Оппортунистический патоген Klebsiella aerogenes разрушает эстрадиол и вызывает депрессивно-подобное поведение у мышей, показало исследование.
Klebsiella aerogenes, бактерия, ассоциирующаяся с плохими клиническими исходами в стационарах, более распространена в кишечнике женщин предменопаузального возраста с депрессией, чем у женщин предменопаузального возраста без депрессии, сообщается в исследовании, опубликованном 17 марта в журнале Cell Metabolism.
Авторы определили ключевой фермент в геноме бактерии, который разрушает гормон яичников эстрадиол. У мышей, имевших в корме эти бактерии или другие, сконструированные таким образом, чтобы нести этот фермент, уровень эстрадиола был ниже, а также наблюдалось депрессивно-подобное поведение по сравнению с контрольными мышами.
Снижение уровня эстрадиола давно связывают с депрессией у женщин. Обнаружив, что уровень этого стероидного гормона значительно ниже у 91 менопаузальной женщины с депрессией, чем у 98 менопаузальных женщин без этого расстройства настроения, группа специалистов из больницы Ренмин при Уханьском университете (Китай) изучила влияние микробиома кишечника на эти различия. Инкубируя фекальные микроорганизмы из образцов обеих групп с эстрадиолом, ученые обнаружили, что микроорганизмы пациентов с депрессией значительно эффективнее разлагают эстрадиол, чем микроорганизмы из группы без депрессии. Более того, трансплантация образцов кала из группы пациентов с депрессией мышам вызвала у животных поведение, похожее на депрессию.
В поисках вида, ответственного за эту деградационную активность, исследователи культивировали образцы фекалий из группы с депрессией на среде, в которой единственным источником углерода был эстрадиол. В этих условиях вырастали "бледно-белые колонии с нечеткими краями и гладкой поверхностью", пишут исследователи в своей статье, идентифицированные ими как штамм грамотрицательного K. aerogenes. Секвенировав его геном, авторы обнаружили наличие фермента, расщепляющего эстрадиол - фермента, который, как сообщала ранее группа под руководством тех же исследователей, также расщепляет тестостерон, вызывая депрессивно-подобное поведение у самцов мышей.
Инженерия этого фермента в штамме Escherichia coli и скармливание его самкам мышей были достаточны для снижения уровня эстрадиола в крови и гиппокампе животных, а также для того, чтобы вызвать депрессивно-подобное поведение. Выполнив этот последний шаг, специалисты подтвердили, что этот фермент "имеет решающее значение" для наблюдаемых ими процессов и что именно его активность "вызывает эти эффекты", - считает Бриттани Нидхэм, микробиолог и нейробиолог из Медицинской школы Университета Индианы, которая не принимала участия в этой работе.
Наконец, анализ обеих групп пременопаузальных женщин показал, что у тех, кто страдал депрессией, в образцах кала было значительно больше K. aerogenes и фермента, расщепляющего эстрадиол. "Они очень хорошо показали причинно-следственную связь на мышах, то есть то, что кормление мышей бактериями, несущими фермент, изменяет уровень эстрадиола и поведение животных", - отмечает Нидхэм. "Но это еще предстоит продемонстрировать на людях, где пока существует только ассоциация".
Дэвид Рубиноу из Медицинской школы Университета Северной Каролины, который не принимал участия в этом исследовании, считает, что хотя исследования на животных, подобные этому, "безусловно, дают основания полагать, что [изменения] кишечных бактерий могут иметь весьма поразительные фенотипические эффекты, в отношении людей на данный момент больше дыма, чем огня". Тем не менее, добавляет он, "эти данные будут способствовать дальнейшему изучению [роли] микробиома в аффективных расстройствах".
