadeadores de epilepsia em modelo animal

Abstract

A epilepsia é um distúrbio neurológico caracterizado por convulsões espontâneas e recorrentes. Embora vários estudos tenham demonstrado a associação da inflamação à epilepsia, a estreita relação da microbiota intestinal na regulação do sistema imune e neuromodulação através do eixo intestino-cérebro ainda não foi elucidada. Considerando que parte dos pacientes com epilepsia é refratária aos anticonvulsivantes, a possível relação do perfil microbiano com processos inflamatórios e convulsões pode auxiliar no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. Esse estudo buscou investigar a relação da microbiota intestinal com o desencadeamento do processo inflamatório relacionado à epilepsia. Ratos Wistar machos com 3 meses de idade (n=40) foram submetidos ao modelo de kindling induzido pelo pentilenotetrazol (PTZ) (25 mg/kg) intraperitoneal (i.p). Os animais foram divididos em quatro grupos experimentais: controle negativo (cloreto de sódio 0,9%), controle positivo (diazepam 2 mg/kg) e grupos teste prednisolona (1 e 5 mg/kg) i.p. por 14 dias, em que foi observada a latência das crises epilépticas. A análise da comunidade bacteriana foi realizada através de espaçadores intergênicos de rRNA (RISA) e sequenciamento de nova geração (NGS). As citocinas interleucina 1 beta (IL-1β) e fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) foram quantificadas de amostras do intestino. A prednisolona resultou no aumento de citocinas IL-1β e TNF-α e da latência das crises convulsivas. Apesar de não haver diferença na diversidade da microbiota intestinal entre os tratamentos, a prevalência de representantes de Actinobacteria, Saccharibacteria e Verrucomicrobia pode estar associada a ortólogos funcionais do metabolismo microbiano que modulam o efeito protetor da prednisolona nas crises convulsivas induzidas por PTZ em ratos.

Epilepsy is a neurological disorder characterized by spontaneous and recurrent seizures. Although several studies have demonstrated the association of inflammation with epilepsy, the close relationship between the intestinal microbiota in the regulation of the immune system and neuromodulation through the gut-brain axis has not yet been elucidated. Considering that part of the patients with epilepsy is refractory to anticonvulsants, the possible relationship of the microbial profile with inflammatory processes and seizures can help in the development of new therapeutic strategies. This study sought to investigate the relationship between the intestinal microbiota and the triggering of the inflammatory process related to epilepsy. Male Wistar rats with 3 months of age (n=40) were submitted to the kindling model induced by pentylenetetrazole (PTZ) (25 mg/kg) intraperitoneally (i.p). The animals were divided into four experimental groups: negative control (sodium chloride 0.9%), positive control (diazepam 2 mg/kg), and prednisolone test groups (1 and 5 mg/kg) i.p. for 14 days, in which the latency of epileptic seizures was observed. The analysis of the bacterial community was performed using rRNA intergenic spacers analysis (RISA) and high-throughput sequencing (NGS). The cytokines interleukin 1 beta (IL-1β) and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) were quantified from the intestinal samples. Prednisolone increased IL-1β and TNF-α cytokines and seizure latency. Although there is no difference in the intestinal microbiota diversity between treatments, the prevalence of Actinobacteria, Saccharibacteria, and Verrucomicrobia may be associated with functional orthologs of microbial metabolism that modulate the protective effect of prednisolone in PTZ-induced seizures in rats.