Antioxidative Kohlenstoffpunkt-Nanozyme lindern Depressionen bei Ratten durch Wiederherstellung des Darmmikrobioms

Depressionen sind eine große Herausforderung bei der Diagnose und Behandlung. Zu den Faktoren, die den Beginn und die Schwere einer Depression beeinflussen, zählen immer mehr Hinweise auf chemische Ungleichgewichte, die im gesamten Körper oxidativen Stress erzeugen. Um dieses Problem anzugehen, haben Forscher Berichterstattung im Journal Langmuir haben antioxidative Carbon-Dot-Nanozyme (synthetische enzymähnliche Substanzen) entwickelt, die oxidativen Stress reduzierten, das Gleichgewicht der Darmmikroben wiederherstellten und stressbedingte Depressionen bei Ratten linderten.

Psychische Störungen wie Depressionen beeinträchtigen nicht nur die Lebensqualität der Betroffenen, sondern gefährden auch die öffentliche Gesundheit und den wirtschaftlichen Wohlstand. Eines der möglichen Kennzeichen einer depressiven Störung ist die Ansammlung reaktiver sauerstoff- und stickstoffhaltiger Verbindungen, die die natürlichen Abwehrkräfte des Körpers überfordern können. Der daraus resultierende oxidative Stress wirkt sich auf die Darmgesundheit aus, indem er das Gleichgewicht der Mikroben stört, was Entzündungen auslösen und die Gehirn- und Nervenfunktion verändern kann.

Um dieses Problem zu beheben, synthetisierten Jihong Huang, Weiwei He und Kollegen enzymähnliche Substanzen mit starker antioxidativer Wirkung, um die reaktiven Spezies zu reduzieren und so das Gleichgewicht der Darmflora wiederherzustellen und Depressionen zu lindern.

Die Forscher schufen Carbon Dot Nanozyme (CDzyme) durch Polymerisierung von Glukose und der Aminosäure Histidin, um eine antioxidative Wirkung bei gleichzeitiger Wahrung der Biokompatibilität sicherzustellen. Die CDzyme neutralisierten eine Reihe reaktiver Spezies in Lösung und in kultivierten Nervenzellen von Mäusen ohne Anzeichen von Toxizität.

Anschließend untersuchten die Forscher ein Rattenmodell der Depression, das als chronischer und unvorhersehbarer leichter Stress (CUMS) bekannt ist. Sie verglichen die Tiere in vier Gruppen – gesunde Ratten, unbehandelte CUMS-Ratten und CUMS-Ratten, die entweder mit Gamma-Aminobuttersäure (GABA), einem Antidepressivum, das die Nervensignale hemmt, oder mit CDzymen behandelt wurden.

Ratten, die eine der beiden Behandlungen erhielten, zeigten weniger depressives Verhalten als unbehandelte CUMS-Ratten in Bezug auf Belohnungssuche, Neugier, Erkundungsbereitschaft und Widerstandsfähigkeit gegen Verzweiflung. Die Verhaltensverbesserungen, die bei der Behandlung mit GABA oder CDzymes beobachtet wurden, gingen auch mit verbesserten Werten mehrerer mit Depression verbundener Neurotransmitter einher, die aus Gehirngewebe isoliert wurden.

Anschließend untersuchten die Forscher die Auswirkungen von CUMS und der Behandlung auf das Darmmikrobiom der Nagetiere, indem sie fäkale Mikroben analysierten. Obwohl die mikrobielle Vielfalt und Diversität bei den depressiven Tieren stark reduziert war, wurde diese Reduktion durch die Behandlung mit GABA oder CDzymen weitgehend im gleichen Maße rückgängig gemacht.

Darüber hinaus ähnelten die im Kot der behandelten Ratten vorhandenen Mikrobenarten denen gesunder Ratten viel mehr, was den Zusammenhang zwischen Darmgesundheit und geistiger Gesundheit unterstreicht. Diese mikrobielle Wiederherstellung führte auch zu einem verbesserten Stoffwechsel mehrerer Aminosäuren, die für die Nervensignalübertragung entscheidend sind.

Zusammengefasst zeigen diese Ergebnisse, dass CDzyme in Tierstudien ebenso wirksam sind wie GABA, was sie zu einer weiteren potenziellen Therapieoption für die Behandlung depressiver Störungen macht.