חוקרים מאוניברסיטת הר סיני ורוקפלר גילו כיצד קוקאין ומורפיום משבשים תהליכים מוחיים הקשורים לתגמול טבעי, ומציעים תובנות חדשות לגבי התמכרות וטיפולים פוטנציאליים.
חוקרי הר סיני, בשיתוף עם מדענים מאוניברסיטת רוקפלר, גילו כיצד קוקאין ומורפיום חוטפים את מערכות התגמול הטבעיות של המוח. המחקר שלהם, שפורסם בכתב העת מַדָע ב-18 באפריל, מספק תובנות חדשות על המנגנונים העצביים של המוח המעורבים בהתמכרות לסמים. פריצת דרך זו עשויה לשפר מחקר בסיסי, שיטות קליניות ופיתוח של טיפולים פוטנציאליים להתמכרות.
"בעוד שתחום זה נחקר במשך עשרות שנים, המחקר שלנו הוא הראשון שהוכיח שפסיכוסטימולנטים ואופיואידים מעורבים ומשנים את תפקודם של אותם תאי מוח שאחראים על עיבוד התגמולים הטבעיים", מסביר הסופר הבכיר אריק ג'יי נסטלר, MD, PhD , פרופסור משפחת נאש למדעי המוח, מנהל מכון המוח של פרידמן ודיקן לעניינים אקדמיים של בית הספר לרפואה איכאן בהר סיני, ומנהל מדעי ראשי של מערכת הבריאות הר סיני. "ממצאים אלו מספקים הסבר לאופן שבו תרופות אלו יכולות להפריע לתפקוד תקין של המוח וכיצד ההפרעה הזו מתעצמת עם החשיפה הגוברת לתרופות, ובסופו של דבר לנתב מחדש התנהגות כפייתית כלפי סמים – סימן היכר של פתולוגיית התמכרות."
המחקר התמקד בזיהוי מנגנונים מתכנסים של התמכרות במודלים של עכברים על פני שתי סוגים שונים של סמים: קוקאין, חומר פסיכוממריץ, ומורפיום, אופיואיד. עבודה פורצת דרך זו הצריכה איחוד של צוות בינתחומי ביותר, שאורגן על ידי ד"ר נסטלר ומשתף פעולה ותיק ג'פרי מ. פרידמן, MD, PhD, מרילין מ. סימפסון פרופסור באוניברסיטת רוקפלר, חוקר המכון הרפואי הווארד יוז, וכן מחבר בכיר שותף של המחקר.
בין חבריה היו שני ביופיזיקאים: אליפאשה וזירי, דוקטורט, פרופסור למדעי המוח והתנהגות באוניברסיטת רוקפלר ומחבר בכיר של המחקר, וטוביאס נובאואר, דוקטור, עוזר פרופסור למחקר באוניברסיטת רוקפלר ומחבר ראשון. של המחקר. בשיתוף פעולה הדוק, הצוות השתמש בחבילה של כלים ומתודולוגיות מתקדמים המתפרשים על פני תחומים התנהגותיים, מעגליים, סלולריים ומולקולריים של מדעי המוח.
ממצאים על תגובת תאי מוח
באמצעות מאמצים חדשניים אלה, החוקרים הצליחו לעקוב אחר האופן שבו נוירונים בודדים באזור המוח הקדמי הנקרא גרעין האקומבנס מגיבים לתגמולים טבעיים כמו מזון ומים, כמו גם לחשיפה חריפה וחוזרת לקוקאין ולמורפיום באופן ספציפי לסוג תא. . הם גילו אוכלוסייה חופפת במידה רבה של תאים המגיבים הן לסמים ממכרים והן לתגמולים טבעיים, והדגימו כי חשיפה חוזרת לתרופות משבשת בהדרגה את יכולת התאים לתפקד כרגיל, וכתוצאה מכך התנהגות מופנית לחיפוש סמים והרחק מתגמול טבעי. .
קמפוס בית החולים הר סיני. קרדיט: מערכת הבריאות הר סיני
"על ידי מעקב אחר תאים אלה, אנו מראים שלא רק תאים דומים מופעלים בשיעורי תגמול, אלא גם שקוקאין ומורפיום מעוררים בתחילה תגובות חזקות יותר ממזון או מים, וזה למעשה מתעצם עם החשיפה הגוברת", מציין המחבר הראשון, קיילב בראון. , PhD, מדריך לשעבר במעבדתו של ד"ר נסטלר, שכיום מדען במכון לחקר בריאות הנפש של משפחת קמפבל במרכז להתמכרות ובריאות הנפש (CAMH) בטורונטו. "לאחר גמילה מהתרופות, אותם תאים מציגים תגובות לא מאורגנות לתגמולים טבעיים באופן שעשוי להידמות לכמה מהמצבים הרגשיים השליליים שנראים בגמילה בהפרעת שימוש בחומרים."
יעדים טיפוליים פוטנציאליים ומחקר עתידי
יתרה מכך, צוות המחקר זיהה מסלול איתות תוך תאי מבוסס היטב – mTORC1 – שמקל על הפרעה בעיבוד התגמול הטבעי על ידי התרופות. כחלק מהגילוי הזה, החוקרים מצאו גן (רב) המקודד מפעיל של מסלול mTORC1 שעשוי לתווך את הקשר הזה, פוטנציאלי לספק יעד טיפולי חדש לגילוי עתידי בתחום הרפואה שמציע כיום מעט טיפולים יעילים.
לשם כך, צוות המחקר מתכנן לחפור עמוק יותר בביולוגיה התאית שמאחורי מדעי המוח של ההתמכרות כדי לאפיין טוב יותר מסלולים מולקולריים שיכולים להיות קריטיים למחקר בסיסי ובסופו של דבר, לתרגול קליני.
"באמצעות העבודה שלנו, הקמנו גם מערך נתונים של ציון דרך המשלב הפעלה עצבית מוחית הנגרמת על ידי תרופות עם מיפוי מעגלים של קלט מהגרעין, שעשוי להיות שימושי לקהילה המדעית הרחבה המבצעת מחקר על הפרעות שימוש בחומרים", אומר ביון טאן , שותף ראשון נוסף של המחקר, וסטודנט לתואר שני במעבדתו של ד"ר פרידמן.
"אנחנו יודעים כבר עשרות שנים שתגמול טבעי, כמו אוכל ותרופות ממכרות, יכולים להפעיל את אותו אזור מוחי", אומר ד"ר פרידמן. "אבל מה שלמדנו זה עתה הוא שהם משפיעים על הפעילות העצבית בדרכים שונות להפליא. אחת האפשרויות הגדולות כאן היא שלתרופות ממכרות יש השפעות פתולוגיות על המסלולים העצביים האלה, הנבדלות, למשל, מהתגובה הפיזיולוגית לאכילת ארוחה כשאתה רעב או לשתות כוס מים כשאתה צמא".
"חלק עיקרי מהמחקר המתמשך שלנו יופנה להגדרת האופן שבו זרימת המידע הרב-מודאלי משולבת בחישובי ערך בתאי המוח וכיצד המנגנון המכריע הזה מאפשר לתרופות לעקוף את עיבוד התגמולים הטבעיים, מה שמוביל להתמכרות", אומר ד"ר. נסטלר.
מחקר זה נתמך על ידי המכון הלאומי לשימוש בסמים והמכון הלאומי להפרעות עצביות ושבץ, שניהם חלק מהמחקר המכונים הלאומיים לבריאות תחת מספרי הפרס P01DA047233, R01DA014133, 5U01NS115530, 1RF1NS110501 ו-1RF1NS113251.
