A csillag alakú agysejtek ki tudják kapcsolni” a heroin visszaesésében részt vevő idegsejteket

A csillag alakú agysejtek ki tudják kapcsolni” a heroin visszaesésében részt vevő idegsejteket

A Dél-Karolinai Orvostudományi Egyetem (MUSC) idegtudósai a Science Advances című folyóiratban arról számoltak be, hogy a csillag alakú agysejtek, az asztrociták „kikapcsolhatják” a heroin visszaesésében részt vevő idegsejteket. A kábítószerrel kapcsolatos jelzések a környezetben fokozhatják a kábítószer-keresés iránti késztetést, és visszaeséshez vezethetnek. Ebben a cikkben a Peter Kalivas (Ph.D.) és Anna Kruyer (Ph.D.) (mindketten az Idegtudományi Tanszék munkatársa) által vezetett csapat azt vizsgálta, hogy az asztrociták hogyan lépnek kölcsönhatásba a neuronokkal, és hogy az asztrociták fontos szerepet játszanak-e a gyógyszeres jelzésekre adott válasz szabályozásában.

Amikor megtanulunk biciklizni, vagy megoldunk egy matematikai feladatot, agyunk hírvivő sejtjei, az úgynevezett neuronok olyan kapcsolatokat hoznak létre, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy jobban kommunikáljanak, így legközelebb is könnyebben elvégezhetjük ugyanazt a feladatot. Ugyanez történik, amikor megtanuljuk az örömöt olyan káros anyagokkal társítani, mint a drogok. A neuronok erőteljes üzeneteket küldenek egymásnak, és arra ösztönöznek bennünket, hogy visszatérjünk hozzájuk.

A neuronok közötti kommunikációt számos sejt szabályozza, különösen a csillag alakú sejtek csoportja, az asztrociták. Az asztrociták veszik körül neuronjainkat, és közlekedési lámpákként működnek, szabályozzák a sejtek közötti kommunikációt, különösen addiktív viselkedés esetén.

A függőség és a visszaesés másik fontos tényezője a kémiai hírvivő glutamát. A glutamát stimulálja a neuronokat, aminek következtében elektromos jeleket küldenek ki egymással való kommunikációhoz. A Kalivas laboratórium nagy szerepet játszott a glutamát fontosságának megállapításában. Több évtizedes kutatások során Kalivas kidolgozta a „függőség glutamát-hipotézisét” – mondta Kruyer.

E hipotézis szerint a túl sok glutamát idegsejtjeink folyamatos tüzelését okozhatja a gyógyszer okozta környezeti ingerekre válaszul. Ez az állandó tűz a sejtek közötti kommunikációt túlpörgésbe hozza, és elősegíti a kábítószer-függőséget és a visszaesést.

Kalivas és Kruyer úgy találta, hogy az asztrociták lelassíthatják a túlzott kommunikációt.

Az asztrociták olyanok, mint egy fék az autóban, és leállítod a glutamát jelet."

Anna Kruyer, Ph.D., Neuroscience Department, MUSC

De pontosan hogyan teszik ezt?

A kérdés megválaszolásához a kutatók a heroin visszaesésének bevált modelljét használták. A modellben a patkányok először egy kar megnyomásával tanulják meg maguknak beadni a heroint. A kar megnyomása után fény- és hangjelzésekkel együtt megkapják a kábítószert, így a patkányok a jeleket a droghoz tudják társítani. Ezután a jelet és a gyógyszert eltávolítják, utánozva az elvonást. Végül az állatok ismét hozzáférést kapnak a jelhez, és a kar megnyomása a kábítószer-függőség és a visszaesés mértéke.

Ezzel a megközelítéssel Kruyer és Kalivas azt találta, hogy az asztrociták kétféleképpen alkalmazkodnak ahhoz, hogy csökkentsék a kábítószer-függőséget az elvonás során. Az asztrociták egy családja közelebb kerül a neuronokhoz, és eltereli a glutamátot a szinapszistól, csökkentve az idegsejtek közötti kommunikációt. Egy másik család növeli a glutamát transzporter GLT-1 expresszióját, amely felveszi a felesleges glutamátot. Mindkét esetben az asztrociták lelassítják a neuronális kommunikációt az elvonás során.

A relapszus fázisában azonban kevesebb asztrocita állt rendelkezésre ehhez a fékező funkcióhoz, és ezek távolabb helyezkedtek el a neuronoktól. Kruyer és Kalivas speciális kémiai technológiával képesek voltak be- és kikapcsolni az asztrocitákat, hogy megváltoztassák viselkedésüket, ami azt mutatja, hogy ezek a csillag alakú sejtek fontos szerepet játszanak.

„Amikor az asztrociták körülveszik a neuronokat” – magyarázta Kruyer, „lényegében felszívják a glutamátot, és lezárják a szinapszist” – mondta. – De amikor kivonulnak az idegsejtekből, olyan, mintha elvesztetted volna a fékeket.

Ezek az eredmények új betekintést nyújthatnak a visszaesések megelőzésének módjába.

"Mivel az asztrociták a normál agyban két adaptáción mennek keresztül a visszaesés visszaszorítása érdekében, úgy gondoljuk, hogy értékes sejtcélpontot jelenthetnek a szerhasználati rendellenességek visszaesését leküzdő terápiák kifejlesztéséhez" - mondta Kruyer.

Korábbi klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy a glutamát csökkentése önmagában nem elegendő a visszaesés megelőzéséhez emberben. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a kombinált terápia, amely nemcsak csökkenti a glutamátszintet, hanem fokozza az asztrociták fékező hatását is, sikeresebb lehet, és további vizsgálatokat igényel.

"Történelmileg a neuronok kapták a legnagyobb figyelmet a viselkedési patológiák terén" - mondta Kruyer. "Eredményeink azt mutatják, hogy holisztikusabban kell vizsgálnunk az idegrendszert, és figyelembe kell venni, hogy a neuronokon kívül más sejttípusok is befolyásolhatják a viselkedést, és kulcsfontosságúak lehetnek a visszaesés kezelésében."

Az új asztrocita alapú terápiák előkészítése érdekében a Kalivas Lab megpróbálja azonosítani a lehetséges géncélpontokat.

"Sok gén expresszálódik asztrocitákban, amelyek nem expresszálódnak más agysejtekben, beleértve a neuronokat" - mondta Kalivas. "Ha megértjük, hogy ezek közül a gének közül melyek kritikusak a visszaesés asztrociták szabályozásában, olyan gyógyszereket fejleszthetünk ki, amelyek szelektíven növelik az asztrociták relapszusgátló képességét. Ez a laboratóriumunkban folyó aktív kutatás egyik ága, és azonosítottunk néhány asztrocita-szelektív génterméket, amelyek célpontként szolgálhatnak a szerhasználati rendellenességek kezelésében."

Forrás:

Dél-Karolinai Orvosi Egyetem

Referencia:

Kruyer, A. és mtsai. (2022) Az asztrocita alpopulációk plaszticitása szabályozza a heroin visszaesését. Tudományos fejlődés. doi.org/10.1126/sciadv.abo7044.

.