Исследуя мышей-подростков с версией гена, связанного с серьезными психическими заболеваниями человека, исследователи из Университета Джона Хопкинса говорят, что они обнаружили возможное объяснение того, как марихуана может повредить мозг некоторых подростков.
В отчете, который будет опубликован в печатном выпуске журнала Biological Psychiatry за 2019 год, исследователи говорят, что они показали, что воздействие марихуаны усиливает воспаление в определенном типе клеток мозга у мышей-подростков, несущих редкую генетическую мутацию, связанную с к шизофрении, биполярному расстройству и другим серьезным психическим расстройствам. Затем в экспериментальном эксперименте исследователи использовали нестероидный противовоспалительный препарат NS398 для подавления вызванного марихуаной воспаления в головном мозге. Исследователи сообщают, что им удалось предотвратить повреждение мозга марихуаной у мышей, которые генетически предрасположены к вредным воздействиям.
«Воспаление, которое мы наблюдали у наших мышей, вероятно, активируется у многих людей, курящих марихуану, но наши результаты могут помочь объяснить, почему и как некоторые мыши и некоторые люди генетически предрасположены к повышенной воспалительной реакции и повреждению мозга», - говорит Михаил «Миша» Плетников, доктор медицинских наук, профессор психиатрии и поведенческих наук в Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса.
«Сейчас, когда марихуана движется к широкой легализации и рекреационному использованию, важно узнать больше о том, почему она не является безвредной для всех», - говорит Ацуши Камия, доктор медицинских наук, соавтор статьи. учится и является доцентом психиатрии и поведенческих наук в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса.«Мы еще многого не знаем о том, как марихуана конкретно влияет на мозг».
Хотя необходимо провести гораздо больше исследований, чтобы определить, применимы ли их выводы к людям, говорит Плетников, уже ясно, что интенсивное употребление каннабиса связано с длительными когнитивными проблемами, но только в процентах тех, кто употреблял травку. в подростковом возрасте. Задача ученых заключалась в том, чтобы определить факторы риска, которые могут усилить неблагоприятные последствия употребления каннабиса. Наличие этой информации, по словам Плетникова, может привести к разработке эффективных превентивных стратегий. Опираясь на знания о том, что только у избранной группы подростков, курящих травку, позже возникают когнитивные проблемы, исследователи решили провести эксперимент с моделью мышей с психическими заболеваниями, которые несут мутацию в гене DISC1, первоначально обнаруженную в шотландской семье, у многих членов которой диагностирована шизофрения., биполярное расстройство и большая депрессия.
Исследователи использовали мышей, у которых в мозгу вырабатывается неисправный белок DISC1. Когда мышам было около 30 дней, то есть грызунам, эквивалентным подросткам, исследователи вводили им 8 миллиграммов на килограмм D9-тетрагидроканнабинола (ТГК) - активного химического вещества в марихуане, ответственного за чувство кайфа - каждый день в течение трех недель, несколько имитируя воздействие ежедневного курения в подростковом возрасте.
Затем исследователи прекратили воздействие ТГК на три недели, прежде чем протестировать мышей на наличие поведенческих и когнитивных нарушений.
По сути, мы позволяем им развлекаться в подростковом возрасте, а затем позволяем пройти достаточно времени до их юной взрослой жизни, или, говоря человеческим языком, времени, когда люди достигают 20-летнего возраста, живут взрослой жизнью и могут начать замечать когнитивные проблемы», - говорит Плетников.
Мыши любят исследовать ранее не посещаемые места или новые объекты, но гораздо меньше исследуют знакомые места или объекты, что позволяет предположить, что у мышей есть память распознавания. По этой причине исследователи часто используют тест Y-образного лабиринта или новый тест распознавания объектов для оценки памяти распознавания у мышей. В тесте Y-образного лабиринта, лабиринта в форме буквы «Y», мышей первоначально подвергали воздействию двух открытых рукавов и одного заблокированного рукава. Позже, когда ранее заблокированная рука стала доступной, контрольные мыши проводили больше времени в ранее заблокированной руке по сравнению с ранее посещенными руками. В новом тесте на распознавание объектов мышам изначально предъявляли два идентичных объекта; позже один из объектов был заменен новым. Контрольные мыши тратили гораздо больше времени на изучение нового объекта по сравнению со знакомым. В обоих тестах контрольные мыши показали хорошую память распознавания. В противоположность этому, самцы мышей DISC1, подвергшиеся воздействию ТГК, демонстрировали недостаточность памяти узнавания, когда они исследовали ранее заблокированный ответвление Y-лабиринта и новый объект так же часто, как и знакомые руки и объекты.
Исследователи говорят, что это указывает на ухудшение памяти распознавания у мышей DISC1, подвергшихся воздействию марихуаны. Влияние ТГК на распознающую память у самок мышей DISC1 было менее выраженным, чем у самцов мышей DISC1, поэтому исследователи решили сосредоточиться на самцах мышей для оставшихся экспериментов.
«Похоже, у женщин более стойкие когнитивные эффекты от курения марихуаны в подростковом возрасте, чем у мужчин, и это различие, которое мы не можем объяснить в настоящее время», - говорит Плетников.
Чтобы выяснить, какие именно клетки мозга могут нести большую ответственность за опосредование повреждения от ТГК, исследователи затем генетически сконструировали своих мышей таким образом, чтобы мутантный DISC1 включался только в нейронах, которые посылают электрические ответы и кодируют память, или только в астроцитах, «вспомогательных» клетках мозга, которые обеспечивают поддержку и защиту нейронов.
Затем они подвергли обе группы мышей воздействию ТГК в подростковом возрасте, как и раньше (три недели подряд, затем перерыв на три недели), и снова провели те же тесты на опознавательную память. Они обнаружили, что только когда в астроцитах включался мутантный DISC1, у мышей возникали когнитивные проблемы.
Затем, чтобы увидеть, что неисправный DISC1 сделал в этих астроцитах для ухудшения когнитивных проблем, вызванных марихуаной, исследователи посмотрели, какие гены стали более или менее активными в мозге мышей с мутантным DISC1 после воздействия ТГК. по сравнению с мышами DISC1 без воздействия ТГК или контрольными мышами, подвергшимися воздействию ТГК. Они идентифицировали 56 генов, связанных с воспалением, которые были специфически активированы в мозге мышей с мутацией DISC1, подвергшихся воздействию ТГК.
Чтобы увидеть, может ли подавление воспаления мозга предотвратить проблемы с памятью у мышей с мутацией DISC1, подвергшихся воздействию ТГК, исследователи использовали противовоспалительные препараты.
Подростковым мутантным мышам DISC1 давали противовоспалительный препарат NS398 за 30 минут до ежедневных инъекций ТГК. По словам Плетникова, когда мыши были старше и тестировались, у них не было проблем с памятью в когнитивных тестах.
«Если наши результаты окажутся применимыми к людям, они предполагают, что мы могли бы разработать более безопасные противовоспалительные методы лечения для предотвращения долгосрочных последствий употребления марихуаны», - говорит Плетников. Камия добавляет, что возможность выявлять тех, кто восприимчив, и предотвращать их от употребления марихуаны - еще один способ защитить память подростков.
Что касается будущей работы, лаборатории Плетникова и Камия сотрудничают, чтобы расширить эти исследования с другими моделями животных, чтобы определить, как различные генетические уязвимости могут играть роль в воздействии марихуаны на развивающийся мозг.