Efeito do tempo de utilização de antimicrobianos prescritos para o tratamento de infecções comunitárias no comportamento e no microbioma intestinal : estudo em modelo animal

Abstract

O cérebro e o intestino comunicam de forma dinâmica e complexa através de diferentes vias, formando um eixo bidirecional, cujo equilíbrio depende da composição da comunidade microbiana que habita o intestino. Estudos tem revelado que a microbiota intestinal influencia o normal funcionamento do cérebro e o comportamento, através da via neural, endócrina ou imunitária. Desta forma, a comunidade bacteriana comensal presente no intestino é responsável por regular as respostas ao stress, tendo-se demostrado que modificações na composição da microbiota se encontram associadas ao desenvolvimento de ansiedade, depressão e prejuízos na memória. A exposição a antimicrobianos pode causar alterações na composição do microbioma intestinal, dependendo do antibiótico utilizado, da dose e do tempo de exposição. O impacto causado pela exposição a esses medicamentos rotineiramente utilizados em infecções comunitárias ainda é pouco conhecido. Nesse contexto o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do uso de amoxicilina e clindamicina na diversidade e na estrutura da microbiota intestinal, além das possíveis alterações de comportamento em animais. Ratos Wistar machos (N = 42, 8 semanas de idade) foram alocados por randomização simples em quatro grupos experimentais principais: dois controles, dois grupos de teste e um Naive Group. Os animais foram tratados, por gavagem, com amoxicilina e clindamicina (25 mg/kg) de 12/12 por 3 e 7 dias. Foram coletadas as fezes dos animais, após 3,7,30,60 e 90 dias do tratamento, para avaliar o aumento ou diminuição das colônias, utilizando-se o método de cultura bacteriana, foi realizado o sequenciamento para identificar e diferenciar as cepas. Os animais foram avaliados no Teste de Campo Aberto e Labirinto em cruz elevado como medida de ansiedade. Para avaliação da memória foi realizado o Teste de Reconhecimento de Objetos. Após a administração de qualquer um dos antibióticos por 3 e 7 dias, houve uma mudança estatisticamente significativa na carga bacteriana, com aumento nos filos Bacterioidetes e Proteobacteria. Os animais tratados com antibióticos exibiram alterações de memória de reconhecimento reduzidas, acompanhadas por um efeito anxiogênico que permaneceu significativo por 30 dias em ratos que haviam sido tratados com antibióticos por 7 dias. Os resultados do presente estudo sugerem que mudanças na composição do microbioma intestinal pela administração de antibióticos podem levar à modulação cognitiva e comportamental em ratos quando amoxicilina e clindamicina são empregadas em esquemas posológicos para tratamento de infecções comunitárias.

The brain and the intestine communicate dynamically and complexly through different routes, forming a bidirectional axis, whose balance depends on the microbial community's composition that inhabits the intestine. Studies have revealed that the intestinal microbiota influences the brain's normal functioning and behavior through the neural, endocrine, or immune pathways. In this way, the commensal bacterial community present in the intestine is responsible for regulating responses to stress. It has been shown that changes in the microbiota's composition are associated with anxiety, depression, and impaired memory. Exposure to antimicrobials can cause changes in the intestinal microbiome's composition, depending on the antibiotic used, the dose, and the time of exposure. The impact of exposure to these drugs routinely used in community infections is still poorly understood. The present study aimed to evaluate the effect of amoxicillin and clindamycin on the diversity and structure of the intestinal microbiota and behavioral changes in animals. Male Wistar rats (N = 42, 8 weeks old) were allocated by simple randomization into four main experimental groups: two controls, two test groups, and one Naive Group. The animals were treated, by gavage, with amoxicillin and clindamycin (25 mg/kg) of 12/12 for 3 and 7 days. The feces were collected after 3, 7, 30, 60, and 90 days of treatment through culturing and sequencing. The animals were evaluated in the Open Field Test and elevated plus-maze as a measure of anxiety. To assess memory, the Object Recognition Test was performed. After administering any of the antibiotics for 3 and 7 days, there was a statistically significant change in the bacterial load, with an increase in the phyla Bacterioidetes and Proteobacteria. The antibiotic-treated groups exhibited reduced recognition memory changes, accompanied by an anxiogenic effect that remained significant for 30 days in rats that had been treated with antibiotics for 7 days. Data suggested antibiotics changed the intestinal microbiome composition by antibiotics, leading to cognitive and behavioral modulation in rats.