Studio sui topi: come la serotonina e gli antidepressivi influenzano i batteri intestinali
La serotonina e i farmaci che prendono di mira la serotonina, come gli antidepressivi, possono avere un effetto importante sul microbiota intestinale, sui circa 100 trilioni di batteri e altri microbi che vivono nell'intestino del corpo umano, secondo un nuovo studio sui topi condotto da biologi dell'Università della California, Los Angeles (UCLA).
La serotonina è un neurotrasmettitore, o messaggero chimico, che svolge molte funzioni nel corpo umano, incluso un ruolo importante nelle emozioni e nella felicità. Si stima che circa il 90% della serotonina del corpo sia prodotta nell'intestino, dove influenza l'immunità intestinale.
Il team di ricerca ha identificato un batterio intestinale specifico in grado di rilevare e trasportare la serotonina nelle cellule batteriche. Quando ai topi è stato somministrato l'antidepressivo fluoxetina, o Prozac, i biologi hanno scoperto che questo riduceva il trasporto della serotonina nelle loro cellule. Questo batterio, di cui si sa poco, è chiamato Turicibacter sanguinis.
I risultati sono pubblicati sulla rivista Nature Microbiology.
“Il nostro lavoro precedente ha dimostrato che particolari batteri intestinali aiutano l'intestino a produrre serotonina. In questo studio, eravamo interessati a scoprire perché potrebbero farlo ", ha detto l'autore senior Dr. Elaine Hsiao, assistente professore UCLA di biologia e fisiologia integrativa e di microbiologia, immunologia e genetica molecolare presso l'UCLA College; e delle malattie digestive presso la David Geffen School of Medicine dell'UCLA.
Hsiao e il suo team hanno riferito nel diario Cellula nel 2015 che nei topi, una specifica miscela di batteri, costituita principalmente da Turicibacter sanguinis e Clostridia, produce molecole che segnalano alle cellule intestinali di aumentare la produzione di serotonina.
Quando i ricercatori hanno allevato topi senza batteri, mancava più del 50% della loro serotonina intestinale. Ma quando il team ha aggiunto una miscela di batteri principalmente di Turicibacter e Clostridia, la loro serotonina è aumentata a un livello normale.
Quello studio ha portato il team a chiedersi perché i batteri segnalano alle nostre cellule intestinali di produrre serotonina. I microbi usano la serotonina e, in caso affermativo, per cosa?
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno aggiunto serotonina all'acqua potabile di alcuni topi e ne hanno allevati altri con una mutazione (creata alterando uno specifico gene trasportatore della serotonina) che ha aumentato i livelli di serotonina nelle loro viscere.
Dopo aver studiato il microbiota dei roditori, il team ha scoperto che i batteri Turicibacter e Clostridia aumentavano in modo significativo quando c'era più serotonina nell'intestino.
Se questi batteri aumentano in presenza di serotonina, forse hanno qualche meccanismo cellulare per rilevare la serotonina, hanno ipotizzato i ricercatori.
Collaborando con la coautrice dello studio, la dott.ssa Lucy Forrest e il suo team presso il National Institutes of Health's National Institute of Neurological Disorders and Stroke, i ricercatori hanno trovato una proteina in più specie di Turicibacter che ha qualche somiglianza strutturale con una proteina che trasporta la serotonina nei mammiferi . Quando hanno coltivato Turicibacter sanguinis in laboratorio, hanno scoperto che il batterio importa la serotonina nella cellula.
In un altro esperimento, i ricercatori hanno aggiunto l'antidepressivo fluoxetina, che normalmente blocca il trasportatore della serotonina dei mammiferi, a una provetta contenente Turicibacter sanguinis. Hanno scoperto che il batterio trasportava una quantità significativamente inferiore di serotonina.
Il team ha scoperto che l'esposizione di Turicibacter sanguinis alla serotonina o alla fluoxetina ha influenzato la capacità del batterio di prosperare nel tratto gastrointestinale. In presenza di serotonina, il batterio è cresciuto a livelli elevati nei topi, ma quando esposto alla fluoxetina, il batterio è cresciuto solo a livelli bassi nei topi.
"Precedenti studi del nostro laboratorio e di altri hanno dimostrato che batteri specifici promuovono i livelli di serotonina nell'intestino", ha detto l'autore principale, il dottor Thomas Fung, un collega post-dottorato.
“Il nostro nuovo studio ci dice che alcuni batteri intestinali possono rispondere alla serotonina e ai farmaci che influenzano la serotonina, come gli antidepressivi. Questa è una forma unica di comunicazione tra i batteri e le nostre stesse cellule attraverso molecole tradizionalmente riconosciute come neurotrasmettitori ".
Le nuove scoperte si allineano con un numero crescente di studi che dimostrano che gli antidepressivi possono alterare il microbiota intestinale.
"Per il futuro", ha detto Hsiao, "vogliamo sapere se le interazioni microbiche con gli antidepressivi hanno conseguenze per la salute e la malattia".
Fonte: University of California- Los Angeles
