Des études antérieures ont montré que la bonne humeur ou la dépression sont associées aux niveaux d'œstradiol.
Ils ont collecté des échantillons de microbiote intestinal auprès de femmesen préménopause avec et sans dépression. Des tests ont montré qu'en deux heures, l'estradiol était dégradé dans les intestins des femmes souffrant de dépression de 77,8 % et seulement de 19,3 % chez les sujets sans dépression. Les résultats suggèrent que même si les deux corps des deux groupes de femmes étaient capables de produire de l'estradiol à des niveaux sains, quelque chose provoquait ou accélérait toujours sa dégradation au sein du microbiome.
Les chercheurs ont administré un échantillon « déprimé »microbiome chez la souris. Ils ont constaté une diminution de 25 % des taux sanguins d’œstradiol par rapport au groupe témoin. Des expériences comportementales ont montré un comportement dépressif chez des souris présentant des taux d'œstradiol plus faibles. En résumé, le microbiote intestinal des femmes préménopausées souffrant de dépression a diminué les taux sériques d’estradiol chez la souris et a induit un comportement dépressif.
Pour comprendre la cause du phénomène, les biologistes ont isolémicrobe intestinal potentiel susceptible de dégrader l’estradiol. Ils ont ensemencé des boîtes de laboratoire avec de l'estradiol comme seule source de carbone et ont introduit le microbiote intestinal du groupe déprimé. La plaque a formé une colonie blanc pâle aux bords flous et à la surface lisse. Les scientifiques ont isolé une bactérie et l'ont identifiée comme étant Klebsiella aerogenes.
K.aerogenes a été testé isolément avec l’estradiol. Après cinq jours d'incubation, les chercheurs ont constaté que 61,8 % de l'estradiol était converti en estrone. Les chercheurs ont décidé de retester les souris avec le microbe isolé. Cette fois, les chercheurs ont utilisé trois groupes de souris : un contrôle, un inoculé avec K. aerogenes, et un troisième groupe également inoculé avec la bactérie mais recevant un antibiotique supplémentaire. Les résultats ont confirmé que seul K. aerogenes réduisait les niveaux d'œstradiol chez la souris et provoquait un comportement dépressif. De plus, l’antibiotique céfotaxime a atténué le comportement dépressif chez la souris.
Les scientifiques ont séquencé l'intégralité du génome de K.aerogenes et identifié la 3β-HSD, une enzyme produite par le microbe qui peut dégrader l'estradiol en estrone. Une nouvelle expérience chez la souris a confirmé que l'enzyme en question fonctionne comme prévu : après avoir injecté à des souris E. coli avec un gène inséré qui produit de la 3β-HSD, elles ont observé une baisse des niveaux d'estradiol (de 45 %) et une activité dépressive du souris.
En conséquence, les scientifiques ont réalisé que la prévalence de K.les aérogènes et le 3β-HSD sont plus élevés dans les microbiomes des femmes préménopausées souffrant de dépression que chez les femmes qui n'en souffrent pas. Les chercheurs suggèrent que les bactéries qui dégradent l'œstradiol et les enzymes 3β-HSD pourraient être des cibles potentielles pour traiter la dépression chez les femmes préménopausées.
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