Исследовательская группа изучает убедительную связь между одной из «самых разыскиваемых» бактерий NIH и психическим здоровьем. Исследователи установили корреляцию между депрессией и группой бактерий, продуцирующих нейромедиаторы, обнаруженных в кишечнике человека.

Новая кишечная бактерия вызывает депрессию. Ученые заселили эту чашку Петри KLE1738 и бактериями из стула человека. KLE1738 зависит от гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), ингибиторного нейромедиатора, обнаруженного в центральной нервной системе млекопитающих. Любая колония, которая поддерживает рост KLE1738, является GABA-производителем. Многие колонии на этой пластине производят ГАМК. Фото: Филипп Страндвиц / Северо-восточный университет

Исследовательская группа из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, Северо-Восточного университета и других стран установила связь, впервые выделив KLE1738, бактерию, которая имеет удивительную зависимость от химического вещества мозга, называемого гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК).

«Связь микробного ГАМ-метаболизма с психическим здоровьем очень убедительна», – сказал Джек Гилберт, руководитель группы по микробной экологии в Аргонне, который также имеет новые должности преподавателей в Университете Калифорнии, Сан-Диего, на кафедре педиатрии и в Институте Скриппса. океанографии. ? »Общая способность микробиома продуцировать и / или потреблять ГАМК ранее не описывалась так широко, и о бактериях, зависящих от ГАМК, никогда не сообщалось».

Гилберт и 18 соавторов опубликовали свои выводы 10 декабря 2018 года в журнале Nature Microbiology .

«Из-за его уникальных требований к росту никто больше не сообщал о росте KLE1738», – сказал Филипп Страндвиц, ведущий автор статьи и научный сотрудник в Центре антимикробных исследований Северо-Восточного университета. Страндвиц и его коллеги предложили имя  Evtepia gabavorous  для KLE1738. Они будут более полно описывать бактерии в будущей публикации.

Ранее KLE1738 фигурировал в «списке самых разыскиваемых» Национальных институтов здравоохранения, что означает, что его еще предстоит культивировать, несмотря на его относительную распространенность в кишечнике человека. Бактерия была обнаружена в почти 20 процентах микробиомов кишечника человека, доступных в Интегрированной базе данных микробного секвенирования следующего поколения.

Кишечная микробиота, совокупность микроорганизмов, обнаруженных в этой среде обитания, влияет на многие важные функции, включая иммунный ответ и нервную систему. Тем не менее, многие микроорганизмы, живущие в кишечнике человека, остаются некультурными, что исследовательская группа назвала «препятствием для понимания их биологических ролей» в статье « Природная микробиология» .

Больше таких микроорганизмов, вероятно, остаются некультурными, потому что они требуют ключевых факторов роста, которые обеспечиваются соседними бактериями в их естественной среде, но не в искусственных лабораторных условиях. В ходе обширного процесса скрининга команда обнаружила, что для роста KLE1738 необходимо присутствие  Bacteroides fragilis , обычной кишечной бактерии человека.

Дальнейшие биологические испытания и очистка привели к выделению ГАМК в качестве фактора роста, продуцируемого  Bacteroides fragilis . Фактически, ГАМК был единственным питательным веществом, протестированным в ходе экспериментов, которые поддерживали рост KLE1738.

На следующем этапе исследования команда исследовала возможную связь между  бактериоидами  и депрессией. Образцы стула и измерения активности мозга методом магнитно-резонансной томографии были собраны у 23 пациентов, страдающих клинически диагностированной депрессией.

Исследователи обнаружили обратную зависимость между относительным содержанием фекальных  бактероидов и функциональной связностью в части мозга, связанной с повышенной активностью во время депрессии. Это означает, что низкое содержание  бактероидов  было связано с высокой активностью в этой части мозга, и наоборот.

«Хороший первый шаг – повторить наши выводы в дополнительных человеческих когортах, которые мы активно изучаем», – сказал Страндвиц о дальнейших исследованиях.  «Когда дело доходит до депрессии, модели на животных часто трудно перевести, поэтому мы так рады исследованиям на людях».

Недавние работы, опубликованные в журналах Science и Cell , выявили присутствие сенсорных нейронов в кишечнике, которые жестко связаны с мозгом. ? »Было бы здорово исследовать, может ли микробная ГАМК действовать в качестве сигнала через этот путь», – сказал Анукрити Шарма, соавтор статьи «Природная микробиология» и аспирант из Аргонны.

Страндвиц и соавтор Ким Льюис, выдающийся профессор университета в Северо-восточном регионе, основали биотехнологическую компанию Holobiome для разработки микробиомной терапии, предназначенной для лечения заболеваний нервной системы. Гилберт является членом научно-консультативного совета компании. Однако потребуется дополнительное исследование, прежде чем станет возможным разработать лечение для людей, страдающих депрессией.

«Необходимо проделать значительную работу, чтобы сначала подтвердить связь между производителями микробных ГАМК и депрессией», – сказал Страндвиц. ? »И, во-вторых, если это подтверждено, определите правильный подход к развитию бактериального или какого-либо рода вмешательства в качестве терапевтического средства».

По материалам phys.org