Ученые описали возможный молекулярный механизм, который помогает объяснить связь между кишечной бактерией Morganella morganii и большим депрессивным расстройством. Работа опубликована в Journal of the American Chemical Society.
Исследование выполнили специалисты Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School). По словам старшего автора Джона Кларди, новая работа делает историю о связи кишечной микробиоты и депрессии более конкретной: речь идет уже не просто о совпадении, а о возможной цепочке молекулярных событий.
Как бактерия включает воспалительный сигнал
В центре внимания оказалась Morganella morganii — бактерия, которую ранее уже связывали с большим депрессивным расстройством. До сих пор оставался главный вопрос: участвует ли микроб в развитии болезни, меняется ли микробиота из-за самой депрессии или обе связи объясняются третьим фактором.
Исследователи обнаружили, что загрязнитель окружающей среды диэтаноламин, или DEA, иногда встраивается в молекулу, которую M. morganii образует в кишечнике. В норме в этой молекуле присутствует сахароспирт, но при замене на DEA ее поведение меняется.
Такая измененная молекула начинает действовать как иммунный раздражитель. Она стимулирует высвобождение провоспалительных цитокинов, особенно интерлейкина-6 (ИЛ-6). Это важно, потому что хроническое воспаление давно рассматривается как один из возможных участников развития ряда заболеваний, включая большое депрессивное расстройство.
Почему это важно для депрессии
Связь ИЛ-6 с депрессивными симптомами описывалась и раньше. Morganella morganii также ассоциировали с воспалительными состояниями, включая сахарный диабет 2 типа и воспалительные заболевания кишечника. Новое исследование добавляет к этой картине недостающий химический механизм: бактерия может превращать внешний загрязнитель в сигнал, который активирует иммунную систему.
Однако авторы подчеркивают: пока нельзя утверждать, что этот путь напрямую вызывает депрессию у человека. Необходимо выяснить, у какой доли пациентов подобный механизм действительно может иметь значение и можно ли использовать его для диагностики или лечения.
Возможный маркер и новая терапевтическая цель
Диэтаноламин встречается в промышленных, сельскохозяйственных и потребительских продуктах. По словам Кларди, исследователи знали, что микрозагрязнители способны включаться в жировые молекулы организма, но не понимали, как это происходит и к чему приводит. Превращение DEA в иммунный сигнал оказалось неожиданным.
В перспективе DEA или связанные с ним бактериальные молекулы могут стать биологическими маркерами для выделения отдельных вариантов большого депрессивного расстройства. Работа также поддерживает идею, что у части пациентов депрессия может быть тесно связана с иммунной системой. Это открывает путь к изучению средств, влияющих на иммунный ответ, но клиническое применение потребует дальнейших исследований.
Похожие данные о роли кишечных микробов в работе мозга и эмоциональной регуляции описывались и ранее: например, исследования оси «кишечник — мозг» показывают, что микробиом кишечника в раннем возрасте может влиять на эмоциональное здоровье ребёнка.
Что это дает науке о микробиоте
Работа показывает, что бактериальные молекулы могут менять иммунную функцию человека, если в их состав включаются загрязнители окружающей среды. Этот подход может помочь искать похожие механизмы у других кишечных бактерий.
Авторы считают, что теперь можно целенаправленно изучать, какие микробы выполняют сходные химические превращения и как их метаболиты влияют на иммунитет, обмен веществ, мозг и поведение.
Литература
Bang S., Shin Y.-H., Park S.-M., Deng L., Williamson R.T., Graham D.B. et al. 10.1021/jacs.4c15158 // Journal of the American Chemical Society. DOI: 10.1021/jacs.4c15158.