Ученые ищут способ защитить мозг от повторного употребления наркотиков

Специалисты ищут способ защиты головного мозга от рецидивов при употреблении наркотиков различной тяжести, 26 февраля сообщает Proceedings of the National Academy of Sciences.

Расстройство, связанное с употреблением психоактивных веществ (SUD), чрезвычайно трудно преодолеть, и многие люди с SUD возвращаются к регулярному употреблению после неоднократных попыток бросить потребление наркотиков.

Возвращение к регулярному употреблению наркотиков может быть вызвано физической зависимостью организма от наркотиков, а также переживаниями, связанными с предшествующим употреблением наркотиков. Как именно эти ассоциации с наркотиками формируются в мозгу и как они вызывают возвращение к употреблению наркотиков, остается неясным.

«У людей возникают длительные ассоциации между эйфорическим опытом употребления наркотиков и людьми, местами и вещами, связанными с употреблением наркотиков», — сказал Кристофер Коуэн, профессор кафедры неврологии Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) и член Научного совета Фонда исследований мозга и поведения.

Коуэн и его команда сообщили, что фермент, известный как гистондеацетилаза-5, или HDAC5, играет важную роль в ограничении связанных с наркотиками воспоминаний и поведения, связанного с поиском наркотиков, после периода воздержания у крыс.

Исследование показывает, что HDAC5 представляет интерес для лечения уязвимости к возвращению к употреблению наркотиков при расстройствах, связанных с употреблением опиоидов.

HDAC5 является эпигенетическим ферментом, что означает, что он может влиять на экспрессию многих различных генов. HDAC5 активен в головном мозге и ранее был связан с возобновлением употребления после периода воздержания.

«В предыдущем исследовании мы показали, что HDAC5 регулируется наркотиком и снижает воздействие триггеров употребления психоактивных веществ после употребления опиоидов», — сказал Коуэн.

«В новом исследовании мы хотели узнать, почему HDAC5 имеет такие эффекты, и были ли они специфичны для одного из наркотиков или, возможно, распространялись на другие классы наркотиков, вызывающих привыкание, таких как опиоиды».

Коуэн исследовал поведение, связанное с поиском наркотиков, моделируя возвращение к употреблению наркотиков у крыс после периода воздержания от самостоятельного приема широко используемого опиоидного наркотика.

Во-первых, крысам дали возможность самостоятельно принимать наркотик, нажав на рычаг. В то же время им были представлены визуальные и звуковые сигналы, которые они связывали с употреблением.

Затем, после 2–3 недель ежедневного употребления, крысы в течение недели воздерживались от употребления наркотиков, после чего их снова помещали в среду, в которой они ранее употребляли наркотики. Это связанное с наркотиками «место» инициировало нажатие рычага или поиск наркотика, но в данном случае он не был предоставлен.

Позже у крыс стимулировали поведение, связанное с поиском наркотиков, путем воздействия на них визуальными и звуковыми сигналами, ранее связанными с употреблением.

Наконец, крысам давали небольшую дозу, чтобы напомнить им об ощущениях от наркотика, и это снова стимулировало активный поиск.

«Увидев, сколько раз крысы нажимают на рычаг, не получая наркотика, мы можем измерить силу контекста употребления наркотиков, связанных с наркотиками сигналов памяти или повторного воздействия физиологических эффектов наркотиков, чтобы способствовать возвращению к употреблению», — пояснил Коуэн.

Чтобы увидеть, как HDAC5 контролирует поведение, связанное с поиском наркотиков после периода воздержания, лаборатория Коуэна использовала молекулярный трюк, чтобы либо увеличить, либо уменьшить уровни HDAC5 в ядре или ДНК-содержащем участке целевых клеток мозга.

Крысы с более низким уровнем HDAC5 демонстрировали усиленное стремление к наркотику при воздействии триггеров, в то время как крысы с более высоким HDAC5 демонстрировали сниженное поведение, связанное с поиском наркотика. Это открытие показало, что эпигенетический фермент HDAC5 играет решающую роль в модулировании мощности памяти, связанной с наркотиками, и предотвращении возврата к употреблению наркотиков.

«Мы обнаружили, что HDAC5 ограничивает сигналы, связанные с употреблением наркотика, и противостоит мощной природе этих сигналов, вызывающих поведение, связанное с поиском наркотиков», — сказал Коуэн.

Это говорит о том, что в мозге функция HDAC5 влияет на формирование и силу этих воспоминаний о наркотиках, которые могут способствовать возвращению к употреблению наркотиков.

Чтобы гарантировать, что их результаты были специфичны для поведения, связанного с поиском наркотиков, а не только для общего поиска вознаграждения, лаборатория Коуэна повторила тот же эксперимент, но вместо наркотика использовала сахарозу. Сахароза — это простой сахар, который крысам нравится потреблять и который служит естественной наградой.

Ученые не наблюдали никакого влияния HDAC5 на поведение, связанное с поиском сахарозы. Похоже, что наркотики, вызывающие привыкание, задействуют HDAC5 способом, отличным от нашего естественного процесса обучения и памяти.

После наблюдения за влиянием HDAC5 на поведение, связанное с поиском наркотиков, лаборатория Коуэна исследовала, какие гены на самом деле контролируются HDAC5.

«Мы обнаружили сотни генов, затронутых HDAC5», — сказал Коуэн. Но большое количество генов связано с ионными каналами, которые влияют на возбудимость нейронных клеток в головном мозге.

Крысы с более высоким уровнем HDAC5 имели гораздо менее возбудимые нейроны, чем крысы с низким уровнем HDAC5, что свидетельствует о подавляющем эффекте фермента.

Благодаря лучшему пониманию наркомании на молекулярном уровне и возвращению к употреблению наркотиков ученые и врачи могут разрабатывать таргетные методы лечения ВНС. Будущие исследования в лаборатории Коуэна направлены на использование HDAC5, чтобы сделать путь к выздоровлению менее сложным.