Pojedinci sa poremećajem upotrebe kokaina pokazuju promene u ekspresiji gena u dva regiona mozga: nucleus accumbens, region povezan sa nagradom, i kaudatno jezgro, region koji posreduje u formiranju navika, prema istraživanju sprovedenom na Icahn School of Medicine na Mount Sinai i objavljenom 10. februar u Science Advances.
Ove promene, koje doprinose upornim abnormalnostima u ponašanju koje se vide u zavisnosti od droge, nastaju zato što upotreba kokaina pokreće niz hemijskih reakcija koje dovode do povećanja količine RNK koja se proizvodi iz nekih od pogođenih gena u ova dva regiona mozga. , dok se aktivnost drugih gena smanjuje.
Promene u količini proizvedene RNK za glasnike — proces poznat i kao „ekspresija“ gena koji leže u osnovi — dovode do promena u količini proteina koji se proizvode i koji posle toga sprovode hemijske reakcije u mozgu. Istraživački tim je otkrio značajno preklapanje između RNK izraženih u ova dva regiona mozga, što sugeriše da ove molekularne promene mogu biti ključne za razvoj i održavanje poremećaja upotrebe kokaina.
Poremećaj upotrebe kokaina je hronični, recidivirajući poremećaj mozga za koji trenutno ne postoje lekovi koje je odobrila FDA. Iako se pretpostavlja da regulacija ekspresije gena u centrima za nagradu i motivaciju mozga igra ključnu ulogu u upornim promenama u ponašanju koje definišu zavisnost, znanje je i dalje ograničeno o neprilagođenoj aktivnosti gena koju hronična upotreba kokaina izaziva u ovim krugovima kod ljudi i koja je u osnovi poremećaj upotrebe kokaina.
Da bi se rešio jaz u znanju, istraživački tim je izvršio sekvenciranje RNK u nucleus accumbens i caudate nucleus iz postmortem moždanog tkiva osoba sa poremećajem upotrebe kokaina i odgovarajućim kontrolama. Koristeći najveću i najraznovrsniju kohortu koja je do sada ispitana, otkrili su da su neuroinflamatorni procesi potisnuti i da su sinaptički transmembranski transporteri i jonotropni receptori – proteini koji kontrolišu kako nervne ćelije međusobno komuniciraju u mozgu – obogaćene strijatumom ljudi sa kokainom. poremećaj upotrebe.
Kokain povećava količinu neurotransmitera dopamina u sinapsama, ili spojevima između dve moždane ćelije gde se električni signali pretvaraju u hemijske signale. Na taj način, otkrio je istraživački tim, kokain pokreće kaskadu događaja koji aktiviraju hemijski glasnik u mozgu koji se zove ciklični AMP, koji zatim pokreće promene u ekspresiji gena.
„Pored novih uvida u molekularne promene koje donosi upotreba kokaina, otkrili smo da ljudi sa poremećajem upotrebe kokaina imaju neregulisane gene povezane sa šizofrenijom i velikim depresivnim poremećajem, što ukazuje da ovi poremećaji mogu da dele neke osnovne sisteme regulacije gena i neuronskih kola. “, rekao je Philipp Mevs, Ph.D., Instruktor neuronauke na Icahn Mount Sinai i prvi autor rada zajedno sa Ashlei M. Cunningham, doktorom neuronauka. učenik.
„Važno je da su abnormalnosti transkripcije—posebno, neuroinflamatorne reakcije koje su potisnute u nucleus accumbens kod ljudi sa poremećajem upotrebe kokaina—u pravcu suprotne od proinflamatornih kaskadnih odgovora koje daje poremećaj upotrebe opioida. svaki od ova dva poremećaja upotrebe supstanci može biti dragocen za razvoj ciljanih, efikasnih tretmana specifičnih za poremećaj upotrebe kokaina.“
Pošto je teško direktno proučiti kako droge poput kokaina utiču na ljudski mozak, istraživači često koriste životinjske modele da bi proučavali njihove efekte. Međutim, ključno pitanje je da li je ono što uče od ovih životinjskih modela slično onome što se dešava u mozgu ljudi koji koriste kokain.
„Naš istraživački tim je pogledao studije sprovedene na miševima koji su dobili priliku da sami daju kokain i uporedio nastale molekularne promene sa onima koje se vide u postmortalnom moždanom tkivu ljudi sa poremećajem upotrebe kokaina. Naša analiza je otkrila upadljivo slične promene u genu mozga profili ekspresije i kod miševa i kod ljudi, potvrđujući upotrebu mišjih modela za proučavanje patofiziološke osnove poremećaja upotrebe kokaina“, rekao je Eric J. Nestler, MD, Ph. Instituta, dekan za akademske poslove na Ikan Mount Sinaj, glavni naučni službenik zdravstvenog sistema Mount Sinai, i viši autor rada.
„Takođe je važno naglasiti da naša kohorta ljudskog mozga uključuje značajan broj crnaca, koji nisu bili dobro zastupljeni u prethodnim transkripcionim studijama poremećaja upotrebe kokaina, uprkos dugogodišnjim dokazima da je najveća stopa smrtnih slučajeva od predoziranja kokainom među crncima. Zajedno, ovi nalazi predstavljaju značajan napredak u našem razumevanju molekularnih abnormalnosti kod poremećaja upotrebe kokaina i pružaju veoma vredan resurs za buduća istraživanja.“
