Системно-биологическая и структурная компьютерная оценка взаимодействий кверцетина с психобиотиками для лечения депрессии

Введение: Психобиотики — это живые микроорганизмы, которые при введении в надлежащих количествах могут улучшать психическое здоровье. Они регулируют нейрофизиологию организма-хозяина посредством продукции нейроактивных метаболитов, регуляции иммунных реакций и взаимодействий в системе «кишечник—мозг». Однако метаболические возможности, потенциал колонизации и функциональные взаимодействия существенно различаются у разных штаммов, что требует системного подхода к их отбору. Методы: В настоящем исследовании для компьютерной оценки терапевтического потенциала и молекулярных взаимодействий системы совместной доставки кверцетина и психобиотиков при депрессии применяли интегрированный системно-биологический подход, включавший сравнительную геномику, моделирование метаболизма на уровне всего генома, сетевую фармакологию, молекулярный докинг, молекулярную динамику и анализ ADMET. Результаты: Сравнительный геномный анализ штаммов-кандидатов из родов Bifidobacterium и Lactobacillus выявил наличие ключевых функциональных генов, участвующих в продукции нейроактивных метаболитов, регуляции иммунных реакций, устойчивости к окислительному стрессу и адгезии. Наличие путей продукции ацетата при отсутствии классических генов биосинтеза бутирата указывало на опосредованный вклад в образование короткоцепочечных жирных кислот за счёт взаимодействий между микроорганизмами, включая перекрёстное питание. Моделирование метаболизма на уровне всего генома в условиях добавления кверцетина выявило существенные межштаммовые различия по расчётному потоку образования биомассы, утилизации питательных веществ и метаболической адаптивности. По результатам молекулярного докинга энергия связывания составляла от −5,854 до −9,489 ккал/моль. Выводы: Полученные компьютерные данные создали основу для отбора психобиотических штаммов и позволили предположить, что сочетание психобиотиков с кверцетином может стать перспективной стратегией регуляции системы «кишечник—мозг».