CC BY-NC-ND 4.0 · Arq Neuropsiquiatr 2022; 80(02): 192-207
DOI: 10.1590/0004-282X-ANP-2021-0052
VIEW AND REVIEW

Gut microbiome in neuropsychiatric disorders

O microbioma intestinal nas doenças neuropsiquiátricas
1   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Medicina Translacional, Campinas SP, Brazil.
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
,
3   Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Neurobiologia, Juriquilla, Querétaro, México.
,
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
4   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Neurologia, Campinas SP, Brazil.
,
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
4   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Neurologia, Campinas SP, Brazil.
,
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
4   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Neurologia, Campinas SP, Brazil.
,
1   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Medicina Translacional, Campinas SP, Brazil.
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
,
1   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Medicina Translacional, Campinas SP, Brazil.
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
,
1   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Medicina Translacional, Campinas SP, Brazil.
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
,
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
4   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Neurologia, Campinas SP, Brazil.
,
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
4   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Neurologia, Campinas SP, Brazil.
,
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
4   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Neurologia, Campinas SP, Brazil.
,
1   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Medicina Translacional, Campinas SP, Brazil.
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
,
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
4   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Neurologia, Campinas SP, Brazil.
,
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
4   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Neurologia, Campinas SP, Brazil.
,
1   Universidade de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Departamento de Medicina Translacional, Campinas SP, Brazil.
2   Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, Campinas SP, Brazil.
› Author Affiliations

ABSTRACT

Background: Neuropsychiatric disorders are a significant cause of death and disability worldwide. The mechanisms underlying these disorders include a constellation of structural, infectious, immunological, metabolic, and genetic etiologies. Advances in next-generation sequencing techniques have demonstrated that the composition of the enteric microbiome is dynamic and plays a pivotal role in host homeostasis and several diseases. The enteric microbiome acts as a key mediator in neuronal signaling via metabolic, neuroimmune, and neuroendocrine pathways. Objective: In this review, we aim to present and discuss the most current knowledge regarding the putative influence of the gut microbiome in neuropsychiatric disorders. Methods: We examined some of the preclinical and clinical evidence and therapeutic strategies associated with the manipulation of the gut microbiome. Results: targeted taxa were described and grouped from major studies to each disease. Conclusions: Understanding the complexity of these ecological interactions and their association with susceptibility and progression of acute and chronic disorders could lead to novel diagnostic biomarkers based on molecular targets. Moreover, research on the microbiome can also improve some emerging treatment choices, such as fecal transplantation, personalized probiotics, and dietary interventions, which could be used to reduce the impact of specific neuropsychiatric disorders. We expect that this knowledge will help physicians caring for patients with neuropsychiatric disorders.

RESUMO

Antecedentes: Os transtornos neuropsiquiátricos são uma importante causa de morte e invalidez no mundo. Os mecanismos subjacentes a esses transtornos incluem uma constelação de etiologias estruturais, infecciosas, imunológicas, metabólicas e genéticas. Avanços nas técnicas de sequenciamento do DNA têm demonstrado que a composição do microbioma entérico é dinâmica e desempenha um papel fundamental não apenas na homeostase do hospedeiro, mas também em várias doenças. O microbioma entérico atua como mediador na sinalização das vias metabólica, neuroimune e neuroendócrina. Objetivo: Apresentar os estudos mais recentes sobre a possível influência do microbioma intestinal nas diversas doenças neuropsiquiátricas e discutir tanto os resultados quanto a eficácia dos tratamentos que envolvem a manipulação do microbioma intestinal. Métodos: foram examinadas algumas das evidências pré-clínicas e clínicas e estratégias terapêuticas associadas à manipulação do microbioma intestinal. Resultados: os táxons-alvo foram descritos e agrupados a partir dos principais estudos para cada doença. Conclusões: Entender a fundo a complexidade das interações ecológicas no intestino e sua associação com a suscetibilidade a certas doenças agudas e crônicas pode levar ao desenvolvimento de novos biomarcadores diagnósticos com base em alvos moleculares. Além disso, o estudo do microbioma intestinal pode auxiliar na otimização de tratamentos não farmacológicos emergentes, tais como o transplante de microbiota fecal, o uso de probióticos e intervenções nutricionais personalizadas. Dessa forma, terapias alternativas poderiam ser usadas para reduzir o impacto dos transtornos neuropsiquiátricos na saúde pública. Esperamos que esse conhecimento seja útil para médicos que cuidam de pacientes com diversos transtornos neuropsiquiátricos.

Authors’ contributions:

All the authors contributed equally to the development, elaboration, and writing of this work. All authors reviewed and approved the final version of the manuscript before submission.


Support

This work was supported by a grant from Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP, grant number 2013/07559-3), SP, Brazil and Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES, grant number: 001), Brazil. DMM-G, ABG, AMC, DCR, and AD are supported by fellowships from FAPESP (grants #2018/00142-3, 2019/00213-0, 2019/25948-3, 2019/0048-0 and 2015/25607-0, respectively). I.L.-C. is supported by Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq), Brazil (grant #311923/2019-4).




Publication History

Received: 12 February 2021

Accepted: 10 May 2021

Article published online:
30 January 2023

© 2022. Academia Brasileira de Neurologia. This is an open access article published by Thieme under the terms of the Creative Commons Attribution-NonDerivative-NonCommercial License, permitting copying and reproduction so long as the original work is given appropriate credit. Contents may not be used for commecial purposes, or adapted, remixed, transformed or built upon. (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)

Thieme Revinter Publicações Ltda.
Rua do Matoso 170, Rio de Janeiro, RJ, CEP 20270-135, Brazil