Impacto do transplante fecal de microbiota de crianças com epilepsia farmacorresistente e tratamento com dieta cetogênica em modelo animal de epilepsia do lobo temporal

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Prudencio, Mariana Baldini
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9142/tde-09062025-151043/
Resumo: Introdução: A epilepsia é uma doença neurológica caracterizada pela predisposição duradoura em gerar crises epilépticas. Estima-se que a prevalência da epilepsia seja de 0,5 a 1% na população mundial, e que 20 a 40% dos pacientes, apresentam crises resistentes ao tratamento medicamentoso. A dieta cetogênica (DC). consiste em uma dieta rica em gordura, com teor adequado de proteínas e baixa oferta de carboidrato, eficaz no controle de crises. O principal mecanismo de ação da DC é conferido pela ação dos corpos cetônicos resultantes da oxidação das gorduras da dieta. Estudos recentes têm demonstrado que a eficácia clínica da dieta não é conferida somente pela ação dos corpos cetônicos, mas também por vias sinérgicas e até independentes reguladas pela microbiota intestinal (MI). Objetivo: Avaliar o efeito do transplante fecal de microbiota (TFM) proveniente de um paciente com epilepsia farmacorresistente e boa eficácia clínica no tratamento com DC inoculado em modelo animal de epilepsia do lobo temporal em marcadores de inflamação cerebral e da neurotransmissão. Metodologia: estudo translacional com 2 fases. Na fase clínica, foi selecionado um paciente com epilepsia farmacorresistente com boa eficácia clínica no controle de crises com tratamento com a DC. Coleta de fezes e sequenciamento da (MI) antes e após o tratamento. Na fase experimental, ratos Wistar foram alocados em 3 grupos: grupo controle: animais sem epilepsia e que não receberam transplante fecal de microbiota, grupo EpiSTFM: animais com epilepsia e que não receberam TFM, e grupo EpiTFMR: animais com epilepsia e transplante fecal de microbiota de paciente tratado com DC e eficácia clínica superior a 50%). Para a indução da epilepsia foi utilizado o modelo lesional de epilepsia do lobo temporal induzida por Pilocarpina. Foi coletada fezes e realizado sequenciamento da microbiota intestinal. No momento da eutanásia, o cérebro foi extraído e obtido o hipocampo. No hipocampo, foi analisada a concentração de citocinas pró e anti-inflamatórias, bem como monoaminas e metabólitos e aminoácidos neurotransmissores. Resultados: Após o tratamento com a DC foram observadas diferenças na abundância relativa da microbiota intestinal. Na fase experimental todos os grupos foram semelhantes em relação a alfa diversidade, porém distintos em relação a betadiversidade. O grupoEpiTFMR apresentou menor abundância relativa de bactérias do gênero Turicibacter e Clostridium Senso Stricto 11 em comparação ao grupo controle. Entre os grupos EpiSTFM e EpiTFMR o único gênero que apresentou diferença em relação à abundância relativa foi o Eubacterium Siraem Group com menor abundância no grupo EpiTFMR. Em análises de associações multivariadas foi possível observar que o grupo EpiTFMR apresentou 1,4 vezes mais bactérias Alistipes.Alistipes_shahii.otu_108 tanto em comparação ao grupo controle quanto ao grupo EpiSTFM. O grupo EpiTFMR também apresentou menos bactérias Mucispirillum.uncultured_bacterium.otu_691 (2,2 vezes menos) em comparação ao grupo EpiSTFM. A concentração de IL1B, bem como razão (IL1RA/IL1B) do grupo EpiSTFM foi significativamente superior aos grupos controle e EpiTFMR. A citocina antiinflamatória IL10, no grupo controle, teve tendência para menor mediana de concentração em comparação com o grupo EpiSTFM, sendo que o grupo EpiTFMR apresentou concentrações desta citocina similares ao grupo controle. Não foram observadas diferenças nas concentrações de monoaminas e aminoácidos neurotransmissores, entretanto houve diferenças nas taxas de utilização de glutamina/glutamato que foi superior no grupo EpiTFMR em comparação ao controle. Conclusão: No presente estudo foi possível concluir que o transplante fecal de microbiota em ratos com epilepsia do lobo temporal induzidos quimicamente com lítio pilocarpina e pilocarpina proveniente de um paciente com epilepsia farmacorresistente tratado durante 3 meses com DC e com boa eficácia clínica no controle de crises foi capaz de alterar a abundância relativa da microbiota intestinal conferindo um perfil anti-inflamatório mais semelhante aos animais controles saudáveis do que altos animais com epilepsia e sem transplante e com alteração na taxa de utilização dos marcadores de neurotransmissão.
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Estima-se que a prevalência da epilepsia seja de 0,5 a 1% na população mundial, e que 20 a 40% dos pacientes, apresentam crises resistentes ao tratamento medicamentoso. A dieta cetogênica (DC). consiste em uma dieta rica em gordura, com teor adequado de proteínas e baixa oferta de carboidrato, eficaz no controle de crises. O principal mecanismo de ação da DC é conferido pela ação dos corpos cetônicos resultantes da oxidação das gorduras da dieta. Estudos recentes têm demonstrado que a eficácia clínica da dieta não é conferida somente pela ação dos corpos cetônicos, mas também por vias sinérgicas e até independentes reguladas pela microbiota intestinal (MI). Objetivo: Avaliar o efeito do transplante fecal de microbiota (TFM) proveniente de um paciente com epilepsia farmacorresistente e boa eficácia clínica no tratamento com DC inoculado em modelo animal de epilepsia do lobo temporal em marcadores de inflamação cerebral e da neurotransmissão. Metodologia: estudo translacional com 2 fases. Na fase clínica, foi selecionado um paciente com epilepsia farmacorresistente com boa eficácia clínica no controle de crises com tratamento com a DC. Coleta de fezes e sequenciamento da (MI) antes e após o tratamento. Na fase experimental, ratos Wistar foram alocados em 3 grupos: grupo controle: animais sem epilepsia e que não receberam transplante fecal de microbiota, grupo EpiSTFM: animais com epilepsia e que não receberam TFM, e grupo EpiTFMR: animais com epilepsia e transplante fecal de microbiota de paciente tratado com DC e eficácia clínica superior a 50%). Para a indução da epilepsia foi utilizado o modelo lesional de epilepsia do lobo temporal induzida por Pilocarpina. Foi coletada fezes e realizado sequenciamento da microbiota intestinal. No momento da eutanásia, o cérebro foi extraído e obtido o hipocampo. No hipocampo, foi analisada a concentração de citocinas pró e anti-inflamatórias, bem como monoaminas e metabólitos e aminoácidos neurotransmissores. Resultados: Após o tratamento com a DC foram observadas diferenças na abundância relativa da microbiota intestinal. Na fase experimental todos os grupos foram semelhantes em relação a alfa diversidade, porém distintos em relação a betadiversidade. O grupoEpiTFMR apresentou menor abundância relativa de bactérias do gênero Turicibacter e Clostridium Senso Stricto 11 em comparação ao grupo controle. Entre os grupos EpiSTFM e EpiTFMR o único gênero que apresentou diferença em relação à abundância relativa foi o Eubacterium Siraem Group com menor abundância no grupo EpiTFMR. Em análises de associações multivariadas foi possível observar que o grupo EpiTFMR apresentou 1,4 vezes mais bactérias Alistipes.Alistipes_shahii.otu_108 tanto em comparação ao grupo controle quanto ao grupo EpiSTFM. O grupo EpiTFMR também apresentou menos bactérias Mucispirillum.uncultured_bacterium.otu_691 (2,2 vezes menos) em comparação ao grupo EpiSTFM. A concentração de IL1B, bem como razão (IL1RA/IL1B) do grupo EpiSTFM foi significativamente superior aos grupos controle e EpiTFMR. A citocina antiinflamatória IL10, no grupo controle, teve tendência para menor mediana de concentração em comparação com o grupo EpiSTFM, sendo que o grupo EpiTFMR apresentou concentrações desta citocina similares ao grupo controle. Não foram observadas diferenças nas concentrações de monoaminas e aminoácidos neurotransmissores, entretanto houve diferenças nas taxas de utilização de glutamina/glutamato que foi superior no grupo EpiTFMR em comparação ao controle. Conclusão: No presente estudo foi possível concluir que o transplante fecal de microbiota em ratos com epilepsia do lobo temporal induzidos quimicamente com lítio pilocarpina e pilocarpina proveniente de um paciente com epilepsia farmacorresistente tratado durante 3 meses com DC e com boa eficácia clínica no controle de crises foi capaz de alterar a abundância relativa da microbiota intestinal conferindo um perfil anti-inflamatório mais semelhante aos animais controles saudáveis do que altos animais com epilepsia e sem transplante e com alteração na taxa de utilização dos marcadores de neurotransmissão.Introduction: Epilepsy is a neurological disease characterized by a long-lasting predisposition to generate epileptic seizures. It is estimated that the prevalence of epilepsy is 0.5 to 1% in the world population, and that 20 to 40% of patients have seizures that are resistant to drug treatment. The ketogenic diet (KD) consists of a diet rich in fat, with adequate protein content and low carbohydrate intake, effective in controlling seizures. The main mechanism of action of KD is conferred by the action of ketone bodies resulting from the oxidation of dietary fats. Recent studies have shown that the clinical efficacy of the diet is not conferred solely by the action of ketone bodies, but also by synergistic and even independent pathways regulated by the intestinal microbiota (IM). Objective: To evaluate the effect of fecal microbiota transplantation (FMT) from a patient with drug-resistant epilepsy and good clinical efficacy in the treatment with DC inoculated in an animal model of temporal lobe epilepsy on markers of brain inflammation and neurotransmission. Methodology: translational study with 2 phases. In the clinical phase, a patient with drug-resistant epilepsy with good clinical efficacy in the control of seizures with treatment with DC was selected. Feces collection and sequencing of the (MI) before and after treatment. In the experimental phase, Wistar rats were allocated into 3 groups: control group: animals without epilepsy and that did not receive fecal microbiota transplantation, EpiSTFM group: animals with epilepsy and that did not receive FMT, and EpiTFMR group: animals with epilepsy and fecal microbiota transplantation from a patient treated with DC and clinical efficacy greater than 50%). For the induction of epilepsy, the lesional model of temporal lobe epilepsy induced by Pilocarpine was used. Feces were collected and intestinal microbiota sequencing was performed. At the time of euthanasia, the brain was extracted and the hippocampus obtained. In the hippocampus, the concentration of pro- and anti-inflammatory cytokines, as well as monoamines and neurotransmitter metabolites and amino acids were analyzed. Results: After treatment with DC, differences in the relative abundance of intestinal microbiota were observed. In the experimental phase, all groups were similar in relation to alpha diversity, but distinct in relation to beta diversity. The EpiTFMR group showed a lower relative abundance of bacteria of the genus Turicibacter and Clostridium Senso Stricto 11 compared to the control group. Between the EpiSTFM and EpiTFMR groups, the only genus that showed a difference in relation to relative abundance was Eubacterium Sira in Group with lower abundance in the EpiTFMR group. In multivariate association analyses, it was possible to observe that the EpiTFMR group presented 1.4 times more Alistipes.Alistipes_shahii.otu_108 bacteria compared to both the control group and the EpiSTFM group. The EpiTFMR group also presented fewer Mucispirillum.uncultured_bacterium.otu_691 bacteria (2.2 times less) compared to the EpiSTFM group. The IL1B concentration, as well as the ratio (IL1RA/IL1B) of the EpiSTFM group was significantly higher than the control and EpiTFMR groups. The anti-inflammatory cytokine IL10, in the control group, tended to have a lower median concentration compared to the EpiSTFM group, and the EpiTFMR group presented concentrations of this cytokine similar to the control group. No differences were observed in the concentrations of monoamines and neurotransmitter amino acids, however, there were differences in the rates of glutamine/glutamate utilization, which was higher in the EpiTFMR group compared to the control. Conclusion: In the present study, it was possible to conclude that fecal microbiota transplantation in rats with temporal lobe epilepsy chemically induced with lithium pilocarpine and pilocarpine from a patient with drug-resistant epilepsy treated for 3 months with CD and with good clinical efficacy in seizure control was able to alter the relative abundance of intestinal microbiota, conferring an anti-inflammatory profile more similar to healthy control animals than to animals with epilepsy and without transplantation, with a change in the rate of use of neurotransmission markers.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFernandes, Maria José da SilvaTaddei, Carla RomanoPrudencio, Mariana Baldini2025-04-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9142/tde-09062025-151043/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-07-25T11:49:02Zoai:teses.usp.br:tde-09062025-151043Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-07-25T11:49:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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Prudencio, Mariana Baldini
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description Introdução: A epilepsia é uma doença neurológica caracterizada pela predisposição duradoura em gerar crises epilépticas. Estima-se que a prevalência da epilepsia seja de 0,5 a 1% na população mundial, e que 20 a 40% dos pacientes, apresentam crises resistentes ao tratamento medicamentoso. A dieta cetogênica (DC). consiste em uma dieta rica em gordura, com teor adequado de proteínas e baixa oferta de carboidrato, eficaz no controle de crises. O principal mecanismo de ação da DC é conferido pela ação dos corpos cetônicos resultantes da oxidação das gorduras da dieta. Estudos recentes têm demonstrado que a eficácia clínica da dieta não é conferida somente pela ação dos corpos cetônicos, mas também por vias sinérgicas e até independentes reguladas pela microbiota intestinal (MI). Objetivo: Avaliar o efeito do transplante fecal de microbiota (TFM) proveniente de um paciente com epilepsia farmacorresistente e boa eficácia clínica no tratamento com DC inoculado em modelo animal de epilepsia do lobo temporal em marcadores de inflamação cerebral e da neurotransmissão. Metodologia: estudo translacional com 2 fases. Na fase clínica, foi selecionado um paciente com epilepsia farmacorresistente com boa eficácia clínica no controle de crises com tratamento com a DC. Coleta de fezes e sequenciamento da (MI) antes e após o tratamento. Na fase experimental, ratos Wistar foram alocados em 3 grupos: grupo controle: animais sem epilepsia e que não receberam transplante fecal de microbiota, grupo EpiSTFM: animais com epilepsia e que não receberam TFM, e grupo EpiTFMR: animais com epilepsia e transplante fecal de microbiota de paciente tratado com DC e eficácia clínica superior a 50%). Para a indução da epilepsia foi utilizado o modelo lesional de epilepsia do lobo temporal induzida por Pilocarpina. Foi coletada fezes e realizado sequenciamento da microbiota intestinal. No momento da eutanásia, o cérebro foi extraído e obtido o hipocampo. No hipocampo, foi analisada a concentração de citocinas pró e anti-inflamatórias, bem como monoaminas e metabólitos e aminoácidos neurotransmissores. Resultados: Após o tratamento com a DC foram observadas diferenças na abundância relativa da microbiota intestinal. Na fase experimental todos os grupos foram semelhantes em relação a alfa diversidade, porém distintos em relação a betadiversidade. O grupoEpiTFMR apresentou menor abundância relativa de bactérias do gênero Turicibacter e Clostridium Senso Stricto 11 em comparação ao grupo controle. Entre os grupos EpiSTFM e EpiTFMR o único gênero que apresentou diferença em relação à abundância relativa foi o Eubacterium Siraem Group com menor abundância no grupo EpiTFMR. Em análises de associações multivariadas foi possível observar que o grupo EpiTFMR apresentou 1,4 vezes mais bactérias Alistipes.Alistipes_shahii.otu_108 tanto em comparação ao grupo controle quanto ao grupo EpiSTFM. O grupo EpiTFMR também apresentou menos bactérias Mucispirillum.uncultured_bacterium.otu_691 (2,2 vezes menos) em comparação ao grupo EpiSTFM. A concentração de IL1B, bem como razão (IL1RA/IL1B) do grupo EpiSTFM foi significativamente superior aos grupos controle e EpiTFMR. A citocina antiinflamatória IL10, no grupo controle, teve tendência para menor mediana de concentração em comparação com o grupo EpiSTFM, sendo que o grupo EpiTFMR apresentou concentrações desta citocina similares ao grupo controle. Não foram observadas diferenças nas concentrações de monoaminas e aminoácidos neurotransmissores, entretanto houve diferenças nas taxas de utilização de glutamina/glutamato que foi superior no grupo EpiTFMR em comparação ao controle. Conclusão: No presente estudo foi possível concluir que o transplante fecal de microbiota em ratos com epilepsia do lobo temporal induzidos quimicamente com lítio pilocarpina e pilocarpina proveniente de um paciente com epilepsia farmacorresistente tratado durante 3 meses com DC e com boa eficácia clínica no controle de crises foi capaz de alterar a abundância relativa da microbiota intestinal conferindo um perfil anti-inflamatório mais semelhante aos animais controles saudáveis do que altos animais com epilepsia e sem transplante e com alteração na taxa de utilização dos marcadores de neurotransmissão.
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