Ученые, изучающие зависимость, знают, что героин и другие опиоиды вызывают пластичность в клетках мозга. Теперь исследователи из Университета Буффало сделали новое открытие: в некоторых типах клеток мозга пластичность, вызванная лекарствами, может снижать, а не повышать мотивацию к героину.
Предоставляя новое понимание того, как зависимость меняет мозг, исследование может привести к новым подходам к лечению и потенциальным новым целям помимо нейронов.
"Большинство методов лечения сосредоточено на блокировании или активации рецепторов, которые связывают такие наркотики, как героин," объяснил Дэвид Дитц, доктор философии, старший автор статьи и доцент кафедры фармакологии и токсикологии Школы медицины и биомедицинских наук Джейкобса в UB. "Хотя этот подход может быть эффективным в краткосрочной перспективе, он не решает фундаментальную проблему, заключающуюся в том, что такое зависимость и как ее предотвратить, а также предотвратить рецидив."
В статье, опубликованной в прошлом месяце в журнале Neuropsychopharmacology, описывается, как глиальные (не нейрональные) клетки регулируют как клеточные, так и поведенческие реакции на героин.
"Немногое известно о глиальных клетках в контексте зависимости" сказал Дитц, преподаватель программы нейробиологии UB. "В области зависимости большинство нейробиологов сосредотачиваются на нейронах. Очень редко они изучали глиальные клетки при психических заболеваниях. Эта работа демонстрирует важную роль глии в аддиктивном поведении и предлагает нам возможность предоставить новый набор целей для будущих методов лечения зависимости."
Дитц и его коллеги решили изучить потенциальную роль глиальных клеток в зависимости, когда они обнаружили, что секвенирование РНК ткани героин-зависимых животных выявило изменения в генах, которые традиционно являются маркерами для типа глиальных стволовых клеток, называемых клетками-предшественниками олигодендроцитов или OPC.
Опиаты и префронтальная кора
Это исследование, вероятно, первое, в котором изучается, как опиаты влияют на OPC взрослых в префронтальной коре головного мозга, которая участвует в сложных когнитивных формах поведения и является основной мишенью для наркотиков, вызывающих зависимость.
"Мы обнаружили, что многие гены, регулируемые героином, совпадают с профилем OPC, поэтому с ними что-то происходит," он сказал.
Он объяснил, что OPC – это клетки, которые часто становятся миелином, что имеет решающее значение для эффективной связи между нейронами.
Дитц сотрудничал со своим коллегой Фрейзером Симом, доктором философии, доцентом кафедры фармакологии и токсикологии школы Джейкобса, соавтором статьи. В 2014 году Сим идентифицировал один из генов, SOX10, как "главный выключатель" для дифференциации этих стволовых клеток в направлении миелинизации.
Чтобы определить, что происходило, когда гены, кодирующие OPC, подвергались воздействию героина, ученые сверхэкспрессировали их у наркозависимых лабораторных животных с помощью вирусной генной терапии.
Компенсирующий эффект
Результат был неожиданным: когда один из двух генов, SOX10 или BRG1, был сверхэкспрессирован, мотивация животных принимать препарат снижалась.
"К нашему удивлению, это снизило их потребление наркотиков," сказал Дитц. "Похоже, что мозг пытается восстановить соединение и, возможно, повторно адаптировать миелин, чтобы нормализовать функцию, хотя это необходимо будет напрямую проверить в будущих исследованиях."
Он объяснил, что один из способов подумать о том, что может происходить, – это представить, что мозг реагирует на злоупотребление наркотиками, пытаясь восстановить связь с другими центрами вознаграждения мозга.
"Как и в случае с любой частью тела, подвергшейся оскорблению, кажется, что зависимый мозг пытается исправить то, что пошло не так," он сказал. "Наша гипотеза заключается в том, что после воздействия героина мозг начинает активировать OPC в попытке исправить измененную связь, которая возникает в состояниях зависимости. Возможно, что, когда мы способствовали OPC, мы могли обратить вспять некоторую разницу между префронтальной корой и другими областями вознаграждения мозга."