Кокаин образует новые синапсы в мозге посредством астроцитов

Кокаин вызывает сильное привыкание, создавая устойчивые клеточные воспоминания в мозге, которые способствуют компульсивному – периодически возникающему навязчивому – поведению. Исследователи попытались понять процесс формирования клеточных основ «наркотических воспоминаний», в надежде разрушить их и использовать это как потенциальное лечение расстройства, связанного с употреблением психоактивных веществ (SUD). Новое исследование показывает, что употребление кокаина у мышей приводит к образованию новых синапсов при посредстве астроцитов. Статья американских ученых опубликована в журнале Biological Psychiatry.

Ян Донг, профессор нейробиологии Университета Питтсбурга (Питтсбург, Пенсильвания, США) и старший автор исследования, так объяснил суть исследования: «Мы демонстрируем, что астроциты реагируют на кокаин, способствуя образованию новых синапсов».

Как и многие клеточные ассоциации в головном мозге, эти синаптические связи, вызванные наркотиками, не являются осознанными воспоминаниями. Они, скорее, изменяют структуру мозга, которая в данном случае способствует развитию зависимости.

«Воспоминания, связанные с наркотиками, могут быть чрезвычайно долговечными и часто провоцируют рецидив зависимого поведения даже после длительного воздержания», – говорит Донг. 

Джон Кристал, доктор медицины, редактор журнала «Биологическая психиатрия», сказал об исследовании: «Мы часто думаем о реакции на кокаин как о чисто нейронной. Тем не менее, здесь мы видим, что якобы чисто поддерживающие клетки, называемые астроцитами, играют решающую роль в длительном эффекте многократного воздействия кокаина». 

Используя мультидисциплинарные подходы, включая кальциевую визуализацию активности астроцитов, генно-модифицированные линии мышей, вирусно-опосредованный перенос генов и оперантные поведенческие процедуры, исследователи отслеживали реакцию астроцитов на введение кокаина и исследовали роль астроцитарного сигналинга при кокаиновой зависимости.

Чтобы исследовать формирование синапсов, ученые создали трансгенных мышей. На этих мышах они смогли визуализировать кальциевые сигналы, которые астроциты(глиальные клетки) используют для связи с другими клетками. Исследователи сосредоточились на прилежащем ядре, группе нейронов в вентральной части полосатого тела, области в глубине мозга, связанной с вознаграждением, обучением и зависимостью. Данные показали, что передача сигналов в астроцитах необходима для индуцированного кокаином образования синапсов.

Затем команда провела эксперименты, в которых крысы самостоятельно принимали кокаин. Когда исследователи заблокировали образование синапсов, крысы перестали искать кокаин после «отлучения» их от наркотиков, как это делали контрольные крысы.

«Таким образом, эти новые синапсы могут составлять уникальный набор нейронных субстратов, участвующих в воспоминаниях, связанных с кокаином, – сказал доктор Донг.– Наши результаты предоставляют неожиданные, но конкретные выводы: наличие синаптогенной передачи сигналов, опосредованную глией».  

Исследователи предположили, что образованием новых синапсов можно манипулировать для получения потенциальной терапевтической пользы при расстройствах, связанных с употреблением психоактивных веществ. Новые результаты также стимулируют будущие исследования по изучению манипуляций на основе астроцитов для лечения наркотической зависимости.

DOI: 10.1016/j.biopsych.2020.08.012

Текст: Анна Цой | Источник: neuronovosti