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Obesity-driven gut-immune-brain axis dysregulation: Emerging molecular targets and biomaterial-based interventions

Favoritos do PBO Artigo de periódico
Obesity-driven gut-immune-brain axis dysregulation: Emerging molecular targets and biomaterial-based interventions
2026
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Ficha da publicação

Nome da publicação: Obesity-driven gut-immune-brain axis dysregulation: Emerging molecular targets and biomaterial-based interventions

Autores: Nazmul Mhm, Vetriselvan Subramaniyan, Srikumar Chakravarthi, Thidar Aung, Sergey Gupalo, Wana Hla Shwe, Sutha Devaraj, Phone Myint Htoo, Myat Myo Naing, Lei Lei Win, Aye Aye Tun, Tahmina Afrose Keya, Srikanth Jeyabalan, Chetan Ashok, Mukesh Kumar

Fonte: Obesity Medicine

Publicado em: 2026

Tipo de arquivo: Artigo de periódico

Tipo de estudo: Revisão

Link para o original

Resumo

Obesity is increasingly understood as a systemic immunometabolic disorder rather than only excess adipose accumulation. It disrupts gut microbial ecology, intestinal barrier integrity, immune signaling, and neuroinflammatory balance through the gut-immune-brain axis. Existing literature shows that obesity is associated with microbial dysbiosis, reduced short-chain fatty acids, altered bile acid signaling, metabolic endotoxemia, blood-brain barrier disruption, microglial activation, and inflammasome-mediated inflammation. However, these mechanisms are often reviewed separately, with limited integration of microbial metabolites, epithelial leakage, rare molecular pathways, neurovascular injury, biomaterial delivery, and genome-guided microbiota editing. This review is needed because obesity-related gut-immune-brain dysfunction arises from interacting biological networks rather than a single pathway. The article synthesizes microbiome remodeling, SCFA and bile acid imbalance, tryptophan-kynurenine dysregulation, NLRP3 inflammasome activation, BBB injury, neuroinflammatory cascades, smart biomaterials, CRISPR-guided microbial therapeutics, biomarker stratification, and translational readiness. The review concludes that future obesity therapies should move toward integrated microbiome-biomaterial strategies combining targeted delivery, metabolite restoration, immune control, microbial editing, and long-term safety monitoring. In real-world application, this framework can support personalized treatment design, safer gut-targeted delivery systems, and next-generation therapies for obesity-associated metabolic and neuroimmune complications.

Resumo traduzido por

A obesidade é cada vez mais compreendida como um distúrbio imunometabólico sistêmico, e não apenas como acúmulo excessivo de tecido adiposo. Ela desestabiliza a ecologia da microbiota intestinal, a integridade da barreira intestinal, a sinalização imune e o equilíbrio neuroinflamatório por meio do eixo intestino-imune-cérebro. A literatura existente demonstra que a obesidade está associada à disbiose microbiana, redução de ácidos graxos de cadeia curta, alteração da sinalização de ácidos biliares, endotoxemia metabólica, ruptura da barreira hematoencefálica, ativação microglial e inflamação mediada pelo inflamassoma. No entanto, esses mecanismos são frequentemente analisados ​​separadamente, com pouca integração de metabólitos microbianos, permeabilidade epitelial, vias moleculares raras, lesão neurovascular, administração de biomateriais e edição da microbiota guiada por genoma. Esta revisão se faz necessária porque a disfunção intestino-imune-cérebro relacionada à obesidade surge da interação de redes biológicas, e não de uma única via. O artigo sintetiza a remodelação do microbioma, o desequilíbrio de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e ácidos biliares, a desregulação do triptofano-quinurenina, a ativação do inflamassoma NLRP3, a lesão da barreira hematoencefálica (BHE), as cascatas neuroinflamatórias, os biomateriais inteligentes, as terapias microbianas guiadas por CRISPR, a estratificação de biomarcadores e a prontidão para translação clínica. A revisão conclui que as futuras terapias para obesidade devem priorizar estratégias integradas de microbioma e biomateriais, combinando administração direcionada, restauração metabólica, controle imunológico, edição microbiana e monitoramento de segurança a longo prazo. Na prática clínica, essa estrutura pode apoiar o desenvolvimento de tratamentos personalizados, sistemas de administração direcionados ao intestino mais seguros e terapias de próxima geração para complicações metabólicas e neuroimunes associadas à obesidade.

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Por que o tema é relevante?

A microbiota intestinal constitui um importante elo entre alimentação, metabolismo e imunidade. Na obesidade, alterações na composição e na função da microbiota podem favorecer a inflamação sistêmica e a neuroinflamação, contribuindo para disfunção hipotalâmica, alterações na regulação do apetite e possíveis repercussões cognitivas e comportamentais. 

Qual é o objetivo do estudo?

Conectar a disbiose intestinal às alterações imunológicas e neuroinflamatórias com os possíveis alvos terapêuticos. 

Quais as principais conclusões?

O artigo apresenta que a disfunção do eixo intestino–imunidade–cérebro na obesidade resulta da disbiose intestinal que pode reduzir metabólitos protetores e comprometer a barreira intestinal, aumentando sua permeabilidade e favorecendo a passagem de produtos microbianos para a circulação e assim causar inflamação sistêmica e alterações metabólicas.
A microbiota intestinal produz substâncias que ajudam a proteger o intestino, controlar a inflamação e regular o metabolismo, como ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs). Na obesidade, alterações nessas substâncias podem prejudicar essas funções, causando mudanças no processamento de nutrientes como o triptofano gerando compostos potencialmente prejudiciais ao cérebro, criando uma possível ligação entre inflamação intestinal e alterações cerebrais.
A inflamação sistêmica associada à obesidade também pode atingir o cérebro, afetando áreas responsáveis pelo controle do apetite e do gasto energético. Esse processo pode prejudicar a ação de hormônios, como leptina e insulina, e aumentar a inflamação cerebral criando um ciclo que contribui para a manutenção das alterações metabólicas da obesidade.
No campo terapêutico, hidrogéis, sistemas mucoadesivos e nanopartículas podem fazer uma liberação localizada de agentes anti-inflamatórios, metabólitos e pós-bióticos, contribuindo para restaurar a barreira intestinal. Tecnologias como CRISPR, bacteriófagos e probióticos genéticamente modificados, poderiam modificar seletivamente a microbiota e suas funções.
Em síntese, os autores apontam para uma abordagem integrada e de precisão, combinando características da microbiota, metabólitos e marcadores imunológicos e neuroinflamatórios podem orientar intervenções específicas e mais eficazes. Embora promissoras, essas estratégias ainda dependem de ensaios clínicos, avaliação de segurança em longo prazo e avanços regulatórios antes de serem incorporadas ao cuidado da obesidade.