Osoby z zaburzeniami związanymi z używaniem kokainy wykazują zmiany ekspresji genów w dwóch obszarach mózgu: jądrze półleżącym, regionie związanym z nagrodą i jądrze ogoniastym, regionie pośredniczącym w tworzeniu nawyków, zgodnie z badaniami przeprowadzonymi w Icahn School of Medicine na Mount Sinai i opublikowanymi 10 lutego w Postępy nauki.

Te zmiany, które w istotny sposób przyczyniają się do trwałych nieprawidłowości behawioralnych obserwowanych w uzależnieniu od narkotyków, występują, ponieważ używanie kokainy uruchamia serię reakcji chemicznych, które prowadzą do wzrostu ilości informacyjnego RNA wytwarzanego przez niektóre z dotkniętych genów w tych dwóch mózgach regionach, podczas gdy aktywność innych genów maleje. Zmiany w ilości wytwarzanego informacyjnego RNA – proces znany również jako „ekspresja” podstawowych genów – prowadzą do zmian w ilości produkowanych białek, które następnie przeprowadzają reakcje chemiczne w mózgu. Zespół badawczy odkrył znaczące nakładanie się RNA wyrażanych w tych dwóch regionach mózgu, co sugeruje, że te zmiany molekularne mogą być kluczowe dla rozwoju i utrzymywania się zaburzeń związanych z używaniem kokainy.

Zaburzenie związane z używaniem kokainy jest przewlekłym, nawracającym zaburzeniem mózgu, dla którego obecnie nie ma zatwierdzonych przez FDA metod leczenia. Chociaż przypuszcza się, że regulacja ekspresji genów w mózgowych ośrodkach nagrody i motywacji odgrywa kluczową rolę w trwałych zmianach behawioralnych, które definiują uzależnienie, wiedza pozostaje ograniczona na temat nieprzystosowawczej aktywności genów, którą chroniczne używanie kokainy powoduje w tych obwodach u ludzi i która leży u podstaw zaburzenia związane z używaniem kokainy.

Aby wypełnić lukę w wiedzy, zespół badawczy przeprowadził sekwencjonowanie RNA zarówno w jądrze półleżącym, jak i jądrze ogoniastym z pośmiertnej tkanki mózgowej osób z zaburzeniami związanymi z używaniem kokainy i dopasowanymi kontrolami. Korzystając z największej i najbardziej zróżnicowanej kohorty zbadanej do tej pory, odkryli, że procesy neurozapalne są tłumione, a synaptyczne transportery transbłonowe i receptory jonotropowe – białka kontrolujące komunikację między komórkami nerwowymi w mózgu – są wzbogacone w prążkowiu osób zażywających kokainę używać zaburzenia.

Kokaina zwiększa ilość neuroprzekaźnika dopaminy w synapsach lub połączeniach między dwiema komórkami mózgowymi, w których sygnały elektryczne są przekształcane w sygnały chemiczne. Zespół badawczy odkrył, że w ten sposób kokaina uruchamia kaskadę zdarzeń, które aktywują przekaźnik chemiczny w mózgu zwany cyklicznym AMP, który następnie wyzwala zmiany w ekspresji genów.

„Oprócz nowych spostrzeżeń na temat zmian molekularnych, jakie powoduje używanie kokainy, odkryliśmy, że osoby z zaburzeniami związanymi z używaniem kokainy mają rozregulowane geny związane ze schizofrenią i dużymi zaburzeniami depresyjnymi, co wskazuje, że te zaburzenia mogą dzielić niektóre leżące u ich podstaw systemy regulacji genów i obwodów nerwowych. ”- powiedział Philipp Mews, PhD, Instructor of Neuroscience w Icahn Mount Sinai i pierwszy autor artykułu wraz z Ashley M. Cunningham, doktorantką neuronauki. „Co ważne, nieprawidłowości transkrypcyjne – w szczególności reakcje neurozapalne, które są tłumione w jądrze półleżącym osób z zaburzeniami związanymi z używaniem kokainy – są kierunkowo przeciwne do kaskadowych odpowiedzi prozapalnych związanych z zaburzeniami związanymi z używaniem opioidów. Obserwacja, że ​​istnieją różne zmiany molekularne powodowane przez każde z dwóch zaburzeń związanych z używaniem substancji, może być cenna dla opracowania ukierunkowanych, skutecznych metod leczenia specyficznych dla zaburzeń związanych z używaniem kokainy”.

Ponieważ trudno jest bezpośrednio zbadać, w jaki sposób narkotyki, takie jak kokaina, wpływają na ludzki mózg, naukowcy często wykorzystują modele zwierzęce do badania ich skutków. Jednak kluczowym pytaniem jest, czy to, czego dowiadują się z tych modeli zwierzęcych, jest podobne do tego, co dzieje się w mózgach ludzi, którzy używają kokainy.

„Nasz zespół badawczy przyjrzał się badaniom przeprowadzonym na myszach, którym dano możliwość samodzielnego przyjmowania kokainy, i porównał wynikające z nich zmiany molekularne z tymi obserwowanymi w pośmiertnej tkance mózgowej osób z zaburzeniami związanymi z używaniem kokainy. Nasza analiza ujawniła uderzająco podobne zmiany w profilach ekspresji genów w mózgu zarówno u myszy, jak i u ludzi, potwierdzając wykorzystanie modeli mysich do badania patofizjologicznych podstaw zaburzeń związanych z używaniem kokainy” — powiedział dr n. med. Eric J. Nestler, profesor Nash Family Neuroscience, dyrektor The Friedman Brain Institute, dziekan ds. akademickich w Icahn Mount Sinai, dyrektor naukowy systemu opieki zdrowotnej Mount Sinai i główny autor artykułu. „Ważne jest również podkreślenie, że nasza kohorta ludzkich mózgów obejmuje znaczną liczbę osób rasy czarnej, które nie były dobrze reprezentowane we wcześniejszych badaniach transkrypcji zaburzeń związanych z używaniem kokainy, pomimo długotrwałych dowodów na to, że najwyższy wskaźnik zgonów spowodowanych przedawkowaniem kokainy występuje wśród osób rasy czarnej osoby. Razem odkrycia te stanowią znaczny postęp w naszym rozumieniu nieprawidłowości molekularnych w zaburzeniach związanych z używaniem kokainy i stanowią bardzo cenne źródło do przyszłych badań”.

Badanie to zostało sfinansowane przez National Institutes of Health, National Institute on Drug Abuse (P01DA047233, R01DA033684), National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (K99AA027839) oraz Brain and Behaviour Research Foundation. Treść jest wyłączną odpowiedzialnością autorów i niekoniecznie odzwierciedla oficjalne poglądy National Institutes of Health.

O Icahn School of Medicine na górze Synaj
Icahn School of Medicine w Mount Sinai jest znana na całym świecie ze swoich wybitnych programów badawczych, edukacyjnych i opieki klinicznej. Jest jedynym partnerem akademickim ośmiu szpitali członkowskich* systemu opieki zdrowotnej Mount Sinai, jednego z największych akademickich systemów opieki zdrowotnej w Stanach Zjednoczonych, zapewniającego opiekę dużej i zróżnicowanej populacji pacjentów.

Icahn Mount Sinai, zajmujący 14. miejsce w całym kraju pod względem finansowania przez National Institutes of Health i 99. percentyl pod względem liczby dolarów na badania na badacza według Association of American Medical Colleges, ma utalentowaną, produktywną i odnoszącą sukcesy kadrę. Ponad 3000 pełnoetatowych naukowców, pedagogów i klinicystów pracuje w 34 wydziałach akademickich i 44 multidyscyplinarnych instytutach, a struktura ta ułatwia ogromną współpracę i synergię. Nasz nacisk na badania translacyjne i terapie jest widoczny w tak różnych dziedzinach, jak genomika/big data, wirusologia, neuronauka, kardiologia, geriatria oraz choroby przewodu pokarmowego i wątroby.

Icahn Mount Sinai oferuje wysoce konkurencyjne programy studiów doktoranckich, doktoranckich i magisterskich, w których obecnie zapisanych jest około 1300 studentów. Ma największy program edukacji medycznej dla absolwentów w kraju, w którym ponad 2600 rezydentów klinicznych i stypendystów szkoli się w całym systemie opieki zdrowotnej. Ponadto ponad 535 pracowników naukowych ze stopniem doktora odbywa szkolenia w ramach systemu opieki zdrowotnej.

Kultura innowacji i odkryć przenika każdy program Icahn Mount Sinai. Biuro transferu technologii Mount Sinai, jedno z największych w kraju, współpracuje z wykładowcami i stażystami w dążeniu do optymalnej komercjalizacji własności intelektualnej, aby zapewnić, że odkrycia i innowacje w Mount Sinai przekładają się na produkty i usługi opieki zdrowotnej, które przynoszą korzyści społeczeństwu.

Zaangażowanie Icahna Mount Sinai w przełomową naukę i opiekę kliniczną jest wzmocnione przez powiązania akademickie, które uzupełniają i uzupełniają programy Szkoły. Dzięki partnerom Mount Sinai Innovation Partners (MSIP) system opieki zdrowotnej ułatwia praktyczne zastosowanie i komercjalizację przełomowych odkryć medycznych dokonanych na górze Synaj. Ponadto MSIP rozwija partnerstwa badawcze z liderami branży, takimi jak Merck & Co., AstraZeneca, Novo Nordisk i innymi.

Icahn School of Medicine w Mount Sinai znajduje się w Nowym Jorku na granicy Upper East Side i East Harlem, a zajęcia odbywają się na kampusie naprzeciwko Central Parku. Lokalizacja Icahn Mount Sinai oferuje wiele możliwości interakcji i opieki nad różnymi społecznościami. Nauka wykracza daleko poza granice naszego fizycznego kampusu, do ośmiu szpitali systemu opieki zdrowotnej Mount Sinai, naszych oddziałów akademickich i na całym świecie.
————————————————– —–
* Szpitale członkowskie Mount Sinai Health System: Szpital Mount Sinai; Góra Synaj Beth Izrael; Góra Synaj Brooklyn; Góra Synaj rano; Królowe góry Synaj; Góra Synaj Południowe Nassau; Góra Synaj Zachodnia; oraz New York Eye and Ear Infirmary of Mount Sinai.

###