Geny rzucają więcej światła na zaburzenia depresyjne
Dysfunkcje układu limbicznego mogą powodować zmniejszone odczuwanie przyjemności, co prowadzi do dysfunkcji układu nagrody, a w efekcie nawet do uzależnienia od jedzenia, alkoholu i innych używek. Ufundowany ze środków UE projekt OPTO-REW (Optogenetic investigation of GABAergic interneurons in the limbic system during reward and addiction) przyglądał się połączeniom i komunikacji komórek nerwowych w tym obszarze mózgu. Wiedza na temat biochemicznych podstaw zachowań związanych z nagrodą mogłaby pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia chorób neuropsychiatrycznych. W badaniu wykorzystano optogenetykę i mysie modele genetyczne, koncentrując się na lokalnych interneuronach hamujących, w których dochodzi do ekspresji genu parwalbuminy i somatostatyny. Neurony z ekspresją genu parwalbuminy szybko odpowiadają na pobudzenie, co powoduje szybką aktywację neuronu oraz równie szybką reakcję i powrót do stanu sprzed aktywacji. Natomiast próg aktywacji komórek nerwowych somatostatyny jest niski. Naukowcy ustalali funkcję każdego rodzaju neuronu, wykorzystując znaczniki w mysich modelach modyfikowanych genetycznie w połączeniu z zachowaniem myszy podczas czuwania. Zastosowanie technik optogenetycznych powodowało, że białka reagujące na światło, takie jak opsyna ChR2, która otwiera się przy oddziaływaniu na nią światłem niebieskim i zamyka, kiedy światło zmienia się na zielone lub żółte, rozświetlały się co milisekundę w trakcie aktywacji neuronów. Manipulacje w obrębie interneuronów GABA układu limbicznego pozwoliły na ustalenie związku pomiędzy nagrodą a uzależnieniem. W oparciu o modele genetyczne, jak i same neurony, naukowcy przyglądali się roli dopaminy i serotoniny — substancji chemicznych układu nagrody i zadowolenia, w trakcie transmisji impulsów nerwowych. Zastosowanie optogenetyki i elektrofizjologii w badaniu OPTO-REW umożliwiło rozpoznanie celów hamującego działania komórek z ekspresją genu parwalbuminy (PV+). Ustalono, że komórki te hamują większość populacji komórek nerwowych poza interneuronami z ekspresją genu somatostatyny (SOM+). Wyniki tych badań opublikowano w Journal of Neuroscience w styczniu 2013 roku. Dzięki badaniu OPTO-REW, naukowcy mogą aktywować i wyciszać interneurony PV+ i SOM+ prążkowia — krytycznej części układu nagrody. Wyniki mogłyby doprowadzić do odkrycia ich roli funkcjonalnej podczas kodowania bodźców związanych z nagrodą oraz uczenia się nowych nawyków. Rezultaty badań prowadzonych w ramach projektu w sposób dosłowny rzucają światło na funkcję poszczególnych klas neuronów i ich specyficznych receptorów. Będą one podstawą do opracowania nowych, racjonalnych terapii farmakologicznych celowanych w układ limbiczny.
Słowa kluczowe
Uzależnienie, układ limbiczny, optogenetyka, parwalbumina, somatostatyna
