Microbiota e metabolismo della prolina correlate alla depressione

Negli ultimi 5-10 anni, la ricerca ha posto maggiore attenzione sul modo in cui i batteri intestinali influenzano il nostro comportamento e la nostra condotta, con conseguente diffusione di una serie di nuovi studi che hanno dimostrato che l’asse microbioma-intestino-cervello controlla il nostro pensiero e il nostro comportamento.

Ora i ricercatori del Trueta Hospital stanno studiando come i cambiamenti nel microbioma intestinale possano causare la depressione. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Cell Metabolism. Questa ricerca è stata accettata per la pubblicazione sulla rivista Cell Metabolism.

Per svelare i meccanismi molecolari alla base del rapporto tra microbiota intestinale e cervello durante la depressione, i ricercatori hanno applicato un approccio longitudinale integrativo iniziando a valutare le relazioni tra composizione e funzionalità batterica e depressione.

Il Patient Health Questionnaire 9 (PHQ-9) è stato somministrato a tutte le coorti: pazienti non depressi, lievemente depressi e fortemente depressi. Non sono state osservate differenze significative nella ricchezza di specie batteriche, ma gli individui non depressi hanno mostrato indici di diversità più elevati, ovvero avevano a disposizione una maggiore scelta di specie intestinali. Non sono state riscontrate differenze tra depressione lieve e maggiore.

I dati sono stati sottoposti a un’analisi delle componenti principali che ha rivelato modelli di varianza nei profili del microbioma, identificando i valori anomali e rivelando differenze significative nella composizione del microbioma tra i gruppi.

Per ogni ceppo è stato applicato un modello statistico controllato per età, sesso, indice di massa corporea, istruzione e farmaci antidepressivi/ansiolitici.

30 specie sono risultate significativamente associate alla depressione e i soggetti con punteggi PHQ-9 più elevati hanno mostrato livelli maggiori di Parabacteroides spp. e Acidaminococcus spp. e livelli minori di specie della famiglia delle Lachnospiraceae e di Bifidobacterium pseudolongum.

Non è stata riscontrata alcuna differenza nei profili microbici dei soggetti che assumono antidepressivi o ansiolitici, ma un piccolo numero di specie batteriche appartenenti al tipo Firmicutes è stato associato all’uso di antibiotici – ma non ai punteggi del PHQ-9.

L’attivazione di specifiche vie metaboliche quali quelle dell’arginina, della prolina e dell’istidina sono state associate negativamente alla depressione. Il catabolismo di queste vie converge nel glutammato, che alimenta la sintesi di GABA un importante neurotrasmettitore. Anche il metabolismo del glutammato batterico e delle vie glutammatergiche e GABAergiche erano significativamente associate ai punteggi PHQ-9 dell’ospite.

È stato eseguito il sequenziamento dell’RNA di campioni per identificare i segnali associati al consumo di prolina. Le analisi hanno quindi evidenziato diversi percorsi coinvolti nella sinapsi neuronale, in particolare nella sinapsi GABAergica e glutammatergica.

Per approfondire gli effetti della prolina sulla depressione, i ricercatori hanno esposto i topi a lievi fattori di stress e li hanno alimentati con acqua o con diete arricchite di prolina. I topi supplementati con prolina non mostravano differenze nel peso corporeo o nel consumo di acqua dopo sei settimane, ma mostravano tempi di immobilità più lunghi in un modello validato di comportamento di disperazione e una ridotta assunzione di saccarosio, indicativa di anedonia.

I ricercatori hanno confermato che esistono diversi geni che determinano cambiamenti nel microbioma intestinale che causano la depressione. Hanno determinato come questi cambiamenti influenzino la scomposizione di diversi metaboliti nel cervello. I ricercatori hanno dimostrato anche che alcuni metaboliti coinvolti in questo processo sono significativamente associati alla depressione nei topi.

Fonte:

Mayneris-Perxachs et al., 2022, Microbiota alterations in proline metabolism impact depression. Cell Metabolism 34, 681–701. May 3, 2022