Resumo: Introdução: As epilepsias são doenças heterogéneas e incapacitantes caracterizadas por uma predisposição persistente para gerar crises epilépticas. Apesar da existência de diversos fármacos anti-crise (FAC), cerca de um terço dos pacientes serão refratários ao tratamento clínico. Estudos em modelos animais têm demonstrado que a microbiota intestinal desempenha um papel regulador no sistema nervoso central através de vias neuroimunes, metabólicas e neuroendócrinas. No entanto, estudos avaliando essas interações em indivíduos com epilepsia permanecem escassos. O objetivo principal deste trabalho foi caracterizar a composição do microbioma intestinal em indivíduos com diferentes formas de epilepsia e nas encefalites autoimunes usando uma análise metagenômica. Métodos: Um total de 96 usuários do Hospital das Clínicas da Universidade Estadual de Campinas (HC-UNICAMP) foram incluídos neste estudo. Os participantes foram divididos em quatro grupos: Epilepsia do lobo temporal mesial (ELTM), Epilepsia Genética Generalizada (EGG), Encefalite Autoimune (EA) e grupo controle (GC). O DNA microbiano foi extraído de amostras fecais congeladas usando o QIAamp POWERFECAL PRO DNA KIT (Qiagen®). As bibliotecas genômicas foram construídas a partir das regiões hipervariáveis V3 e V4 do gene 16S rRNA. As leituras obtidas foram analisadas usando o software Galaxy Australia (versão 21.01) e o QIIME. Resultados: O índice de Chao1 apresentou baixa riqueza de espécies no GC ([KW] p: 0,013982). O perfil de diversidade beta medido pelo índice de Bray-Curtis em nível de gênero e espécie revelou diferentes composições do microbioma entre pacientes e controles (PERMANOVA: p: 0,05; p: 0,033). Em nível de gênero, a análise discriminante linear (LDA) demonstrou que gêneros como Oxalobacteraceae_unclassified ([KW] p: 0,000174), Catenibacterium (p: 0,029512), Lactobacillus (p: 0,029561), Butyricimonas (p: 0,041936), Victivallis (p: 0,018568), Akkermansia (p: 0,024671) Clostridium_IV (p: 0,031173), Methanobrevibacter (p: 0,046593) e Subdoligranulum (p: 0,050545) foram associados ao grupo de ELTM e refratariedade ao tratamento. Além disso, organismos pertencentes ao filo Proteobacteria como Pasteurellaceae_unclassified e Desulfovibrio foram enriquecidos em pacientes com EA ([KW] p: 0,022761; p: 0,036555) em comparação com o GC. Discussão: O crescimento excessivo do gênero Akkermansia pode promover a degradação excessiva da mucina, levando a um aumento da permeabilidade epitelial que, por sua vez, pode afetar as vias de sinalização do eixo microbiota-intestino-cérebro. Além disso, diversos metabólitos ou componentes da parede celular de bactérias do filo Proteobacteria pode desencadear processos neuroinflamatórios, sinal cardinal na EA. Adicionalmente, descobrimos que organismos do gênero Oxalobacteraceae foram mais abundantes em pacientes com MTLE, o tipo de epilepsia caracterizado por uma alta proporção de pacientes com fenótipos resistentes a medicamentos. Em estudos anteriores, um aumento no filo Proteobacteria também foi associado à epilepsia refratária. Por fim, observamos uma predominância do gênero Faecalibacterium entre os indivíduos do GC. Esta bactéria produtora de butirato tem sido associada a um amplo benefício para a saúde do hospedeiro envolvendo o metabolismo energético, a inibição de histonas deacetilases e a regulação positiva de citocinas anti-inflamatórias. Portanto, seu incremento pode indicar uma assinatura microbiana em indivíduos saudáveis. Conclusão: Este estudo revela que pacientes com epilepsia apresentam alterações na composição da microbiota fecal, e marcadores microbianos específicos podem mediar a ocorrência de crises Ver menos

Abstract: Introduction: Epilepsies are heterogeneous and disabling diseases characterized by a persistent predisposition to generate epileptic seizures. Despite the availability of many antiseizure medications (ASM), about one-third of patients will be refractory to clinical treatment. Studies in animal models have demonstrated that the intestinal microbiota plays a regulatory role in the central nervous system through neuroimmune, metabolic, and neuroendocrine pathways. However, studies evaluating these interactions in individuals with epilepsy remain scarce. Therefore, the main objective of this work was to characterize the composition of the intestinal microbiome in individuals with different forms of epilepsy and autoimmune encephalitis using a metagenomic analysis. Methods: A total of 96 users of the Hospital das Clínicas at the University of Campinas (HC-UNICAMP) were enrolled in this study. Participants were divided into four groups: mesial temporal lobe epilepsy (MTLE), genetic generalized epilepsy (GGE), autoimmune encephalitis (AE), and control group (CG). Microbial DNA was extracted from frozen stool samples using the QIAamp POWERFECAL PRO DNA KIT (Qiagen®). Genomic libraries were constructed from the V3 and V4 hypervariable regions of the 16S rRNA gene marker. Sequencing reads were analyzed using Galaxy Australia (version 21.01) and the QIIME software. Results: The Chao1 statistic showed lower species richness in the control group ([KW] p-value: 0.013982). Beta diversity profiling measured by the Bray-Curtis index at genus and species levels revealed different microbiome compositions in patients compared to controls (PERMANOVA: p-value: 0.05; p-value: 0.033). At the genus level, the Linear Discriminant Analysis (LDA) demonstrated that important genera such as Oxalobacteraceae_unclassified ([KW], p: 0.000174), Catenibacterium (p: 0.029512), Lactobacillus (p: 0.029561), Butyricimonas (p: 0.041936), Victivallis (p: 0.018568), Akkermansia (p: 0.024671) Clostridium_IV (p: 0.031173), Methanobrevibacter (p: 0.046593) and Subdoligranulum (p: 0.050545) were associated with drug-resistant and MTLE groups. Also, some organisms belonging to the Proteobacteria phylum such as Pasteurellaceae_unclassified and Desulfovibrio were enriched in patients with AE (KW, p-value: 0.022761; p-value: 0.036555) compared with the CG. Discussion: The overgrowth of the genus Akkermansia could promote excessive mucin degradation leading to an increase in epithelial permeability that, in turn, could affect the gut brain-axis signaling pathways. Also, several metabolites or components of the cell wall of bacteria from the Proteobacteria phylum can trigger neuroinflammatory processes, a cardinal sign in AE. In addition, we found that Oxalobacteraceae organisms were more abundant in patients with MTLE, the type of epilepsy characterized by a high proportion of patients with drug-resistant phenotypes. Finally, we observed a predominance of the Faecalibacterium genus among individuals from the CG. This butyrate-producing bacteria has been associated with a widespread benefit for host health involving energy metabolism, histone deacetylases inhibition, and anti-inflammatory cytokines upregulation. Therefore, an increment in this genus in the CG may indicate a microbial signature of healthy individuals. Conclusion: This study reveals that patients with epilepsy exhibit alterations in fecal microbiota composition, and specific microbial markers might mediate seizure occurrence Ver menos