Наноферменты из углеродных точек с антиоксидантными свойствами облегчают депрессию у крыс, восстанавливая микробиом кишечника

Депрессия представляет собой серьёзную проблему для диагностики и лечения. Среди факторов, влияющих на её возникновение и тяжесть, растёт количество доказательств роли химического дисбаланса, вызывающего окислительный стресс во всём организме. Чтобы решить эту проблему, исследователи, сообщающие в журнале Langmuir, разработали антиоксидантные наноферменты из углеродных точек (синтетические вещества, подобные ферментам), которые снизили окислительный стресс, восстановили баланс кишечных микробов и облегчили стресс-индуцированную депрессию у крыс.

Одним из потенциальных признаков депрессивного расстройства является накопление реактивных кислород- и азотсодержащих соединений, которые могут подавить естественную защиту организма. Возникающий окислительный стресс влияет на здоровье кишечника, нарушая баланс микробиоты, что может вызвать воспаление и изменить функцию мозга и нейронов.

Для коррекции этой проблемы Цзихун Хуан, Вэйвэй Хэ и их коллеги синтезировали ферментоподобные вещества с высокой антиоксидантной способностью, чтобы снизить уровень реактивных частиц и тем самым восстановить баланс кишечной микробиоты и облегчить депрессию.

Исследователи создали наноферменты из углеродных точек (CDzymes) путём полимеризации глюкозы и аминокислоты гистидина, чтобы обеспечить антиоксидантную активность при сохранении биосовместимости. CDzymes нейтрализовали ряд реактивных частиц в растворе и в культивируемых нервных клетках мышей без признаков токсичности.

Затем учёные перешли к крысиной модели депрессии, известной как хронический непредсказуемый мягкий стресс (CUMS). Они сравнили животных в четырёх группах: здоровые крысы, нелеченые крысы CUMS и крысы CUMS, получавшие лечение либо гамма-аминомасляной кислотой (GABA) — антидепрессантом, подавляющим нервную передачу сигналов, — либо CDzymes.

Крысы, получавшие любое из двух видов лечения, демонстрировали менее депрессивное поведение по сравнению с нелечеными крысами CUMS в плане поиска вознаграждения, любопытства, готовности исследовать и сопротивления отчаянию. Поведенческие улучшения, наблюдаемые при лечении GABA или CDzymes, также коррелировали с улучшением уровней нескольких связанных с депрессией нейротрансмиттеров, выделенных из тканей мозга.

Затем исследователи изучили влияние CUMS и лечения на микробиом кишечника грызунов, проанализировав фекальные микробы. Хотя богатство и разнообразие микробиоты было значительно снижено у животных с депрессией, это снижение в значительной степени обратилось в той же степени при лечении GABA или CDzymes.

Кроме того, типы микробов, присутствующих в фекалиях леченых крыс, были гораздо ближе к таковым у здоровых крыс, что подчёркивает связь между здоровьем кишечника и психическим здоровьем. Это восстановление микробиоты также привело к улучшению метаболизма нескольких аминокислот, критически важных для нервной передачи сигналов.

В совокупности эти результаты показывают, что CDzymes так же эффективны, как и GABA, в исследованиях на животных, что делает их ещё одним потенциальным терапевтическим вариантом для лечения депрессивного расстройства.