V študiji, objavljeni v reviji Nature Communications, so raziskovalci z Medicinske univerze v Južni Karolini odkrili ključni možganski mehanizem, ki lahko pojasni, zakaj lahko znaki, povezani z drogami, pri odvisnosti od kokaina sprožijo ponovitev bolezni. Študija se osredotoča na vlogo posebnega proteina, proteina z domeno nevronske PAS 4 (NPAS4), pri nadzoru ravnovesja nevronske aktivnosti v možganskem jedru nucleus accumbens, regiji, za katero je znano, da je močno vpletena v odvisnost in ponovitev vedenja.
Znanost v ozadju ponovitve bolezni
Do ponovitve bolezni pri motnjah uživanja snovi (SUD) pogosto pride, ko okoljski znaki, povezani s prejšnjim uživanjem drog, sprožijo intenzivno hrepenenje, kar vodi do ponovnega vedenja, povezanega z iskanjem drog. Ti namigi aktivirajo posebna živčna vezja v možganih, zlasti v nucleus accumbens (NAc). To območje vsebuje dve vrsti nevronov, D1-razred in D2-razred srednje ostrorobih nevronov (MSN), ki imata nasprotni vlogi pri vedenju, povezanem z iskanjem drog: D1-MSN običajno spodbujajo, D2-MSN pa nasprotujejo iskanju drog.Študija razkriva, da ima NPAS4, transkripcijski dejavnik, ki se aktivira z nevronsko aktivnostjo, ključno vlogo pri uravnavanju aktivnosti teh nevronov. Zanimivo je, da se NPAS4 inducira predvsem v podskupini nevronov NAc med kondicioniranjem kokaina, kar nakazuje, da ima edinstveno vlogo pri krepitvi asociacij med drogami in kontekstom.
Ključne ugotovitve
NPAS4 in ravnovesje nevronske aktivnosti: Raziskava je pokazala, da je NPAS4 ključnega pomena za vzdrževanje ravnovesja med aktivnostjo D1- in D2-MSN. To ravnovesje je bistveno za modulacijo vedenja, ki išče droge, pri čemer NPAS4 deluje predvsem v D2-MSN, da zavira prilagoditve, ki običajno preprečujejo ponovitev bolezni.Učinki, specifični za tip celice: Ekipa je z vrsto zahtevnih poskusov na mišjih modelih ugotovila, da izločitev NPAS4 posebej v D2-MSN odpravi kokainsko pogojeno preferenco mesta (CPP), vedenje, ki se uporablja za merjenje povezav med drogami in kontekstom. To kaže, da je vloga NPAS4 v D2-MSN ključnega pomena za ohranjanje želje po iskanju kokaina kot odziva na okoljske znake.
Transkriptomski vpogledi: Sekvenciranje RNA z enim jedrom (snRNA-seq) je omogočilo nadaljnji vpogled v to, kako NPAS4 vpliva na izražanje genov v teh nevronih. Študija je pokazala pomembne spremembe v izražanju genov, povezanih s sinaptično funkcijo, plastičnostjo in vedenjem, povezanim s kokainom, v D2-MSN, ko je bil NPAS4 izločen, kar še dodatno poudarja njegovo vlogo pri prilagoditvah nevronov, povezanih z drogami.
Posledice za preprečevanje ponovitve bolezni: Morda je najbolj vznemirljiv vidik te raziskave njen potencialni vpliv na razvoj novih načinov zdravljenja odvisnosti. Z usmerjanjem na poti, ki jih uravnava NPAS4, bo morda mogoče prekiniti močne povezave med drogami in dražljaji, ki vodijo v ponovitev bolezni, kar ponuja novo pot za zdravljenje posameznikov, ki se zdravijo zaradi odvisnosti od kokaina.
Zaključek
Ta študija osvetljuje zapletene nevrobiološke mehanizme, ki so podlaga za odvisnost od kokaina in ponovitev bolezni, pri čemer se NPAS4 kaže kot ključni akter pri uravnavanju odziva možganov na namige, povezane z drogami. Z razumevanjem, kako NPAS4 nadzoruje aktivnost določenih vrst nevronov v nucleus accumbens, raziskovalci utirajo pot inovativnim pristopom za preprečevanje ponovitve bolezni pri posameznikih, ki se spopadajo z odvisnostjo.Ta raziskava ne prispeva le k našemu razumevanju odvisnosti na molekularni ravni, temveč odpira tudi nove možnosti za terapevtske posege, ki bi lahko pomagali prekiniti krog odvisnosti in ponovitve bolezni.
Sklic: "Vključujemo se v sistem za preprečevanje odvisnosti od drog. Hughes, B.W., Huebschman, J.L., Tsvetkov, E., Siemsen, B.M., Snyder, K.K., Akiki, R.M., Wood, D.J., Penrod, R.D., Scofield, M.D., Berto, S., Taniguchi, M., & Cowan, C.W. (2024). NPAS4 podpira kokainsko pogojene namige pri glodalcih z nadzorom ravnovesja aktivacije, specifične za tip celic, v nucleus accumbens. Nature Communications, 15, 5971.