Istraživači sa Univerziteta Vuhan u Kini pronašli su ranije nepoznat mehanizam koji povezuje crevne bakterije, estradiol i depresiju kod žena. Studija „3b-hidroksisteroid dehidrogenaza izražena u crevnom mikrobiomu razgrađuje estradiol i povezana je sa depresijom kod žena u premenopauzi“, objavljena je u časopisu Cell Metabolism.
Prethodna istraživanja su utvrdila da zdravo raspoloženje ili depresija mogu biti povezani sa nivoima estradiola. Estradiol je primarni oblik estrogena tokom reproduktivnih godina. Žene u premenopauzi sa depresijom primećene su sa nižim nivoima estradiola, ali uzrok korelacije nije shvaćen.
Sadašnja istraga je pokrenuta posmatranjem da je nivo estradiola u krvi žena u premenopauzi sa depresijom bio oko 43% niži. Estradiol ulazi u creva nakon metabolizma u jetri i zatim se delimično reapsorbuje nazad u krv. Tako su istraživači pratili put od niskih uzoraka krvi, nazad do creva.
Uzorci mikrobiote creva prikupljeni su od žena u premenopauzi sa i bez depresije. Testovi su pokazali da se u roku od 2 sata estradiol razgradio za 77,8% u crevima žena sa depresijom i za samo 19,3% u grupi bez depresije. Rezultat je nagovestio da čak i ako su obe grupe sposobne da proizvode estradiol na zdravim nivoima, nešto izaziva ili ubrzava razgradnju estradiola u okruženju mikrobioma.
Istraživači su predstavili depresivni uzorak mikrobioma miševima i otkrili smanjenje nivoa estradiola u krvi za 25% u odnosu na kontrolnu grupu. Eksperimenti ponašanja su primetili ponašanje nalik depresiji kod miševa sa nižim nivoima estradiola. Rezultati su sugerisali da mikrobiota creva kod žena u premenopauzi sa depresijom može da smanji serumski estradiol kod miševa i da izazove ponašanje nalik depresiji, oponašajući ono što je primećeno kod ljudi.
Sa jasnim naznakom da je neki element mikrobioma uključen, tim je krenuo u potragu za izvorom problema. Da bi izolovali potencijalni crevni mikrob koji bi mogao da degradira estradiol, oni su stavili laboratorijske posude sa estradiolom kao jedinim izvorom ugljenika i uveli crevnu mikrobiotu grupe za depresiju. Na tanjiru se pojavila bledobela kolonija sa nejasnim ivicama i glatkom površinom. Jedan mikrob je izolovan i identifikovan kao Klebsiella aerogenes.
K. aerogenes je testiran izolovano sa estradiolom. Nakon petodnevne inkubacije, istraživači su otkrili da je 61,8% estradiola pretvoreno u estron. Sa sumnjivim mehanizmom u ruci, istraživači su odlučili da ponovo testiraju miševe sa izolovanim mikrobom.
Ovog puta istraživači su koristili tri grupe miševa, kontrolnu, jednu inokulisanu sa K. aerogenes i treću grupu, takođe inokulisanu mikrobom, ali im je dat dodatni antibiotik da vide da li će aktivnost biti sprečena. Rezultati su potvrdili da je K. aerogenes sama smanjila nivoe estradiola kod miševa i izazvala depresivno ponašanje. Pored toga, antibiotik cefotaksim je ublažio depresivno ponašanje kod miševa. Imajući dobru ideju o tome šta je uzrokovalo pad estradiola kod pacijenata, istraživački tim je prešao na to kako.
Sekvenciranje celog genoma je izvršeno na K. aerogenes. Koristeći kombinaciju baza podataka, KEGG za molekularne interakcije i GenBank za referencu genoma, tim je identifikovao 3β-HSD, enzim koji proizvodi mikrob sposoban da razgradi estradiol u estron.
Istraživači su se vratili na miševe kako bi potvrdili da je dotični enzim funkcionisao kako se očekivalo. E. coli sa umetnutim genom za proizvodnju 3β-HSD je uveden miševima. Ponovo su primetili pad nivoa estradiola (45%) i aktivnost miševa nalik depresiji. Dodatni deo eksperimenta povećao je nivoe estrona kod miševa da bi se proverio efekat samo redukovanog oblika, ali nijedan nije pronađen.
Konačno, utvrđeno je da je prevalencija K. aerogenes i 3β-HSD veća u mikrobiomima žena u premenopauzi sa depresijom u poređenju sa onima bez. Istraživači sugerišu da bakterije koje razgrađuju estradiol i enzimi 3β-HSD mogu biti potencijalne mete intervencije za depresiju kod žena u premenopauzi.
