Naukowcy odkrywają, w jaki sposób dopamina występująca w mózgu jest powiązana ze schizofrenią

Naukowcy odkrywają, w jaki sposób dopamina występująca w mózgu jest powiązana ze schizofrenią

Naukowcy z Instytutu Rozwoju Mózgu Liebera (LIBD) uważają, że rozwiązali zagadkę, która stanowi wyzwanie dla naukowców od ponad 70 lat: w jaki sposób chemiczna dopamina w mózgu jest powiązana ze schizofrenią, często wyniszczającą chorobą mózgu charakteryzującą się urojeniowym myśleniem, halucynacjami i innymi formami psychozy.

Badając ekspresję genów w jądrze ogoniastym – regionie mózgu związanym z podejmowaniem decyzji emocjonalnych – naukowcy znaleźli fizyczne dowody na to, że komórki neuronowe nie są w stanie precyzyjnie kontrolować poziomu dopaminy, a także zidentyfikowali mechanizm genetyczny kontrolujący przepływ dopaminy. Wyniki ich badań opublikowano dzisiaj w czasopiśmie Nature Neuroscience.

Do tej pory naukowcom nie udało się rozszyfrować, czy związek dopaminy był czynnikiem sprawczym, czy tylko sposobem leczenia schizofrenii. Mamy pierwszy dowód na to, że dopamina jest czynnikiem sprawczym schizofrenii”.

Daniel R. Weinberger, lekarz medycyny, dyrektor wykonawczy i dyrektor Instytutu Liebera oraz współautor badania

Dopamina, rodzaj neuroprzekaźnika, działa jako przekaźnik chemiczny, który wysyła sygnały między neuronami – komórkami nerwowymi w mózgu – w celu zmiany ich aktywności i zachowania. Dopamina jest neuroprzekaźnikiem nagrody, który pozwala ludziom odczuwać przyjemność.

Według Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego schizofrenia jest jedną z 15 najczęstszych przyczyn niepełnosprawności na świecie, objawiającą się objawami psychotycznymi, takimi jak halucynacje, urojenia i zaburzenia myślenia, a także zmniejszonym wyrażaniem emocji, zmniejszoną motywacją do osiągania celów, trudnościami w relacjach społecznych, zaburzeniami motorycznymi i zaburzeniami poznawczymi. Objawy zwykle zaczynają się w późnym okresie dojrzewania lub wczesnej dorosłości, chociaż zaburzenia funkcji poznawczych i nietypowe zachowania czasami pojawiają się w dzieciństwie. Obecne metody leczenia schizofrenii obejmują leki przeciwpsychotyczne, które leczą objawy psychozy, ale nie przyczynę.

„Jednym z głównych skutków ubocznych leków stosowanych w leczeniu schizofrenii jest brak przyjemności i przyjemności” – stwierdziła dr Jennifer Erwin, badaczka w instytucie i jedna z autorek raportu. „Gdybyśmy mogli skierować leki na receptor dopaminy, teoretycznie mogłaby to być nowa strategia leczenia, która nie ograniczałaby tak bardzo szczęścia pacjenta”.

Naukowcy wiedzą od dziesięcioleci, że nieregularny poziom dopaminy ma pewien związek z psychozą i jest krytycznym czynnikiem w schizofrenii, chorobie Alzheimera i innych zaburzeniach neuropsychiatrycznych. Wiadomo, że leki zwiększające poziom dopaminy w mózgu, takie jak amfetamina, powodują psychozę. Leki stosowane w leczeniu psychozy działają poprzez zmniejszenie aktywności dopaminy.

Obserwacje te zainspirowały pokolenia naukowców do podjęcia próby zrozumienia, czy – i w jaki sposób – brak równowagi w poziomie dopaminy jest rzeczywiście powiązany ze schizofrenią. Dopamina przekazuje informacje w mózgu poprzez interakcję z białkami na powierzchni komórek mózgowych, zwanymi receptorami dopaminy. Badając te receptory, naukowcy z Instytutu Liebera znaleźli nowe dowody potwierdzające, że dopamina jest czynnikiem sprawczym schizofrenii.

E-book Genetyka i genomika

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz bezpłatną kopię

Badacze zbadali setki próbek mózgu podarowanych Instytutowi Liebera od ponad 350 osób, niektórych chorych na schizofrenię i innych bez chorób psychicznych. Postanowili skupić się na jądrze ogoniastym – części mózgu, która ma kluczowe znaczenie dla uczenia się, jak sprawić, by złożone pomysły i zachowania były bardziej automatyczne i intuicyjne, ale także dlatego, że zawiera ona najbogatsze w mózgu zasoby dopaminy. Zbadali także region ludzkiego genomu, który w dużych międzynarodowych badaniach genetycznych powiązano z ryzykiem schizofrenii. Region ten zawiera geny receptorów białkowych reagujących na dopaminę, co sugeruje powiązanie dopaminy ze schizofrenią. Chociaż dane genetyczne sugerują co najwyżej rolę receptorów dopaminy w grupie ryzyka schizofrenii, dane te są niejednoznaczne i nie pozwalają określić, jaki faktycznie jest ten związek. Naukowcy z Instytutu Liebera krytycznie podeszli do odkrycia mechanizmów, które sprawiają, że receptory dopaminy stanowią czynnik ryzyka.

Mechanizm ten występuje szczególnie w podtypie receptora dopaminy zwanym autoreceptorem, który leży po „męskiej” stronie połączenia między neuronami, czyli na końcu presynaptycznym. Ten autoreceptor reguluje ilość uwalnianej dopaminy z neuronu presynaptycznego. Kiedy autoreceptory są upośledzone, przepływ dopaminy w mózgu jest słabo kontrolowany i zbyt dużo dopaminy przepływa przez zbyt długi czas.

Naukowcy odkryli, że zmniejszona ekspresja tego autoreceptora w mózgu wyjaśnia genetyczne dowody ryzyka choroby. Jest to zgodne z dominującą hipotezą, że zbyt dużo dopaminy odgrywa rolę w psychozie i stanowi mocny dowód na to, że zagadka między dopaminą a schizofrenią została w końcu rozwiązana.

Przełomowy neurolog, dr Sol Snyder, okrzyknął badanie mianem przełomowego, nad którym pracowano od kilkudziesięciu lat. Dr Snyder jest wybitnym profesorem neurologii, farmakologii i psychiatrii oraz założycielem Wydziału Neuronauki w Szkole Medycznej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, która nosi jego imię. Był naukowcem, który odkrył, że leki przeciwpsychotyczne działają poprzez redukcję dopaminy w mózgu.

„Istnieje wiele mylących danych sugerujących znaczenie dopaminy i receptorów dopaminy w schizofrenii” – stwierdziła dr Snyder, która nie była zaangażowana w ten projekt badawczy. „Najważniejszą rzeczą, jaką zrobili ci badacze, było zebranie danych, które łączą wszystko w całość i pokazują w przekonujący sposób, że w schizofrenii układ dopaminowy szwankuje i że jest to przyczyna choroby”.

„Związek między dopaminą a schizofrenią jest omawiany od dziesięcioleci” – powiedział dr Snyder. „Mówili: «No cóż, ciekawie jest spekulować na ten temat, ale nie ma solidnych dowodów». Ale teraz, gdy mamy znacznie dokładniejsze dane, wciąż wracamy do tej samej historii. Nie musisz już nazywać tego hipotezą”.

Źródło:

Drogi Instytucie Rozwoju Mózgu

Odniesienie:

Benjamin, KJM i in. (2022) Analiza transkryptomu jądra ogoniastego u osób chorych na schizofrenię podkreśla wpływ leków przeciwpsychotycznych i nowych genów ryzyka. Neuronauka przyrodnicza. doi.org/10.1038/s41593-022-01182-7.

.