Naučnici su skloni da zavisnost od supstanci posmatraju kao prevashodno bolest mozga. Kada uživamo u seksu, hrani, muzici ili hobijima, regioni našeg mozga unutar puta nagrađivanja su preplavljeni dopaminom koji izaziva zadovoljstvo. Droge poput kokaina kopiraju ovaj efekat, osim do deset puta jače. Međutim, zdravi mozgovi nisu na milosti takve navale dopamina: tamo, prefrontalni korteks odmerava opcije i može odlučiti da se odrekne prijatnih aktivnosti kada nije vreme ili mesto. Nasuprot tome, takva ‘inhibicijska kontrola’ je narušena u zavisnom mozgu, što otežava odupiranje. Ali koje su to biohemijske promene u prefrontalnom korteksu koje izazivaju ovo oštećenje?
Sada su naučnici iz Nemačke i Kanade pokazali u Frontiers in Psichiatri da kod ljudi poremećaj upotrebe kokaina (CUD) dovodi do promena u ‘metilomu’ podregiona unutar prefrontalnog korteksa, Brodmannove oblasti 9, za koju se smatra da je važna za samo- svesnost i inhibiciona kontrola. Tipično, veći stepen metilacije DNK dovodi do ‘pobiranja’ obližnjih gena.
„Pošto je metilacija DNK važan regulatorni mehanizam za ekspresiju gena, identifikovane promene metilacije DNK mogu doprineti funkcionalnim promenama u ljudskom mozgu, a time i povezanim aspektima ponašanja zavisnosti“, rekao je prvi autor Eric Poisel, dr. student Centralnog instituta za mentalno zdravlje u Manhajmu, Nemačka.
Pošto je proučavanje metiloma mozga invazivno, studija je urađena na krio-konzerviranim mozgovima 42 umrla muška donora, od kojih je polovina imala CUD, dok druga polovina nije. Ovo je važno, jer je većina ranijih studija u ovoj oblasti rađena na mozgu pacova.
Istraživači su pronašli dokaze da ćelije u Brodmanovom području 9 izgledaju biološki „starije“ kod ljudi sa CUD, dokaz da ove ćelije stare brže nego kod ljudi bez poremećaja upotrebe supstanci. Ovde su koristili obrasce metilacije DNK kao meru biološke starosti ćelija u Brodmanovom području 9. Biološka starost ćelija, tkiva i organa može biti veća ili manja od njihove hronološke starosti, u zavisnosti od ishrane, načina života i izloženosti bolesti ili štetnih faktora životne sredine. Naučnici tako mogu da procene biološku starost na osnovu podataka o metilomu sa utvrđenim matematičkim algoritmima.
„Otkrili smo trend jačeg biološkog starenja mozga kod osoba sa poremećajem upotrebe kokaina u poređenju sa osobama bez poremećaja upotrebe kokaina. Ovo bi moglo biti uzrokovano procesima bolesti u mozgu povezanim sa kokainom, kao što su zapaljenje ili smrt ćelija“, rekao je vodeći autor dr Stefani Vit, istraživač na istom institutu.
„Pošto je procena biološke starosti veoma skorašnji koncept u istraživanju zavisnosti i na njega utiču mnogi faktori, potrebne su dalje studije da bi se istražio ovaj fenomen, sa većim uzorcima nego što je bilo moguće ovde.
Poisel i kolege su takođe posmatrali razlike u stepenu metilacije na 654.448 mesta u ljudskom genomu i tražili povezanost sa prisustvom ili odsustvom CUD-a u životu svakog donora. Oni su ispravili razlike u starosti donora, vremenu od smrti, pH vrednosti mozga i daljim bolestima kao što su depresivni poremećaj i poremećaj upotrebe alkohola.
Pronašli su 17 genomskih regiona koji su bili više metilovani kod donatora sa CUD nego kod donatora bez CUD, i tri regiona koja su bila manje metilovana kod donatora sa CUD nego kod donatora bez CUD.
„Bili smo iznenađeni da su u našoj mrežnoj analizi promene u metilaciji DNK bile posebno istaknute među genima koji regulišu aktivnost neurona i povezanost između njih. Zanimljivo je da je diferencijalna metilacija DNK bila povezana sa nekoliko faktora transkripcije i proteina sa domenima za vezivanje DNK, što implicira direktne efekte ovih promena metilacije DNK na ekspresiju gena. Ovo treba pratiti u daljim studijama“, rekao je Poisel.
„Takođe, bilo je fascinantno da među onim genima koji su pokazali najjače promene u nivoima metilacije DNK u našoj studiji, ranije je prijavljeno da dva gena regulišu aspekte ponašanja uzimanja kokaina u eksperimentima sa glodarima“, rekao je Vit.
