МикроРНК спасает от кокаиновой зависимости

Кокаин отличается от тяжелых наркотиков тем, что сравнительно небольшая доля (около 15%) употребляющих его теряют контроль и попадают в непреодолимую наркотическую зависимость именно от него, говорят ученые из Исследовательского института Скриппса (Scripps Research Institute) во Флориде. То, что потребители кокаина быстро переходят на героин, -- другой вопрос, который тесно связан с механизмом формирования этой зависимости. И здесь как раз единства нет, а существуют две противоположные точки зрения. Одни считают, что по мере употребления кокаина повышается чувствительность мозга к его эффекту и, следовательно, растет стремление его принимать, а другие полагают, что чувствительность, наоборот, снижается, поэтому и требуется все большая доза. В экспериментах на крысах Пол Кенни (Paul Kenny) и его коллеги попытались разобраться в этом и найти ключевое звено кокаиновой зависимости.

Сначала еда, потом наркотик

Участвующих в эксперименте лабораторных крыс ученые прооперировали: под наркозом им вживили катетер в яремную вену. Перед тем как подсадить крыс на кокаин, их обучили нажатием на рычаг добывать пищу. Это так называемый оперантный условный рефлекс, который исследователи применяют с самыми разными целями. На следующем этапе, нажимая на тот же самый рычаг, крысы вводили себе в вену гидрохлорид кокаина в физиологическом растворе. За одно нажатие они получали дозу кокаина в 0,5 мг/кг.

После того как крыс обучили самовведению кокаина (они очень быстро осваивают этот навык), их разделили на две группы. Первой давали ограниченный доступ к кокаиновому рычагу – один час в день, другой позволили принимать наркотик продолжительное время – шесть часов в день. После недельной наркотической сессии крысы с ограниченным доступом к кокаину не изменили своего поведения, а крысы с продолжительным доступом в конце недели нажимали на рычаг в 1,75 раза чаще, чем вначале, получая, соответственно, больше наркотика. Их поведение было похоже на поведение наркомана, которому требуется все большая и большая доза.

Маленькая, но очень вредная молекула

В мозге крыс ученые анализировали спинную часть полосатого тела – зону, как было показано ранее, связанную с влечением к кокаину. В ней они изучили содержание 28 микроРНК. Эти короткие молекулы, состоящие всего из 21-23 нуклеотидов, не кодируют белки, а регулируют работу генов. Они вмешиваются в синтез белка тем, что разрушают матричную РНК или затрудняют ее трансляцию. Последнее время микроРНК привлекают большое внимание, их связывают с различными психическими болезнями, но никто до сих пор не изучал их роль в формировании зависимостей.

Биологи обнаружили, что в полосатом теле крыс, которые самостоятельно вводили себе кокаин шесть часов в день, по сравнению с контрольной группой, которая получала ограниченный (один час) доступ к наркотику, достоверно повысилось содержание одной из изученных микроРНК -- miR-212.

Тогда нейрофизиологи изучили обратную зависимость -- ввели в полосатое тело избыточное количество miR-212 при помощи вирусного вектора. Для этого прямо в данную область мозга сделали инъекцию лентивируса, несущего генную конструкцию. И продолжили опыты с кокаином.

МикроРНК снизила наркотическое влечение

У крыс с ограниченным доступом к наркотику ничего не изменилось. А вот крысы с продолжительным доступом на фоне избыточного количества miR-212 стали вводить себе меньше кокаина, чем раньше. Через неделю экспериментов они примерно вдвое реже нажимали на кокаиновый рычаг, чем контрольные животные, а через две недели – втрое реже.

Этот эффект исчез, когда крысам ввели ингибитор miR-212, состоящий из антисмысловых нуклеотидов.

Мозговая защита

Избыток miR-212 в полосатом теле уменьшил потребность в кокаине у крыс, которые получали к нему продолжительный доступ. С другой стороны, их мозг и сам стал усиленно синтезировать эту молекулу. Ученые расценили это как неизвестный ранее адаптивный ответ: мозг словно защищается при помощи микроРНК. Очевидно, что без помощи извне эта защита недостаточна, так как контрольные крысы вводят себе больше кокаина, несмотря на синтез miR-212. А вот добавление ее привело к положительному эффекту.

Проведя дополнительные эксперименты, биологи выяснили, что miR-212 действует через сигнальные белки CREB и TORS. Поиск ее мишеней показал, что miR-212 делает невозможным синтез белков с примерно сотни матричных РНК в полосатом теле. Так по системе отрицательной обратной связи miR-212 контролирует потребление кокаина. Тем самым она предохраняет крыс, а стало быть, и человека, от формирования кокаиновой зависимости. Но так как люди все-таки подсаживаются на кокаин, очевидно, этой защиты не всем достаточно.

О роли маленькой молекулы во взаимоотношениях организма с кокаином ученые написали в журнале Nature.