Ученые из Университета Британской Колумбии генетически сконструировали мышь, которая не пристрастилась к кокаину, что доказывает, что привычное употребление наркотиков является скорее вопросом генетики и биохимии, чем просто недальновидностью.
Мыши, которых они создали, имели более высокий уровень белка под названием кадгерин, который помогает связывать клетки вместе. В головном мозге кадгерин помогает укрепить синапсы между нейронами - промежутки, через которые должны пройти электрические импульсы, чтобы вызвать любое действие или функцию, контролируемую мозгом, будь то дыхание, ходьба, изучение новой задачи или вызов воспоминаний.
Обучение, в том числе изучение удовольствия, вызываемого стимулирующим наркотиком, требует укрепления определенных синапсов. Итак, Шерназ Бамджи, профессор кафедры клеточных и физиологических наук, считает, что дополнительное количество кадгерина в цепи вознаграждения сделает их мышей более склонными к кокаиновой зависимости..
Но она и ее сотрудники обнаружили обратное, как они объясняют в статье, опубликованной сегодня в Nature Neuroscience.
Доктор. Бамджи и ее сотрудники вводили кокаин мышам в течение нескольких дней и сразу же помещали в четко оформленное отделение в трехкомнатной клетке, чтобы они связали наркотик с этим отделением. После нескольких дней приема кокаина таким образом мышей помещали в клетку и позволяли проводить время в любых отсеках, которые они предпочитали. Нормальные мыши почти всегда тяготели к компартменту, связанному с кокаином, в то время как мыши с дополнительным кадгерином проводили там вдвое меньше времени, что указывает на то, что у этих мышей не сформировались сильные воспоминания о наркотике.
Чтобы понять этот неожиданный результат, доктор Бамджи и ее коллеги из Института наук о жизни UBC проанализировали мозговую ткань генетически модифицированных мышей.
Они обнаружили, что дополнительный кадгерин препятствует миграции нейрохимического рецептора из внутренней части клетки на синаптическую мембрану. Без этого рецептора нейрону трудно получить сигнал от соседних нейронов. Таким образом, синапсы не укрепляются, а приятные воспоминания не «прилипают».
«С помощью генной инженерии мы жестко закрепили синапсы в цепях вознаграждения этих мышей», - говорит аспирант Андреа Глоба, соавтор с бывшим аспирантом Ферджилом Миллсом. «Предотвратив усиление синапсов, мы помешали мутировавшим мышам «обучиться» запоминанию кокаина и тем самым предотвратили их зависимость».
Их открытие дает объяснение предыдущим исследованиям, показывающим, что люди с проблемами употребления психоактивных веществ, как правило, имеют больше генетических мутаций, связанных с кадгерином и клеточной адгезией. Поскольку исследования, подобные этому, проливают свет на биохимические основы зависимости, это может привести к большей уверенности в прогнозировании того, кто более уязвим для злоупотребления наркотиками, и позволит людям действовать на основе этих знаний..
К сожалению, поиск способа увеличения количества кадгерина для борьбы с зависимостью у людей чреват ловушками. Во многих случаях важно укреплять синапсы - даже в цепи вознаграждения мозга.
«Для нормального обучения нам необходимо иметь возможность как ослаблять, так и укреплять синапсы», - говорит доктор Бамджи. «Эта пластичность позволяет обрезать одни нервные пути и формировать другие, позволяя мозгу адаптироваться и учиться. В идеале нам нужно найти молекулу, которая блокирует формирование памяти о наркотиках, но не мешает запоминанию важных вещей».