Μία νέα έρευνα από το UCLA σε πειραματόζωα έδειξε ότι η σεροτονίνη και τα φάρμακα που στοχεύουν την ουσία αυτή, μεταξύ των οποίων αρκετά αντικαταθλιπτικά, μπορεί να επηρεάσουν σημαντικά το εντερικό μικροβίωμα, δηλαδή τα 100 τρισεκατομμύρια βακτήρια και άλλα μικρόβια που βρίσκονται στο έντερο του ανθρώπου.

Η σεροτονίνη, ένας νευροδιαβιβαστής ή χημικός σηματοδότης που συμμετέχει στην επικοινωνία των κυττάρων, έχει διάφορες λειτουργίες στον ανθρώπινο οργανισμό, μία εκ των οποίων αφορά τα συναισθήματα και την ευτυχία. Το 90% της σεροτονίνης παράγεται στο έντερο, όπου παίζει σημαντικό ρόλο στην ανοσία.

Η ερευνητική ομάδα, επικεφαλής της οποίας ήταν οι Ελέιν Χσιάο και Τόμας Φανγκ, κατάφερε να ταυτοποιήσει ένα συγκεκριμένο βακτήριο στο έντερο το οποίο μπορεί να ανιχνεύσει και να μεταφέρει τη σεροτονίνη στα βακτηριακά κύτταρα. Όταν χορηγήθηκε στα ποντίκια φλουοξετίνη (Prozac), ένα γνωστό αντικαταθλιπτικό, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι η μεταφορά της σεροτονίνης στα κύτταρα περιορίστηκε. Το βακτήριο αυτό, για το οποίο γνωρίζουμε ελάχιστα σήμερα, ήταν το Turicibacter sanguinis. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Microbiology.

«Σε προηγούμενες μελέτες μας είχαμε δείξει ότι συγκεκριμένα βακτήρια του εντέρου ενισχύουν την παραγωγή σεροτονίνης. Στην παρούσα μελέτη, θέλαμε να εξετάσουμε περισσότερο τα αίτια του φαινομένου αυτού», είπε η Χσιάο, αναπληρώτρια καθηγήτρια βιολογίας, φυσιολογίας, μικροβιολογίας, ανοσολογίας και μοριακής γενετικής στο UCLA.

Η Χσιάο και η ομάδα της είχαν αναφέρει σε ένα άρθρο τους σπό το 2015 ότι στα ποντίκια, ένα συγκεκριμένο μείγμα βακτηρίων που αποτελείται κυρίως από Turicibacter sanguinis και Clostridia, παράγει μόρια που σηματοδοτούν στα κύτταρα του εντέρου να ξεκινήσουν την παραγωγή σεροτονίνης. Όταν η ομάδα της Χσιάο παρήγαγε ποντίκια χωρίς τα συγκεκριμένα βακτήρια, τα επίπεδα της σεροτονίνης σε αυτά είχαν περιοριστεί στο 50% του φυσιολογικού. Οι ερευνητές χορήγησαν στη συνέχεια στα ποντίκια αυτά το βακτηριακό μείγμα με Turicibacter και Clostridia και τα επίπεδα της σεροτονίνης επανήλθαν στο φυσιολογικό.

Η παραπάνω παρατήρηση έκανε τους ερευνητές να αναρωτηθούν για ποιό λόγο τα βακτήρια σηματοδοτούν στα κύτταρά μας να ξεκινήσουν την παραγωγή σεροτονίνης. Μήπως τα βακτήρια χρησιμοποιούν τη σεροτονίνη και, αν ναι, για ποιο σκοπό;

Στη νέα αυτή έρευνα, οι ερευνητές προσέθεσαν σεροτονίνη στο πόσιμο νερό ορισμένων ποντικών ενώ σε άλλα προκάλεσαν μία μετάλλαξη που αυξάνει τα επίπεδα της σεροτονίνης στο έντερο. Ακολούθως εξέτασαν το εντερικό μικροβίωμα των πειραματοζώων και διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια Turicibacter και Clostridia ήταν σημαντικά αυξημένα όταν υπήρχε υψηλή ποσότητα σεροτονίνης στο έντερο.

Εφόσον ο πληθυσμός των βακτηρίων αυτών αυξάνεται επί παρουσίας της σεροτονίνης, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι πιθανώς υπάρχει κάποιος κυτταρικός μηχανισμός στα βακτήρια μέσω του οποίου ανιχνεύουν τη σεροτονίνη. Συνεγαζόμενοι με τη Λούσι Φόρεστ και την ομάδα της από το NINDS των ΗΠΑ, οι ερευνητές κατάφεραν να ανακαλύψουν μία πρωτεΐνη σε αρκετά είδη του Turicibacter η οποία έχει αρκετές δομικές ομοιότητες με την πρωτεΐνη που μεταφέρει τη σεροτονίνη στα θηλαστικά. Όταν καλλιέργησαν βακτήρια Turicibacter sanguinis στο εργαστήριο, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το βακτήριο είναι αυτό που μεταφέρει τη σεροτονίνη στο εσωτερικό των κυττάρων.

Σε ένα άλλο πείραμα, οι ερευνητές πρόσθεσαν το αντικαταθλιπτικό φλουοξετίνη, το οποίο φυσιολογικά αποκλείει τον μεταφορέα της σεροτονίνης στα θηλαστικά, σε ένα σωλήνα που περιέχει Turicibacter sanguinis. Διαπίστωσαν ακολούθως ότι το βακτήριο μεταφέρει σημαντικά μικρότερη ποσότητα σεροτονίνης.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι η έκθεση των Turicibacter sanguinis στη σεροτονίνη ή τη φλουοξετίνη επηρεάζει την ικανότητα του βακτηρίου να πολλαπλασιάζεται στο γαστρεντερικό σωλήνα. Επί παρουσίας της σεροτονίνης, το βακτήριο πολλαπλασιάζεται στα ποντίκια, ωστόσο όταν αυτά εκτεθούν στη φλουοξετίνη, ο πληθυσμός τους περιορίζεται σημαντικά.

«Προηγούμενες έρευνες είχαν δείξει ότι συγκεκριμένα βακτήρια μπορεί να αυξήσουν τα επίπεδα της σεροτονίνης στο έντερο», είπε ο Φανγκ. «Η νέα μας έρευνα δείχνει ότι ορισμένα βακτήρια του εντέρου αποκρίνονται στη σεροτονίνη και τα φάρμακα που επηρεάζουν τα επίπεδά της, όπως τα αντικαταθλιπτικά. Αυτή είναι μία μοναδική μορφή επικοινωνίας ανάμεσα στα βακτήρια και τα κύτταρα του οργανισμού μας μέσω μορίων που τυπικά θεωρούνται νευροδιαβιβαστές».

Οι παρατηρήσεις των ερευνητών σχετικά με το Turicibacter συμφωνούν με αυτές προηγουμένων ερευνών που είχαν αναφέρει ότι τα αντικαταθλιπτικά μπορούν να επηρεάσουν το μικροβίωμα του εντέρου. «Στο μέλλον», κατέληξε η Χσιάο, «θα εξετάσουμε αν οι αλληλεπιδράσεις των μικροβίων με τα αντικαταθλιπτικά μπορεί να επηρεάσουν την υγεία μας ή την πορεία διαφόρων νόσων».

Βιβλιογραφία: Technology Networks

Φωτογραφία: torange.biz