Новый бактериальный штамм кишечника указывает на возможную связь с депрессией
Исследовательская группа изучила убедительную связь между одной из бактерий из списка "самых разыскиваемых" NIH и психическим здоровьем.
Установлена корреляция между депрессией и группой бактерий в кишечнике человека, производящих нейромедиаторы.
Исследователи из Национальной лаборатории Аргонн Министерства энергетики США, Северо-Восточного университета и других учреждений сделали это открытие, впервые выделив бактерию KLE1738, которая неожиданно зависит от химического вещества мозга — гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК).
"Связь метаболизма микробной ГАМК с психическим здоровьем крайне убедительна. Общая способность микробиома производить и/или потреблять ГАМК ранее не описывалась так широко, а бактерия, зависимая от ГАМК, никогда не регистрировалась", — сказал Джек Гилберт.
Результаты были опубликованы 10 декабря 2018 года в Nature Microbiology.
"Из-за уникальных требований к росту никто больше не сообщал о культивировании KLE1738", — отметил ведущий автор статьи Филип Страндвиц.
Исследователи предложили название Evtepia gabavorous для KLE1738.
KLE1738 ранее фигурировала в "списке самых разыскиваемых" Национальных институтов здоровья (NIH), поскольку её не удавалось культивировать, несмотря на относительную распространённость в кишечнике человека. Бактерия была обнаружена почти в 20% микробиомов кишечника человека, доступных в базе данных Integrated Microbial Next Generation Sequencing Database.
Многие микроорганизмы кишечника остаются некультивируемыми, что является "препятствием для понимания их биологических ролей". Вероятно, они требуют ключевых факторов роста, которые обеспечиваются соседними бактериями в естественной среде, но не в лабораторных условиях.
В ходе скрининга команда обнаружила, что для роста KLE1738 требуется присутствие обычной кишечной бактерии Bacteroides fragilis. Дальнейшие тесты и очистка привели к выделению ГАМК как фактора роста, производимого Bacteroides fragilis. ГАМК была единственным протестированным питательным веществом, поддерживавшим рост KLE1738.
На следующем этапе команда исследовала возможную связь между Bacteroides и депрессией. Были собраны образцы стула и данные функциональной МРТ мозга 23 пациентов с клинически диагностированной депрессией.
Исследователи обнаружили обратную зависимость между относительным количеством фекальных Bacteroides и функциональной связностью в части мозга, связанной с повышенной активностью при депрессии. Это означает, что низкое содержание Bacteroides ассоциировалось с высокой активностью в этой области мозга, и наоборот.
"Хороший первый шаг — повторить наши выводы на дополнительных группах людей, что мы активно исследуем. Когда речь идёт о депрессии, модели на животных часто трудно перенести на человека, поэтому мы так воодушевлены исследованиями на людях", — сказал Страндвиц.
Недавние работы в журналах Science и Cell выявили наличие сенсорных нейронов в кишечнике, которые напрямую связаны с мозгом.
"Было бы интересно изучить, может ли микробная ГАМК действовать как сигнал через этот путь", — отметила соавтор статьи Анукрити Шарма.
Страндвиц и соавтор Ким Льюис основали биотехнологическую компанию Holobiome для разработки терапии на основе микробиома, направленной на заболевания нервной системы. Однако для возможной разработки лечения депрессии потребуются дополнительные исследования.
"Необходима значительная работа, чтобы, во-первых, подтвердить связь между продуцентами микробной ГАМК и депрессией, а во-вторых, если она подтвердится, определить правильный подход для разработки бактериальной терапии или какого-либо вмешательства в качестве лечения", — сказал Страндвиц.