Optogenetyka a leczenie uzależnień

Przebudzenie - 15.11.2020

Współczesny stan wiedzy pozwala odpowiedzieć na pytania o części mózgu, które odpowiadają za uzależnienia oraz wskazać konkretne neurotransmitery biorące udział w tym procesie. Ostatnie odkrycia udowadniają, że zmiany w neurotransmiterach wpływają na przebieg uzależnień. Czym jest optogenetyka i czy dzięki stosowaniu metody optogenetycznej możliwe jest bardziej skuteczne leczenie uzależnień?

Czym jest optogenetyka?

Optogenetyka to nowa technika badania układu nerwowego, która polega na kontrolowaniu aktywności określonej grupy neuronów za pomocą światła. Ta prężnie rozwijająca się dziedzina pozwala na badanie aktywności mózgu metodą, którą można uznać za mniej inwazyjną w porównaniu do głębokiej stymulacji mózgu. Odkryto, że występowanie światłoczułych białek umożliwia stymulację lub wyciszanie sygnałów w neuronach, które prowadzą do mózgu. W ten sposób powstała technika, która umożliwia wyleczyć światłem uzależnienie np. od alkoholu. Optogenetyka to technika, która w 2010 r. została uznana przez magazyn naukowy “Nature Methods” za Metodę Roku.

Historia optogenetyki

Przez wiele lat naukowcy zastanawiali się, jak zbadać określony fragment mózgu, nie naruszając innych części. Do kontroli pracy wykorzystywano techniki takie jak środki farmakologiczne czy symulację impulsami elektrycznymi, a w szczególności głęboką stymulację mózgu (ang. Deep Brain Stimulation, DBS). Ta tradycyjna metoda polegała na konieczności użycia stymulatora umieszczanego w mózgu, który przesyłał impulsy elektryczne do innych części w mózgu. Amerykańska instytucja rządowa FDA zezwoliła na korzystanie z tej metody tylko w przypadku trzech chorób: drżenia samoistnego, choroby Parkinsona i dystonii.

Możliwość, jaką jest wykorzystanie światła w terapii i leczeniu uzależnień to wynik sugestii Francisa Cricka, który w 1979 r. odkrył strukturę molekularną DNA, a w 1999 r. zaproponował, aby model posłużył do wykorzystywania światła w selektywnej kontroli nad neuronami. Wynikiem tego dokonania było opisanie w 2002 r. światłoczułych neuronów uzyskanych dzięki metodom inżynierii genetycznej. Był to początek techniki, którą nazwano optogenetyką.

Jak działa optogenetyka?

Optogenetyka polega na wprowadzeniu światłoczułych białek (opsyn) do neuronu. Ma to na celu uwalnianie pod wpływem światła neurotransmiterów. Dzięki temu naukowcy mogą stwierdzić, które neurony lub części mózgu odpowiadają za konkretne zachowania. Dla przypomnienia warto zaznaczyć, że neurotransmitery są związkami chemicznymi, które przenoszą sygnały pomiędzy neuronami dzięki synapsom.

Optogenetyka jest techniką dzięki której można badać różne zachowania, także te bardzo skomplikowane, takie jak zachowania związane z procesami uzależnienia od różnych substancji. Technika wniosła duży wkład w rozwój nauki, ponieważ umożliwiła szukanie odpowiedzi na pytanie o części mózgu odpowiedzialne za uzależnienia oraz procesy związane z powrotem do nałogów. Perspektywa powiązania realnych zachowań z konkretnymi neuronami pozwala na planowanie skutecznej terapii uzależnień, które będą skierowane w “naprawianie” neuronów odpowiedzialnych za patologiczne zachowania.

Dlaczego optogenetyka może wspomóc leczenie alkoholizmu?

Optogenetyka to młoda technika badawcza, która poprzez swoje innowacyjne podejście umożliwia ukazanie związków między aktywnością określonych neuronów a zachowaniem. Dzięki wykorzystaniu najnowszych osiągnięć technik optycznych i inżynierii genetycznej z jej wykorzystaniem możliwe jest leczenie uzależnień. W stanach Zjednoczonych na Uniwersytecie w Buffalo dzięki zastosowaniu optogenetyki badacze zaobserwowali związek między spożywaniem alkoholu a uwalnianiem dopaminy. Dzięki temu potwierdzono, że używki, takie jak alkohol, powodują wzrost aktywności układu, który wytwarza dopaminę (neuroprzekaźnika odpowiadającego za przyjemność).

Na chwilę obecną metoda optogenetyczna stale jest testowana, jednak bardzo możliwe, że wywoła duże zamieszanie wśród nauki. Optogenetyka może się przysłużyć w leczeniu uzależnień głównie dlatego, że jest metodą bezbolesną i bezpieczną. Inne metody leczenia, które polegają na kontrolowaniu pracy mózgu, nie pozwalają na taką selektywność jak optogenetyka i obejmują większe obszary mózgu, które nie muszą być obserwowane, a wręcz powinny być wyłączone z badań.