Antioxidant koolstofpunt nanozymen verlichten depressie bij ratten door het darmmicrobioom te herstellen

Depressie is een aanzienlijke uitdaging om te diagnosticeren en te behandelen. Onder de factoren die het begin en de ernst van depressie beïnvloeden, is er groeiend bewijs voor chemische onevenwichtigheden die oxidatieve stress in het hele lichaam genereren. Om dit probleem aan te pakken, hebben onderzoekers verslaggeving in het dagboek Langmuir hebben antioxiderende koolstofpuntnanozymen (synthetische enzymachtige stoffen) ontwikkeld die oxidatieve stress verminderden, de darmflora weer in evenwicht brachten en stressgeïnduceerde depressie bij ratten verlichtten.

Psychische aandoeningen zoals depressie verminderen niet alleen de kwaliteit van leven van de getroffen personen, maar vormen ook een uitdaging voor de volksgezondheid en economische welvaart. Een van de mogelijke kenmerken van een depressieve stoornis is een ophoping van reactieve zuurstof- en stikstofhoudende verbindingen, die de natuurlijke afweer van het lichaam kunnen overweldigen. De resulterende oxidatieve stress heeft invloed op de gezondheid van de darmen door de balans van microben te verstoren, wat ontstekingen kan veroorzaken en de hersen- en neuronale functie kan veranderen.

Om dit probleem te verhelpen, synthetiseerden Jihong Huang, Weiwei He en collega’s enzymachtige stoffen met een sterke antioxiderende werking. Deze stoffen verminderen de reactieve soorten en herstellen zo de balans van de darmflora en verlichten depressies.

De onderzoekers creëerden carbon dot nanozymes (CDzymes) door glucose en het aminozuur histidine te polymeriseren om antioxiderende activiteit te garanderen en tegelijkertijd de biocompatibiliteit te behouden. De CDzymes neutraliseerden een reeks reactieve soorten in oplossing en in gekweekte muizenzenuwcellen zonder tekenen van toxiciteit.

De onderzoekers gingen vervolgens over op een rattenmodel van depressie, bekend als chronische en onvoorspelbare milde stress (CUMS). Ze vergeleken dieren in vier groepen: gezonde ratten, onbehandelde CUMS-ratten en CUMS-ratten die werden behandeld met gamma-aminoboterzuur (GABA), een antidepressivum dat zenuwsignalering remt, of CDzymen.

Ratten die een van beide behandelingen kregen, vertoonden minder depressief gedrag dan onbehandelde CUMS-ratten in termen van beloningszoeken, nieuwsgierigheid, bereidheid om te verkennen en weerstand tegen wanhoop. De gedragsverbeteringen die werden waargenomen met GABA- of CDzymes-behandeling, kwamen ook overeen met verbeterde niveaus van verschillende depressiegerelateerde neurotransmitters die uit hersenweefsels werden geïsoleerd.

De onderzoekers onderzochten vervolgens de impact van CUMS en behandeling op het darmmicrobioom van de knaagdieren door fecale microben te analyseren. Hoewel de microbiële rijkdom en diversiteit sterk was verminderd bij de depressieve dieren, werd deze vermindering grotendeels in dezelfde mate teruggedraaid met GABA- of CDzymes-behandeling.

Bovendien waren de soorten microben die aanwezig waren in de ontlasting van behandelde ratten veel dichter bij die van gezonde ratten, wat de link tussen darmgezondheid en mentale gezondheid benadrukt. Deze microbiële restauratie resulteerde ook in een verbeterd metabolisme van verschillende aminozuren die cruciaal zijn voor zenuwsignalering.

Samengevat laten deze resultaten zien dat CDzymen in dierstudies even effectief zijn als GABA, wat het een mogelijke therapeutische optie maakt voor de behandeling van depressieve stoornissen.