Американские ученые выяснили, как кокаин меняет экспрессию генов в клетках головного мозга. Это изменяет работу системы внутреннего подкрепления и создает специфический молекулярный ответ мозга. Работа,опубликованная в Biological Psychiatry, позволяет наметить мишени для создания методов лечения от кокаиновой зависимости.
Credit: public domain
В исследовании описываются уникальные генетические изменения в работе системы подкрепления головного мозга. Они связаны с употреблением кокаина. Исследователи из Школы медицины Икана Медицинского центра Маунт-Синай, Нью-Йорк, впервые полностью описали измененный кокаином транскриптом клеток шести регионов головного мозга, составляющих систему подкрепления. Данные снимались в течение всего «жизненного цикла» кокаиновой зависимости.
При экспрессии генов происходит перенос с ДНК на РНК информации, нужной для строительства необходимых в данный момент белковых цепочек. Эти несущие в клетку «указания» РНК – транскрипт. Совокупность всех транскриптов клетки, группы клеток или целого организма и называется транскриптомом. Если геном – устойчивая «запись», единая для большей части клеток организма, то транскриптом может постоянно меняться в зависимости от запросов организма и условий окружающей среды. Именно транскриптом показывает, какие гены экспрессируются (то есть активны) в конкретный момент времени.
В предыдущих работах исследователи сосредотачивались на описании изменений в экспрессии отдельных генов или изменений, возникающих в отдельных участках мозга. При разработке методов лечения зависимости от кокаина возникали сложности, так как одни и те же гены в разных участках мозга вели себя по-разному.
В этом исследовании ученые постарались воссоздать на мышах человеческую модель употребления наркотика. Мыши сами определяли дозу и частоту употребления кокаина, а также имели периоды вынужденного воздержания: короткого (на сутки) и длительного (на месяц). После этого им снова давали наркотик.
В результате оказалось, что изменения экспрессии некоторых генов во всех регионах, которые образуют систему подкрепления, однонаправлены. Это значит, что в перспективе можно создать такое лекарство, которое будет влиять на все эти процессы в клетках-мишенях по всей системе подкрепления.
На данный момент действенной лекарственной терапии от кокаиновой зависимости нет, а основной метод лечения аддикции – поведенческая терапия и группы поддержки. Этот метод дает ограниченный эффект, и появление работающей лекарственной терапии может очень сильно помочь.
Текст: Полина Гершберг
Cocaine Self-administration Alters Transcriptome-wide Responses in the Brain’s Reward Circuitry by Deena M. Walker1, Hannah M. Cates1, Yong-Hwee E. Loh1, Immanuel Purushothaman, Aarthi Ramakrishnan, Eric J. Nestler et al. in Biological Psychiatry. Published online April 2018
https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2018.04.009
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.