„Około 90 proc. serotoniny produkowane jest w układzie pokarmowym. U ludzi środowisko to zamieszkują tryliony bakterii. Większość z nich jest dla nas korzystna, jednak jelita mogą skolonizować również bakterie patogenne i wywołać poważne infekcje” – mówi dr Vanessa Sperandio, autorka badań.
Naukowcy wyhodowali w laboratorium szczep Escherichia coli O157, powodujący zatrucia pokarmowe prowadzące do zespołu hemolityczno-mocznicowego. Po dodaniu serotoniny badacze zaobserwowali, że zmniejszyła się ekspresja genów, biorących udział w wywoływaniu infekcji. Gdy wykonano dodatkowe eksperymenty z udziałem komórek człowieka, okazało się, że po kontakcie z serotoniną bakterie te nie były w stanie powodować zmian zapalnych.
Następnie badano, w jaki sposób serotonina wpływa na zdolność bakterii Citrobacter rodentium (odpowiednik E. coli) do namnażania się i powodowania infekcji u myszy. Gryzonie były zmodyfikowane genetycznie tak, aby w ich jelitach występowała nadprodukcja lub niedobór serotoniny.
Okazało się, że u myszy z nadprodukcją serotoniny rzadziej dochodziło do zakażeń C.rodentium po kontakcie z bakterią, a ewentualne infekcje przechodziły one łagodniej. Podanie myszom fluoksetyny (środka przeciwdepresyjnego, zwiększającego poziom serotoniny) zapobiegało infekcjom. W przypadku myszy z niedoborem serotoniny zakażenie przebiegało znacznie poważniej i często prowadziło do zgonu.
„Na powierzchni zarówno E.coli, jak i E.rodentium występuje receptor serotoniny CpxA. Możliwe, że wpływ serotoniny obejmuje dużą część mikrobiomu jelitowego, gdyż wiele szczepów bakterii posiada ten receptor” – zauważa dr Sperandio.