Вчені виявили прихований «перемикач» у мозку

Вчені визначили мозковий ланцюг, активація якого знижує тривожність без погіршення пам’яті. Використовуючи світлочутливі препарати, дослідники ідентифікували перспективний нейронний шлях, який може призвести до розробки ефективніших і безпечніших методів лікування тривожних розладів.

Дослідження мозкових ланцюгів для лікування тривожності

Дослідники з Медичного коледжу Вейл Корнелла ідентифікували специфічний мозковий ланцюг, пригнічення якого знижує тривожність без помітних побічних ефектів – принаймні в доклінічних моделях. Їхнє відкриття може стати основою для нових підходів до лікування тривожних розладів і пропонує ширшу стратегію дослідження впливу лікарських засобів на мозок за допомогою фотофармакології.

Дослідження, опубліковане 28 січня в науковому журналі Neuron, вивчало, як експериментальні препарати взаємодіють із рецептором мозкових клітин, відомим як метаботропний глутаматний рецептор 2 (mGluR2). Хоча ці рецептори містяться в багатьох мозкових ланцюгах, вчені з’ясували, що їх активація в певному шляху, що веде до мигдалеподібного тіла (амигдали) – зони, відповідальної за обробку емоцій – значно зменшує тривожну поведінку без шкідливих побічних ефектів. Це важливий прорив, оскільки багато сучасних препаратів від тривожності можуть спричиняти когнітивні порушення та інші небажані наслідки.

Новий напрямок у розробці ліків

«Наші результати вказують на нову важливу мішень для лікування тривожних розладів і демонструють, що наш підхід на основі фотофармакології має широкий потенціал як метод точного визначення механізму дії лікарських засобів у мозку», – зазначив провідний автор дослідження, доктор Джошуа Левітц, доцент кафедри біохімії Медичного коледжу Вейл Корнелла.

Першими співавторами дослідження є доктори Германи Мунгуба та Іпсіт Шрівастава, колишній і нинішній постдокторанти в лабораторії Левітца, а також доктор Ванесса Гутцайт, яка на момент дослідження була аспіранткою в цій же лабораторії.

Активація mGluR2 – своєрідного «регулятора», який знижує синаптичну передачу сигналів у нейронах, – у попередніх дослідженнях демонструвала анксіолітичні (тривожність-зменшуючі) ефекти. Однак розробка цього класу препаратів була ускладнена через потенційні побічні ефекти. Оскільки рецептори mGluR2 містяться в різних мозкових ланцюгах, препарати, що на них впливають, можуть також активувати інші схожі рецептори, підвищуючи ризик небажаних наслідків.

Картографування мозкових ланцюгів тривожності

У новому дослідженні команда Левітца використала нові інструменти для аналізу специфічних мозкових ланцюгів, на які впливають препарати. Спочатку вони підтвердили, що базолатеральна частина мигдалеподібного тіла (BLA) є основним місцем, де активація mGluR2 спричиняє анксіолітичний ефект. Використовуючи генетичні методи та спеціальний вірус-трасер, який здатен рухатися «вгору» по нервових волокнах, вони ізолювали два конкретні нервові ланцюги, що закінчуються в BLA, мають високий рівень mGluR2 і при активації викликають ознаки тривожності у мишей.

Потім вони застосували фотофармакологічну техніку, яку доктор Левітц розробив ще під час аспірантури у 2010-х роках. Цей метод використовує маленькі молекули, прив’язані до mGluR2, які можна активувати у будь-якому конкретному мозковому ланцюзі за допомогою світла певного кольору.

Вибір правильного шляху для зниження тривожності

У першому дослідженому ланцюгу, що проходить від вентромедіальної префронтальної кори до BLA, активація mGluR2 зменшувала ознаки тривожності, такі як уникнення відкритих просторів (що є класичною ознакою тривоги у мишей). Однак разом із цим спостерігалося погіршення пам’яті – небажаний побічний ефект.

«Ці когнітивні порушення можуть пояснювати, чому типові препарати від тривожності спричиняють проблеми з пам’яттю», – зазначив доктор Левітц.

На відміну від цього, у другому ланцюгу, який проходить від острівцевої кори (відповідальної за інтеграцію сенсорної та внутрішньої інформації про стан тіла) до BLA, активація mGluR2 також знижувала тривожність, але цього разу без жодних помітних порушень пам’яті. Миші, у яких активували цей шлях, демонстрували нормальну соціальну поведінку та покращений апетит. Це відкриття свідчить про те, що саме острівцева кора-BLA шлях може бути перспективною мішенню для нових препаратів, які зменшують тривожність без побічних когнітивних ефектів.

Майбутнє досліджень у лікуванні тривожності

«Наступним кроком буде пошук способу вибіркової активації саме цього ланцюга – тобто не через mGluR2, адже цей рецептор міститься у багатьох ділянках мозку», – зазначив доктор Левітц.

Він та його колеги зараз працюють над цією метою, а також застосовують свою нову методику картографування мозкових ланцюгів для вивчення інших класів препаратів, включаючи опіоїди та антидепресанти.