Závislost na alkoholu manipuluje s vytvářením vzpomínek

Jednou z mnoha výzev v boji se závislosti na alkoholu či jiných látkách je riziko, že se závislost na alkoholu vrátí zpět. A to navzdory již dosaženému pokroku směrem k zotavení. Dokonce i tak otravná stvoření, jakými jsou ovocné mušky, mají slabost pro alkohol. A vzhledem k tomu, že molekulární signály zapojené do tvorby příjemných a nepříjemných vzpomínek jsou takřka stejné jako u lidí, představuje tento hmyz ideální studijní model.

Nová studie těchto mušek zjistila, že alkohol se zmocňuje utváření zmíněných paměťových drah. Mění specifické proteiny v neuronech a dává vzniknout touze. Stačí pár skleniček navečer a utváření vzpomínek se od základu změní na molekulární úrovni.

Vědci svá zjištění uveřejnili v úterý 25. října 2018 v časopise Neuron.

Karla Kaun, docentka neurovědy na Brownově univerzitě a vedoucí autorka studie pracovala s týmem vysokoškolských studentů, techniků a postgraduálních výzkumníků. Jejím cílem bylo rozluštění molekulárních signálních drah a změn v expresích genů zapojených do utváření a udržování vzpomínek spojených s odměnou.

„Jednou z věcí, které jsem chtěla porozumět bylo, proč drogy způsobující závislost vytvářejí vzpomínky na odměnu, když jsou to vlastně neurotoxiny,“ říká Kaun, která externě spolupracuje také s Carneyho neurovědeckým institutem při Brownově univerzitě. „Všechny drogy způsobující závislost – alkohol, opiáty, kokain, metamfetamin – mají neblahé vedlejší účinky. Lidem je po nich nevolno a mají kocovinu. Takže proč nám připadají tak super? Proč si v souvislosti s nimi pamatujeme jen na to hezké a ne to zlé? Můj tým se pokouší na molekulární úrovni porozumět tomu, jak drogy způsobující závislost ovlivňují vzpomínky a proč vyvolávají touhu.

Jakmile vědci porozumí tomu, které molekuly se mění při utváření touhy, mohou se zabývat způsobem, jak pomoci zotavujícím se alkoholikům a dalším závislým například snížením intenzity vzpomínek spojených s touhou nebo doby, po kterou jsou takové vzpomínky uchovávány.

Molekulární manipulace

Ovocné mušky mají pouze 100 000 neuronů, zatímco lidé jich mají více než 100 miliard. Díky muškám máme tedy k dispozici menší měřítko. Generace vědců před námi navíc vyvinuly genetické nástroje určené k manipulování aktivitou neuronů dotčených okruhů na molekulární úrovni. Ovocné mušky jsou pro nás tím pádem dokonalým modelovým organismem k práci s geny a molekulárními signálními dráhami zapojenými do příjemných vzpomínek na alkohol, říká Kaun.

Tým pod vedením postgraduální výzkumnice Emily Petrucelli, která je nyní docentkou s vlastní laboratoří na Univerzitě v Jižní Illinois, využívá tým genetické nástroje k tomu, aby selektivně vypínal klíčové geny, zatímco učí mušky, kde najít alkohol. To jim umožňuje odhalit proteiny, které jsou zodpovědné za chování spojené s vyhledáváním odměny.

Výzkumníci tak přišli na to, že jeden z proteinů zodpovědný za to, že mušky holdují alkoholu je Notch. Notch je první kostkou „domina“ na signální dráze zapojené do vývoje embrya, mozku a mozkových funkcí u dospělých lidí i všech ostatních zvířat. Molekulární signalizační dráhy se takové dominové kaskádě podobají. Když první kostka spadne – v našem případě když se aktivuje první molekula, spustí tím další. Ta spustí další a tak dále.

Závislost na alkoholu způsobuje specifický gen

Jednou z těchto dominových kostek dále v kaskádě signální dráhy ovlivňované alkoholem je gen zvaný dopamin-2-like receptor, který vytváří na neuronech protein rozpoznávající dopamin, neuropřenašeč „dobré nálady“.

„Dopamin-2-like receptor je zapojen do procesu kódování toho, zda je vzpomínka příjemná nebo nepříjemná,“ říká Petruccelli. Alkohol se těchto uchovaných paměťových drah zmocňuje, aby je přeměnil na touhu.

V případě zkoumaných alkoholových drah spojených s odměnou signalizační kaskáda nevypínala a nezapínala gen dopaminového receptoru, ani nezvyšovala či nesnižovala množství utvářeného proteinu, říká Kaunová. Měla mnohem méně patrný vliv. Měnila verzi proteinu vyráběného jednoduchým aminokyselinovým „písmenkem“ v důležité oblasti.

„Neznáme biologické dopady této malé změny, ale jedním z důležitých zjištění této studie je, že vědci se musejí dívat nejen na to, které geny se vypínají a zapínají, ale také na to, které formy každého z genů se mohou vypnout a zapnout,“ říká Kaunová. „Myslíme si, že naše výsledky lze s velkou pravděpodobností vztáhnout na další formy závislosti. Nikdo to však dosud neprověřoval.

Tým pokračuje v práci zkoumáním dopadů opiátů na stejné uchované molekulární dráhy. Kaunová navíc spolupracuje s Johnem McGearym, docentem psychiatrie a lidského chování na Brownově univerzitě. Společně zkoumají DNA vzorky pacientů, které ohrožuje závislost na alkoholu. A hledají genetický polymorfismus v genech spojených s touhou, objevených u mušek.

„Pokud stejný mechanismus funguje i u lidí, pak k aktivaci zmíněné dráhy stačí jedna sklenka vína. Návrat k normálu pak nastává během hodiny,“ říká Kaun. Po třech sklenkách s hodinovým odstupem se dráha vrací do normálu až po 24 hodinách. Máme za to, že tato prodloužená doba před návratem k normálu je tím, co mění genovou expresi v paměťových okruzích.

„Mějte to na paměti, až si příště s někým otevřete láhev vína,“ dodává. (zdroj: technologynetworks.com)