Исследователи из Уханьского университета (Wuhan University) в Китае обнаружили ранее неизвестный механизм, связывающий кишечные бактерии, эстрадиол и депрессию у женщин. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell Metabolism.
Предыдущие исследования показали, что хорошее настроение или депрессия могут быть связаны с уровнем эстрадиола. Эстрадиол является основной формой эстрогена в репродуктивном возрасте. У женщин в пременопаузе с депрессией наблюдались более низкие уровни эстрадиола, но причина данной корреляции не была известна.
Текущее исследование было инициировано наблюдением, что уровень эстрадиола в крови женщин в пременопаузе с депрессией был примерно на 43% ниже. Эстрадиол попадает в кишечник после метаболизма в печени, а затем частично реабсорбируется обратно в кровь. Таким образом, исследователи проследили путь от образцов с низким содержанием в крови обратно к кишечнику.
Образцы кишечной микробиоты были собраны у женщин в пременопаузе с депрессией и без нее. Тесты показали, что в течение 2 часов эстрадиол разлагается на 77,8% в кишечнике женщин с депрессией и только на 19,3% в группе без депрессии. Результат указал на то, что даже если обе группы были способны производить эстрадиол на здоровом уровне, что-то вызывало или ускоряло расщепление эстрадиола в среде микробиома.
Исследователи вводили депрессивный образец микробиома мышам и обнаружили снижение уровня эстрадиола в крови на 25% по сравнению с контрольной группой. Поведенческие эксперименты наблюдали депрессивное поведение у мышей с более низким уровнем эстрадиола. Результаты показали, что микробиота кишечника женщин в пременопаузе с депрессией может снижать уровень эстрадиола в сыворотке крови у мышей и вызывать депрессивное поведение, имитируя то, что наблюдалось у людей.
Имея четкие указания на то, что был задействован какой-то элемент микробиома, команда ученых отправилась на поиски источника проблемы. Чтобы изолировать потенциальный кишечный микроб, который может разлагать эстрадиол, они посеяли лабораторные чашки с эстрадиолом в качестве единственного источника углерода и ввели кишечную микробиоту группы с депрессией. На чашке образовалась бледно-белая колония с нечеткими краями и гладкой поверхностью. Один патоген был выделен и идентифицирован как Klebsiella aerogenes.
Klebsiella aerogenes тестировали изолированно с эстрадиолом. После инкубации в течение пяти дней исследователи обнаружили, что 61,8% эстрадиола превратилось в эстрон. Имея в руках предполагаемый механизм, исследователи решили повторно протестировать мышей с выделенным микробом.
На этот раз ученые использовали три группы мышей: контрольную, одну привитую K. aerogenes, и третью группу, также привитую микробом, но получившую дополнительный антибиотик, чтобы увидеть, будет ли сдерживаться активность. Результаты подтвердили, что только K. aerogenes снижает уровень эстрадиола у мышей и вызывает депрессивное поведение. Кроме того, антибиотик цефотаксим облегчал депрессивное поведение у мышей. Имея хорошее представление о том, что вызывает падение эстрадиола у пациентов, исследовательская группа перешла к тому, как это сделать.
Секвенирование всего генома было выполнено на K. aerogenes. Используя комбинацию баз данных, KEGG для молекулярных взаимодействий и GenBank для ссылки на геном, команда ученых идентифицировала 3β-HSD, фермент, продуцируемый микробом, способный разлагать эстрадиол в эстрон.
Исследователи вернулись к мышам, чтобы подтвердить, что рассматриваемый фермент функционирует так, как ожидалось. Мышам вводили E. coli со встроенным геном, продуцирующим 3β-HSD. Они снова увидели падение уровня эстрадиола (45%) и депрессивную активность мышей. Дополнительный этап эксперимента повышал уровень эстрона у мышей, чтобы проверить эффект одной восстановленной формы, но ничего не было обнаружено.
Наконец, было обнаружено, что распространенность K. aerogenes и 3β-HSD была выше в микробиомах женщин в пременопаузе с депрессией по сравнению с женщинами без депрессии. Исследователи предполагают, что бактерии, разлагающие эстрадиол, и фермент 3β-HSD могут быть потенциальными мишенями вмешательства при депрессии у женщин в пременопаузе.
Авторы другого исследования утверждают, что внутриутробное воздействие алкоголя увеличивает риск СДВГ у мальчиков и депрессии у девочек.
