Препарат, который помогает бросить курить, может принести пользу и в нейробиологии. Сверхмалые дозы препарата варениклина, судя по исследованию из свежего выпуска журнала Science, смогут при необходимости «включать» и «выключать» нужные группы нейронов. В этом поможет особый метод, который называется хемогенетикой.
Нейрон коры головного мозга мыши с встроенной платформой PSAM. Сredit: C. J. Magnus et al./Science 2019.
Что такое хемогенетика? Мы подробно писали про оптогенетику, методе управления нейронами при котором в мембрану нервных клеток встраиваются светочувствительные белки-ионные каналы, открывающиеся и запускающие потенциал действия под действием лазерного излучения. С хемогенетикой, которой около двух десятков лет, ситуация похожая: подбирается пара «рецептор-ионный канал» и «специфическая малая молекула, открывающая его», канал встраивается в мембрану нейрона, а молекула приводит к «включению» или блокированию нужного нейрона.
Однако хемогенетика плоха тем, что часто молекулы, которыми открываются ионные каналы вообще не годятся для использования в случае человека. Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза разработали новую платформу, которая получила название PSAM (Pharmacologically Selective Actuator Modules) на основе модифицированного α7никотинового ацетилхолинового рецептора. Эта платформа активируется наномолярными количествами варениклина.
Препарат варениклин (он же Чантикс или Чампикс в США и Европе соответственно) попал в широкую продажу в 2006 году, а его создатель и исследователь из компании Pfaizer Джотэм Коу (Jotham Coe) годом позднее получил за него премию Галиена. Препарат взаимодействует с α4β2 нейронными никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами мозга, при этом он выступает и как агонист рецептора (в меньшей степени, чем никотин), и как антагонист в присутствии никотина, ослабляя его эффект. Именно это позволяет как бы «заставить» мозг постепенно отказываться от курения – в том числе блокировать дальнейшее получение удовольствие от сигарет.
Формула варениклина
«Это самые мощные хемогенетические рецепторы, которые пока что известны, — рассказывает руководитель автор статьи Скотт Стернсон (Scott Sternson). — Даже низкие дозы варениклина — значительно ниже уровня, используемого для прекращения курения — могут оказать большое влияние на нервную активность».
В перспективе ученые надеяться, что такая система поможет при лечении таких тяжелых недугов, как эпилепсия.
«Мы пока находимся далеко от клинического применения нашей платформы, но мы постараемся сократить этот путь», — говорит Стернсон.
Текст: Алексей Гоян, Алексей Паевский
Christopher J. Magnus, Peter H. Lee, Jordi Bonaventura, Roland Zemla, Juan L. Gomez, Melissa Ramirez, Xing Hu, Adriana Galvan, Jayeeta Basu, Michael Michaelides, and Scott M. Sternson. “Ultrapotent chemogenetics for research and potential clinical applications.” Science. Published online March 14, 2019. doi:10.1126/science.aav5282