Os cientistas reconhecem cada vez mais que o microbioma intestinal desempenha um papel importante na saúde geral, incluindo a do cérebro. No entanto, os pesquisadores ainda estão trabalhando para identificar quais bactérias específicas estão envolvidas na doença e como elas afetam o corpo.
Uma bactéria em particular, Morganela MorganiVários estudos associaram-no ao transtorno depressivo maior. Até recentemente, no entanto, não estava claro se este microbioma contribui para a depressão, se a depressão altera o microbioma ou se algum outro factor explica a ligação.
Os pesquisadores da Harvard Medical School identificaram agora um mecanismo biológico que fortalece o caso M. morgani Pode afetar a saúde do cérebro. Suas descobertas fornecem uma explicação mais clara de como essas bactérias podem afetar a depressão.
Publicado em Jornal da Sociedade Química AmericanaO estudo aponta para uma molécula desencadeadora de inflamação e sugere um novo alvo potencial para diagnosticar ou tratar certos casos de depressão. Ele fornece uma estrutura para estudar como outros micróbios intestinais podem moldar a saúde e o comportamento humanos.
“Há uma história que liga o microbioma intestinal à depressão, e este estudo dá um passo adiante em direção a uma compreensão real dos mecanismos moleculares por trás dessa ligação”, disse o autor sênior John Clardy, Christopher T. Walsh, professor PhD de química biológica e farmacologia molecular no Instituto Blavatnik do HMS.
Como um produto químico ambiental desencadeia inflamação
Os pesquisadores descobriram que um poluente ambiental chamado dietanolamina, ou DEA, às vezes pode substituir o álcool de açúcar em uma molécula produzida. M. morgani No intestino
Esta molécula modificada comporta-se de forma muito diferente da versão normal. Em vez de ser inofensivo, ativa o sistema imunológico, liberando proteínas inflamatórias conhecidas como citocinas, principalmente a interleucina-6 (IL-6).
Esta cadeia de eventos fornece uma possível explicação que liga M. morgani Depressão Sabe-se que a inflamação crônica desempenha um papel em muitas doenças e também está associada ao transtorno depressivo maior.
Pesquisas anteriores apoiam essa conexão. Estudos também ligaram a IL-6 à depressão M. morgani Com condições inflamatórias, como diabetes tipo 2 e doença inflamatória intestinal (DII).
Mais pesquisas serão necessárias para entender se essa molécula alterada causa diretamente a depressão e quantos casos podem ser afetados por esse mecanismo.
Novas possibilidades de diagnóstico e tratamento
A DEA é comumente encontrada em produtos industriais, agrícolas e de consumo.
“Sabíamos que micropoluentes poderiam ser incorporados às moléculas de gordura do corpo, mas não sabíamos como isso acontecia ou o que aconteceria a seguir”, disse Clardy. “O metabolismo da DEA num sinal imunológico foi completamente inesperado”.
Os pesquisadores sugerem que a DEA poderia ser potencialmente usada como biomarcador para ajudar a identificar casos específicos de transtorno depressivo maior.
Suas descobertas também acrescentam peso à ideia de que a depressão, ou pelo menos algumas formas, pode envolver o sistema imunológico. Isto levanta a possibilidade de que os tratamentos que visam a resposta imunitária, tais como medicamentos imunomoduladores, possam ser eficazes para alguns pacientes.
De forma mais ampla, o estudo mostra como uma molécula bacteriana pode alterar o sistema imunológico humano ao incorporar um contaminante. Esses insights podem ajudar os cientistas a investigar como outras bactérias intestinais afetam a imunidade e vários sistemas biológicos.
“Agora que sabemos o que procuramos, acho que podemos começar a pesquisar outras bactérias para ver se elas apresentam uma química semelhante e encontrar outros exemplos de como os metabólitos podem nos afetar”, disse Clardy.
Pesquisa colaborativa avança a ciência do microbioma
Este avanço foi possível através da combinação da experiência de dois grupos de pesquisa. O laboratório Clardy concentra-se na química de pequenas moléculas produzidas por bactérias, enquanto o laboratório de Ramnick Xavier, HMS Curt J. Isselbacher, professor de medicina no Massachusetts General Hospital, é especializado em compreender como o microbioma afeta a saúde a nível molecular.
Juntas, essas colaborações melhoraram a compreensão de como as bactérias intestinais interagem com o sistema imunológico e influenciam as doenças. Seu trabalho recente inclui:
- mostrando Como uma única bactéria (A. Muchiniphila), as moléculas que produz, as vias biológicas que utiliza e os seus efeitos no corpo estão interligados (protegendo contra a inflamação e aumentando a sensibilidade à imunoterapia contra o cancro).
- mostrando Isso são bactérias intestinais R.gnavus Cria uma cadeia de moléculas de açúcar de ativação imunológica que pode explicar sua ligação com a doença de Crohn e a DII.
- descobrindo que é uma molécula gordurosa na superfície da bactéria “faringite estreptocócica” S. Pyogen Pode estimular o sistema imunológico a liberar citocinas inflamatórias – ajudando a explicar possíveis ligações com complicações imunológicas graves, doenças autoimunes como o lúpus e maneiras de melhorar a imunoterapia contra o câncer.
Esta molécula gordurosa pertence a um grupo conhecido como cardiolipinas Estimula a secreção de citocinas. No novo estudo, os pesquisadores descobriram que, quando incorporados em moléculas produzidas pela DEA M. morganiComeça a se comportar como uma cardiolipina, provocando inflamação.
Autoria, financiamento, publicação
Sungi Bang e Yarn-Hyrk Shin são co-autores. Autores adicionais são Sung-Moo Park, Lei Deng, R. Thomas Williamson e Daniel B. Graham.
O coautor Xavier é membro central do Instituto Broad do MIT e Harvard, onde dirige o Observatório de Células Klerman e o Programa de Imunologia e co-dirige o Programa de Doenças Infecciosas e Microbioma.
Este trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (concessão R01AI172147) e The Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust (2023A004123). Os autores reconhecem o HMS Analytical Chemistry Core, o HMS Bio-Molecular NMR Facility (anteriormente East Quad NMR Facility; NIH OD028526) e o Institute of Chemistry and Cell Biology (ICCB)-Longwood Screening Facility.
