Бутират связан с антидепрессивными эффектами Weizmannia coagulans BC99: функциональное сходство микробного метаболита в оси «микробиота — кишечник — мозг»

Бутират — короткоцепочечная жирная кислота, образуемая кишечной микробиотой, — связан с депрессией по данным корреляционных исследований; однако вопрос о том, может ли он выступать достаточным нижележащим медиатором антидепрессивных эффектов пробиотика, пока изучен недостаточно. Для этого была создана модель хронического непредсказуемого стресса легкой степени (CUMS) у крыс, в которой оценивали потенциальные антидепрессивные эффекты BC99. Поведение оценивали с помощью теста предпочтения сахарозы, теста принудительного плавания, теста подвешивания за хвост и теста «открытое поле». Кроме того, выполняли секвенирование 16S рРНК, метаболомный анализ сыворотки и определение короткоцепочечных жирных кислот (КЖК). Содержание провоспалительных цитокинов (IL-1β, IL-6, IL-4 и липополисахарида) и нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) в сыворотке, гиппокампе и кишечнике измеряли методом ИФА. Для оценки функциональной достаточности отдельно проводили эксперимент с добавлением бутирата натрия; методом вестерн-блоттинга оценивали передачу сигналов по пути BDNF/TrkB/CREB в гиппокампе. Лечение BC99 сопровождалось уменьшением депрессивноподобного поведения, вызванного CUMS, повышением уровня бутирата, уменьшением нейровоспаления (IL-1β, IL-6, липополисахарида и IL-4) и восстановлением уровня BDNF в гиппокампе. BC99 также увеличивал представленность продуцирующих бутират таксонов бактерий, включая Weizmannia coagulans, Lactobacillus, Bifidobacterium и Faecalibaculum, и нормализовал метаболизм триптофана и сфинголипидов. Примечательно, что один только бутират натрия воспроизводил ряд поведенческих и противовоспалительных эффектов, наблюдавшихся при применении BC99, а согласно данным вестерн-блоттинга частично восстанавливал передачу сигналов по пути BDNF/TrkB/CREB в гиппокампе, нарушенную у крыс с CUMS. Таким образом, полученные данные указывают на возможную связь бутирата с антидепрессивными эффектами BC99, реализующимися, вероятно, за счет подавления нейровоспаления и активации пути BDNF. Результаты обосновывают дальнейшее изучение стратегий повышения уровня бутирата как пищевого подхода к лечению депрессии.