По данным Комиссии судебно-медицинских экспертов Флориды, смертность от передозировки кокаином находится на самом высоком уровне в штате с 2007 года. С 2012 по 2015 год количество смертей от кокаина во Флориде увеличилось с 1318 до 1834 смертей.
Только фентанил, мощное синтетическое болеутоляющее, превзошел смертность от передозировки кокаина во Флориде. На национальном уровне более 1 из 3 обращений в отделения неотложной помощи, употребляющих наркотики или связанных с злоупотреблением (40 процентов), были связаны с употреблением кокаина.
Этот психостимулятор, вызывающий сильную зависимость, вызывает сложные молекулярные, клеточные и поведенческие реакции. Несмотря на различные подходы и годы доклинических исследований, эффективных, основанных на механизмах методов лечения, помогающих справиться со злоупотреблением кокаином и зависимостью, по-прежнему остро не хватает.Группа нейробиологов во главе с Рэнди Д. Блейкли, доктором философии, исполнительным директором Института мозга Атлантического университета Флориды и профессором биомедицинских наук Медицинского колледжа Чарльза Э. Шмидта при FAU, извлекла выгоду из уникального штамма генетически модифицированного или «дизайнерские» мыши, чтобы разглядеть ключевые особенности сложных действий кокаина.
Их результаты, опубликованные в текущем выпуске British Journal of Pharmacology, подтверждают давние подозрения, что химический серотонин в мозге, молекула, обычно связанная с настроением, аппетитом и либидо, вносит прямой вклад в действие кокаина.Хотя многие знают, что повышение уровня химического дофамина в мозге играет решающую роль в способности кокаина вызывать «кайф» — чувства, запускающие спираль зависимости, — действия кокаина намного сложнее.
Например, кокаин также может повышать уровень серотонина в мельчайших пространствах вокруг синапсов мозга, блокируя переносчик серотонина, «нановакуумный пылесос», который обычно сбрасывает серотонин, чтобы ограничить его действие. Кроме того, препараты, способные блокировать серотониновые рецепторы, могут мешать определенным компонентам действия кокаина. Однако, поскольку вклад дофамина в действие кокаина настолько велик, лаборатории не смогли однозначно установить, насколько действие кокаина зависит от серотонина и где в мозге сигнал серотонина вносит наибольший вклад.
Мышь спешит на помощь. Собственно, сначала прилетим на помощь.
«Несколько лет назад мы обнаружили, что переносчик серотонина, экспрессируемый в мозге плодовых мушек, слабо подавляется кокаином», — сказал Блейкли. «Мы проследили эту пониженную чувствительность к одной аминокислотной разнице между более чем 600 аминокислотами, которые составляют переносчики серотонина мух и млекопитающих».Когда команда Блейкли соединила последовательность ДНК, кодирующую релевантную аминокислоту мухи, с геном переносчика серотонина мыши, мыши создали переносчик, который был в 80 раз менее чувствителен к кокаину, позволяя транспортеру функционировать совершенно нормально. Блейкли, который более 25 лет назад клонировал ген, создающий переносчик серотонина, затем решил изучить, какие действия кокаина сохраняются у мышей, а что изменилось.
Команда Блейкли, возглавляемая докторантом Линдой Симмлер, доктором философии, обнаружила, что стимулирующее действие кокаина сохранялось у генетически модифицированных мышей, что согласуется с этими действиями, вызванными повышением уровня дофамина. Интересно, однако, что кокаин заставлял мышей больше перемещаться по периметру испытательных камер, а не пересекать ярко освещенный центр камеры, как это делают нормальные животные, принимающие наркотик.
Ученые часто интерпретируют эту активность по объему периметра, известную как тигмотаксис, как признак беспокойства, предполагая, что нормальный рост серотонина может положительно сказаться на «приятной» природе препарата, хотя Блейкли предупреждает, что другие объяснения правдоподобны. Действительно, когда мышам-мутантам постоянно вводили кокаин, они фактически проводили больше времени в той стороне камеры, куда доставляли кокаин.«Эти результаты подтверждают идею о том, что передача сигналов серотонина в долгосрочной перспективе может снизить способность мозга связывать действия кокаина с сигналами окружающей среды», — сказал Блейкли.
Затем в нейроанатомических исследованиях команда Блейкли количественно определила белки, уровни которых изменяются с активацией нейронов, чтобы идентифицировать определенные области мозга, которые могут поддерживать серотонин-зависимые действия кокаина, и в результате выяснилось, что роль серотонина в действии кокаина выражена в определенных областях мозга. подобные области лобной коры связаны с тормозными механизмами контроля, но менее важны в других областях. Наконец, команда определила сеть генов в этих регионах, которые демонстрируют изменения в экспрессии при отсутствии нормального повышения уровня серотонина, и эти изменения зависели от того, как долго вводился препарат.«Ученые теперь могут ясно видеть детали того, как мозг использует серотонин не только для регулирования настроения, но и для управления как быстрыми, так и долгосрочными изменениями в мозге.
Мы подозреваем, что эти изменения могут способствовать модификациям мозга, которые в конечном итоге заманивают пользователей в ловушку. состояние зависимости », — сказал Блейкли. «Разработка эффективных стратегий лечения требует целостного понимания действия лекарств, и теперь мы можем гораздо яснее увидеть серотониновую сторону действия кокаина. Мы надеемся, что наши результаты будут стимулировать исследования в области терапии на основе серотонина для лечения зависимости как нового метода лечения. отчаянно нужны ".