Бактерии Morganella morganii.
Фото: Аджай Кумар Чаурасия/CC BY-SA 4.0

От микробиома к воспалению и депрессии

Становится все более очевидным, что микробиом кишечника может влиять на здоровье человека, в том числе на психическое. Однако только сейчас становится известным, какие виды бактерий влияют на развитие заболеваний и каким образом.

Например, некоторые исследования выявили убедительную связь между одним видом кишечных бактерий – Morganella morganii – и большим депрессивным расстройством. Но до сих пор никто не мог сказать, способствует ли эта бактерия каким-либо образом возникновению расстройства, изменяет ли расстройство микробиом или здесь замешано что-то еще.

Исследователи Гарвардской медицинской школы выявили биологический механизм, который подтверждает, что M. morganii влияет на здоровье мозга, и дает правдоподобное объяснение тому, как это происходит.

Результаты, опубликованные в Journal of the American Chemical Society, указывают на молекулу, стимулирующую воспаление, и предлагают новую цель, которая может быть полезна для диагностики или лечения определенных случаев заболевания. Они также дают представление о том, как другие представители микробиома кишечника влияют на здоровье и поведение человека.

“Существует история, связывающая микробиом кишечника с депрессией, и это исследование делает еще один шаг вперед к реальному пониманию молекулярных механизмов, лежащих в основе этой связи”, – говорит Джон Кларди, профессор биологической химии и молекулярной фармакологии в Институте Блаватника при Гарвардской медицинской школе.

Открытие механизма воспаления

Исследование показало, что загрязняющее вещество из окружающей среды, известное как диэтаноламин (ДЭА), иногда заменяет сахарный спирт в молекуле, которую M. morganii вырабатывает в кишечнике.

Ученые обнаружили, что затем эта аномальная молекула активирует иммунный ответ, чего не делает нормальная молекула, стимулируя высвобождение воспалительных белков, называемых цитокинами, в частности интерлейкина-6 (IL-6).

Авторы предполагают, что это логически законченная история от M. morganii в начале до депрессии в конце, поскольку хроническое воспаление способствует развитию многих заболеваний и связано с депрессией.

Эта связь еще больше подтверждается предыдущими исследованиями, связывающими ИЛ-6 с большим депрессивным расстройством, а M. morganii – с воспалительными состояниями, такими как сахарный диабет 2 типа и воспалительное заболевание кишечника (ВЗК).

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить, что этот дефектный продукт жизнедеятельности M. morganii является безусловной причиной большого депрессивного расстройства, и определить, в каком проценте случаев он может быть причиной.

Новая опора для борьбы с депрессией

ДЭА используется в промышленности, сельском хозяйстве и потребительских товарах.

“Мы знали, что микрозагрязнители могут встраиваться в молекулы жиров в организме, но мы не знали, как это происходит и что происходит дальше”, – говорит Кларди. “Превращение ДЭА в иммунный сигнал было совершенно неожиданным”.

Команда исследователей предполагает, что ДЭА можно добавить в растущий список биомаркеров, используемых для выявления некоторых случаев большого депрессивного расстройства.

По словам Кларди, исследование также подкрепляет аргументы в пользу того, что большое депрессивное расстройство или часть его случаев можно рассматривать как аутовоспалительное или аутоиммунное заболевание и успешно лечить с помощью иммуномодуляторов.

В более широком смысле, по словам авторов, выявление того, как бактериальный продукт может изменять иммунную функцию человека путем включения загрязняющих веществ, открывает путь к изучению влияния других кишечных бактерий на иммунитет и другие биологические системы человека.

“Теперь, когда мы знаем, что ищем, я думаю, мы можем начать изучать другие бактерии, чтобы выяснить, ведут ли они себя схожим образом, и начать находить другие примеры того, как метаболиты могут на нас влиять “, – говорит Кларди.

Объединение лабораторий для соединения точек соприкосновения

Это достижение стало возможно благодаря объединению усилий лаборатории Кларди, специализирующейся на химии небольших молекул, имеющих медицинское значение и вырабатываемых бактериями, с лабораторией Рамника Ксавье, профессора медицины в Массачусетской больнице общего профиля, которая обладает опытом в изучении того, как микробиом влияет на здоровье и болезни на молекулярном уровне.

Сотрудничество команды в последние годы расширило границы понимания механизмов, которые управляют взаимодействием между кишечными бактериями, иммунной системой и состоянием здоровья. К ним относятся:

  • Достижение редкого результата: удалось связать одну бактерию (A. muciniphila), молекулу, которую она вырабатывает, путь, по которому она проходит, и биологический результат (защиту от воспаления и повышение чувствительности к иммунотерапии рака).
  • Показано, что кишечная бактерия R. gnavus продуцирует иммуностимулирующую цепочку молекул сахара, что может объяснить ее связь с болезнью Крона и ВЗК.
  • Открытие того, что кажущаяся безобидной молекула жирной кислоты на поверхности бактерии S. pyogenes, вызывающей “острый фарингит”, на самом деле может активировать иммунную систему, высвобождая воспалительные цитокины. Это объясняет, почему бактерия иногда приводит к серьезным иммунным осложнениям, как она может способствовать развитию аутоиммунных заболеваний, таких как волчанка, и как можно улучшить иммунотерапию от рака.

Эта молекула жирной кислоты относится к семейству кардиолипинов, и команда исследователей показала, что другие кардиолипины могут вызывать высвобождение цитокинов. В новом исследовании ученые с удивлением обнаружили, что когда ДЭА заменяется в молекуле, которую производит M. morganii, молекула начинает действовать подобно кардиолипину.

Подпишитесь на psy.help в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога

Check Also

Болезнь Альцгеймера можно лечить ксеноном

Большинство методов лечения, применяемых сегодня для защиты от болезни Альцгеймера, направлены на борьбу с амилоидными …

Как одиночество связано с болезнями

Новое исследование показало, что общение с друзьями и семьей может сохранить наше здоровье, поскольку оно …