Depresja jest obecnie jedną z wiodących przyczyn niezdolności do pracy. Według statystyk cierpi na nią ponad 300 milionów ludzi na całym świecie. Ze względu na skalę zapadalności oraz skutki ekonomiczne związane z tą chorobą, naukowcy poszukują nowych metod jej leczenia. Aby je znaleźć, muszą określić dokładną przyczynę oraz zbadać mechanizm leżący u podstaw zaburzeń nastroju. Jest to zadanie dość trudne, zważywszy na fakt, że prace naukowe opisują wiele niekorzystnych zmian związanych z wystąpieniem depresji. Wśród nich wymienia się: rozregulowanie działania osi podwzgórze-przysadka-nadnercza, zmniejszoną plastyczność mózgu oraz zaburzenia działania różnych układów neuroprzekaźnikowych, takich jak system endokannabinoidowy.
W przeciągu ostatnich kilkunastu lat naukowcy intensywnie badali wpływ mikrobioty jelit, największego rezerwuaru bakterii w ludzkim organizmie, na funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego. Dużą uwagę skupiali na metabolitach produkowanych przez bakterie jelitowe, które bezpośrednio lub pośrednio wpływają na pracę mózgu oraz zachowanie. Naukowcom udało się znaleźć wiele dowodów na związek pomiędzy kompozycją mikroflory jelitowej a występowaniem zaburzeń nastroju. Przeszczep bakterii jelitowych od pacjentów z depresją, spowodował u myszy wystąpienie objawów tej choroby. Podawanie probiotyków łagodzi natomiast objawy depresji. Nie wiadomo jednak do końca, jakie zmiany na poziomie molekularnym w układzie nerwowym wywołują metabolity bakterii jelitowych. Autorzy pracy opublikowanej na łamach czasopisma „Nature Communications” postanowili opisać mechanizm molekularny, który wskazywałby jednoznacznie, jak mikrobiota jelit przyczynia się do rozwoju depresji.
Naukowcy przeprowadzali doświadczenia na myszach, u których eksperymentalnie wywoływali depresję. Przez 8 tygodni gryzonie były poddawane silnemu stresowi, a następnie przeszły przez szereg testów behawioralnych, które pozwoliły zdiagnozować u nich to schorzenie. Badacze oceniali również proces neurogenezy w hipokampie, ponieważ redukcja tworzenia nowych neuronów jest jedną z charakterystycznych zmian pojawiających się w mózgu w wyniku tej choroby. Następnie przeszczepili oni bakterie kałowe od stresowanych myszy oraz tych z grupy kontrolnej myszom całkowicie pozbawionym drobnoustrojów (GF, ang. germ-free mice). Aby sprawdzić czy objawy depresji wywołane są zmianami w składzie metabolitów produkowanych przez mikrobiotę, naukowcy wykonali dodatkowo badanie metabolomiczne surowicy krwi. Autorzy pracy postanowili zbadać, czy działanie systemu endokannabinoidowego jest zmienione u myszy z depresją, oraz czy ewentualne przywrócenie prawidłowego działania tego układu odwróci objawy tej choroby. W ostatnim etapie eksperymentów naukowcy sprawdzili, jak w wyniku chronicznego stresu zmienił się skład mikrobioty jelit oraz czy zrównoważenie jej składu może mieć potencjał terapeutyczny.
Chroniczny stres wywołał u myszy typowe objawy depresji, takie jak anhedonia i apatia. Doprowadził również do redukcji powstawania nowych neuronów w hipokampie. Opisane zmiany występowały też u myszy GF, którym przeszczepiono bakterie jelitowe od gryzoni poddanych stresowi. Oznacza to, że zmiany w składzie mikrobioty były wystarczające do wywołania objawów depresji. Mogły być one zależne od spadku stężenia we krwi badanych zwierząt krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych – metabolitów bakterii. Te związki stanowią prekursory agonistów receptorów CB1 w hipokampie. Jedną z takich substancji jest 2-arachidonoiloglicerol (2-AG) i to właśnie jego poziom obniżony był w hipokampie myszy stresowanych oraz tych, którym przeszczepiono bakterie jelitowe. Poczynione wnioski były zgodne z wynikiem kolejnego doświadczenia, ponieważ badacze odkryli, że u myszy z depresją doszło do zredukowania aktywności ścieżki sygnałowej pobudzanej przez przyłączenie się ligandu do receptora CB1. Suplementacja prekursorem 2-AG doprowadziła do zredukowania objawów depresji. Badanie składu mikrobioty wykazało, że był on znacznie zmieniony u stresowanych myszy. Dotyczyło to zwłaszcza bakterii z grupy Lactobacillaceae. Badacze doustnie podawali zwierzętom jeden ze szczepów bakterii należących do tej grupy. Okazała się, że ten zabieg był wystarczający, aby odwrócić niekorzystne zmiany obserwowane w poprzednich etapach eksperymentu.
Wyniki pracy opublikowanej przez naukowców z Instytutu Pasteura wskazują, że zmiany w składzie mikrobioty jelit, indukowane chronicznym stresem, prowadzą do zmian w metabolizmie lipidów. To z kolei wywołuje zmiany w produkcji związków aktywujących układ endokannabinoidowy w mózgu, czego rezultatem jest zahamowanie procesu neurogenezy w hipokampie. Badacze z Francji uważają, że jest to praca, która w znacznym stopniu tłumaczy, jak mikrobiota jelit przyczynia się do wystąpienia zaburzeń funkcjonowania mózgu podczas chronicznego stresu. Sugerują też, że otrzymane przez nich wyniki mogą przyczynić się do znalezienia terapii pomagającej w leczeniu zaburzeń nastroju.
