Исследователи из Гарвардской медицинской школы обнаружили биологический механизм, который укрепляет теорию о том, что кишечная бактерия Morganella morganii может влиять на здоровье мозга. Их работа, опубликованная в Journal of the American Chemical Society, предлагает более четкое объяснение того, как этот микроб способен провоцировать депрессию, связывая его с воспалительными процессами через особую молекулу. Это открытие указывает на потенциальную новую мишень для диагностики и лечения некоторых форм депрессии, а также создает модель для изучения влияния других кишечных микробов на здоровье и поведение.
Команда обнаружила, что загрязнитель окружающей среды диэтаноламин (ДЭА) иногда может заменять сахарный спирт в молекуле, вырабатываемой M. morganii в кишечнике. Измененная молекула ведет себя совершенно иначе, чем обычная версия: она начинает имитировать кардиолипины — митохондриальные фосфолипиды, которые участвуют в регуляции апоптоза и клеточного энергообмена. В иммунной системе кардиолипины являются мишенью для аутоантител при таких заболеваниях, как антифосфолипидный синдром, и, когда бактерии продуцируют молекулы, структурно напоминающие их, возникает явление молекулярной мимикрии. В данном случае измененная молекула активирует иммунную систему, заставляя ее высвобождать воспалительные белки — цитокины, особенно интерлейкин-6 (IL-6). Эта цепочка событий дает возможное объяснение связи между M. morganii и депрессией, так как хроническое воспаление играет роль во многих заболеваниях и ассоциируется с большим депрессивным расстройством.
Предыдущие исследования подтверждают эту связь: IL-6 связан с депрессией, а M. morganii — с воспалительными состояниями, такими как диабет 2 типа и воспалительное заболевание кишечника. Старший автор исследования Джон Кларди отметил: «Существует теория, связывающая кишечный микробиом с депрессией, и это исследование делает шаг вперед, к реальному пониманию молекулярных механизмов, лежащих в основе этой связи». Однако потребуются дополнительные исследования, чтобы определить, вызывает ли измененная молекула непосредственно депрессию, и понять, сколько случаев могут быть связаны с этим процессом.
ДЭА обычно встречается в промышленных, сельскохозяйственных и потребительских товарах, и его преобразование в иммунный сигнал стало полной неожиданностью для ученых. Исследователи предполагают, что ДЭА потенциально может использоваться в качестве биомаркера для выявления определенных случаев большого депрессивного расстройства. Их выводы также поддерживают идею о том, что депрессия, по крайней мере некоторые ее формы, может затрагивать иммунную систему, что открывает возможность использования методов лечения, нацеленных на иммунные реакции, для некоторых пациентов.
В более широком смысле, исследование показывает, как бактериальная молекула может изменять иммунную функцию человека, встраивая загрязнитель, что дает ученым ключ к изучению того, как другие кишечные бактерии влияют на иммунитет и различные биологические системы. С депрессией связаны несколько типов кишечных бактерий: снижение уровня Lactobacillus и Bifidobacterium обычно коррелирует с воспалительными процессами и снижением синтеза серотонина, увеличение Enterobacteriaceae вызывает системное воспаление, а Helicobacter pylori влияет на нейротрансмиттеры и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось. Кларди добавил: «Теперь, когда мы знаем, что искать, мы можем начать изучать другие бактерии, чтобы понять, выполняют ли они подобные химические реакции, и начать находить другие примеры того, как метаболиты влияют на нас». Этот прорыв стал возможен благодаря объединению опыта двух исследовательских групп, сосредоточенных на химии малых молекул и понимании того, как микробиом влияет на здоровье на молекулярном уровне.
Вместе эти коллаборации продвинули понимание того, как кишечные бактерии взаимодействуют с иммунной системой и влияют на болезни. В новом исследовании ученые обнаружили, что при включении ДЭА в молекулу, вырабатываемую M. morganii, она начинает вести себя как группа жирных молекул — кардиолипинов, которые стимулируют высвобождение цитокинов и вызывают воспаление. Работа финансировалась Национальными институтами здравоохранения США и благотворительным фондом Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust, а также признает вклад ключевых исследовательских центров.
Источник: Harvard scientists link gut bacteria to depression through hidden inflammation trigger