Звездовидните мозъчни клетки могат да изключат невроните, участващи в рецидив на хероин

Звездовидните мозъчни клетки могат да изключат невроните, участващи в рецидив на хероин

Невролозите от Медицинския университет на Южна Каролина (MUSC) съобщават в Science Advances, че звездообразните мозъчни клетки, наречени астроцити, могат да „изключат“ невроните, участващи в рецидив на хероин. Свързаните с наркотиците сигнали в околната среда могат да увеличат желанието за търсене на наркотици и да доведат до рецидив. В тази статия екип, ръководен от Peter Kalivas, Ph.D., и Anna Kruyer, Ph.D., и двамата от Департамента по неврология, проучи как астроцитите взаимодействат с невроните и дали астроцитите играят важна роля в регулирането на отговора на лекарствените сигнали.

Когато се учим да караме колело или решаваме математически проблем, клетките-пратеници в нашия мозък, наречени неврони, създават връзки, които им позволяват да комуникират по-добре, което ни улеснява да изпълним същата задача следващия път. Същото се случва, когато се научим да свързваме удоволствието с вредни вещества като наркотиците. Невроните изпращат мощни съобщения един на друг, мотивирайки ни да продължим да се връщаме към тях.

Комуникацията между невроните се контролира от различни клетки, особено от група клетки с форма на звезда, наречени астроцити. Астроцитите обграждат нашите неврони и действат като светофари, регулиращи комуникацията между клетките, особено при пристрастяващо поведение.

Друг важен фактор за пристрастяване и рецидив е химическият пратеник глутамат. Глутаматът стимулира невроните, карайки ги да изпращат електрически сигнали, за да комуникират един с друг. Лабораторията Kalivas изигра важна роля в установяването на значението на глутамата. Чрез десетилетия изследвания Каливас е разработил „глутаматната хипотеза за пристрастяването“, каза Круйер.

Според тази хипотеза твърде много глутамат може да накара нашите неврони да се задействат постоянно в отговор на индуцирани от лекарства стимули от околната среда. Този постоянен огън ускорява комуникацията между клетките и насърчава пристрастяване към наркотици и рецидив.

Каливас и Круйер откриха, че астроцитите могат да забавят свръхактивната комуникация.

Астроцитите са като спирачка в кола и вие ги прилагате, за да спрете сигнала за глутамат.

Анна Круйер, д-р, Катедра по неврология, MUSC

Но как точно го правят?

За да отговорят на този въпрос, изследователите са използвали установен модел на рецидив на хероин. В модела плъховете първо се научават да прилагат самостоятелно хероин чрез натискане на лост. След натискане на лоста те получават лекарството заедно със светлинни и звукови сигнали, така че плъховете да могат да свържат сигналите с лекарството. След това сигналът и лекарството се премахват, имитирайки абстиненция. В крайна сметка животните отново получават достъп до сигнала и натискането на лоста е мярка за наркотична зависимост и рецидив.

Използвайки този подход, Kruyer и Kalivas установиха, че астроцитите се адаптират по два начина, за да намалят пристрастяването към наркотици по време на абстиненция. Семейство астроцити се приближава до невроните и отклонява глутамата далеч от синапса, намалявайки комуникацията между невроните. Друго семейство повишава експресията на транспортера на глутамат GLT-1, който поема излишния глутамат. И в двата случая астроцитите забавят невронната комуникация по време на оттеглянето.

Въпреки това, по-малко астроцити бяха налични за тази спирачна функция по време на фазата на рецидив и те бяха разположени по-далеч от невроните. Използвайки специална химическа технология, Круйер и Каливас успяха да включват и изключват астроцитите, за да променят поведението им, показвайки, че тези звездообразни клетки играят важна роля.

„Когато астроцитите заобикалят невроните“, обясни Круйер, „те по същество изсмукват глутамата и затварят този синапс“, каза тя. „Но когато те се отдръпнат от невроните, все едно сте загубили спирачките.“

Тези открития биха могли да предоставят нови прозрения за това как да се предотвратят рецидиви.

„Тъй като астроцитите претърпяват две адаптации в нормалния мозък, за да потиснат рецидива, ние вярваме, че те могат да бъдат ценна клетъчна мишена за разработване на терапевтични средства за борба с рецидива при нарушения, свързани с употребата на вещества“, каза Круйер.

Предишни клинични проучвания показват, че само намаляването на глутамата не е достатъчно за предотвратяване на рецидив при хора. Тези резултати предполагат възможността комбинираната терапия, която не само понижава нивата на глутамат, но също така засилва спирачния ефект на астроцитите, да бъде по-успешна и изисква по-нататъшно изследване.

"В исторически план невроните са получавали най-голямо внимание, когато става дума за поведенческа патология", каза Круйер. "Нашите резултати показват, че трябва да разгледаме нервната система по-холистично и да вземем предвид, че видовете клетки, различни от невроните, могат да повлияят на поведението и може да са ключови за лечението на рецидив."

За да постави началото на нови терапии, базирани на астроцити, лабораторията Kalivas се опитва да идентифицира потенциални генни цели.

„Много гени се експресират в астроцити, които не се експресират в други мозъчни клетки, включително неврони“, каза Каливас. "Ако разберем кои от тези гени са критични за астроцитната регулация на рецидива, можем да разработим лекарства, които селективно повишават способността на астроцитите да инхибират рецидива. Това е клон на активно изследване в нашата лаборатория и сме идентифицирали няколко астроцит-селективни генни продукта, които биха могли да служат като мишени при лечението на нарушения, свързани с употребата на вещества. "

източник:

Медицински университет на Южна Каролина

Справка:

Kruyer, A., et al. (2022) Пластичността в астроцитните субпопулации регулира рецидива на хероина. Научни постижения. doi.org/10.1126/sciadv.abo7044.

.