Антиоксидантные углеродные точечные нанозимы (синтетические вещества, подобные ферментам), снижающие окислительный стресс и восстанавливающие баланс кишечной микробиоты, которые облегчили вызванную стрессом депрессию у лабораторных крыс, разработали китайские ученые из университета Сюйчан, 18 сентября сообщает отдел новостей ACS.

Депрессия — изнурительное психическое заболевание, которое серьезно угрожает миллионам людей, общественному здравоохранению и экономическому процветанию, и это серьезная проблема для диагностики и лечения.

Среди факторов, влияющих на начало и тяжесть депрессии, всё больше доказательств влияния химического дисбаланса, который генерирует окислительный стресс во всем организме.

Одним из признаков депрессивного расстройства является накопление реактивных кислород- и азотсодержащих соединений, которые могут подавлять естественные защитные силы организма. А возникающий в результате окислительный стресс влияет на здоровье кишечника, нарушая баланс микробов, что может вызвать воспаление и изменить функцию мозга и нейронов.

Чтобы решить проблему депрессии, Цзихун Хуан с факультета продовольствия и фармацевтики университета Сюйчан и Вэйвэй Хэ из Ключевой лаборатории микронаноматериалов для хранения и преобразования энергии провинции Хэнань при университете Сюйчан с коллегами синтезировали ферментоподобные вещества с сильной антиоксидантной способностью для снижения реактивных соединений и восстановления за счет этого баланса кишечных микробов и облегчения депрессии.

Исследователи создали углеродные точечные нанозимы (CDzymes) путем полимеризации глюкозы и аминокислоты гистидина, обеспечивающие антиоксидантную активность при сохранении биосовместимости. CDzymes нейтрализовали ряд реактивных соединений в растворе и в культивируемых нервных клетках мышей без признаков токсичности.

Затем исследователи перешли к крысиной модели депрессии, известной как хронический и непредсказуемый умеренный стресс (CUMS). Они сравнивали животных в четырех группах — здоровых крыс, нелеченых крыс с CUMS и крыс CUMS, получавших либо гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), антидепрессант, который снижает проводимость нервных клеток, либо CDzymes.

Крысы, получавшие любое из этих видов лечения, демонстрировали менее депрессивное поведение, чем нелеченые крысы с CUMS, которое оценивалось по активности поиска вознаграждения, любопытству, готовности исследовать и устойчивости к отчаянию.

Улучшению поведения, наблюдаемому при лечении ГАМК или CDzymes, также соответствовало улучшение уровней нескольких нейротрансмиттеров, связанных с депрессией, выделенных из тканей мозга подопытных животных.

Затем исследователи изучили влияние CUMS и его лечения на микробиом кишечника грызунов, проанализировав фекальные микробы. Хотя микробное богатство и разнообразие были значительно снижены у депрессивных животных, это снижение было в значительной степени преодолено в одинаковой степени при лечении ГАМК или CDzymes.

Кроме того, типы микробов, присутствующих в фекалиях крыс, получивших лечение, были намного ближе к типам здоровых крыс, что подчеркивает связь между здоровьем кишечника и психическим здоровьем.

Восстановление микробиома также привело к улучшению метаболизма нескольких аминокислот, критически важных для нервной сигнализации. В совокупности эти результаты показывают, что CDzymes столь же эффективны, как ГАМК в исследованиях на животных, что делает их еще одним потенциальным терапевтическим вариантом для лечения депрессивного расстройства.

Результаты проведенного исследования ученые представили в статье «Антиоксидантные углеродные точечные нанозимы облегчают депрессию, вызванную стрессом, путем модуляции микробиоты кишечника», опубликованной в журнале ACS Langmuir.