Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 152: как гены нематод помогут справиться с болью

Раньше мы уже писали о препарате, который обезболивает лучше  морфина,   но не вызывает привыкания. На этот раз ученые из Флориды обнаружили гены, которые напрямую влияют на возбудимость  нервных клеток после введения  опиоида. Результаты этой работы, опубликованные в  Science,  дают надежду на изобретение нового класса анальгетиков с низким риском злоупотребления и передозировки.

C.elegans — любимое модельное животное нейробиологов

Фильмы «Криминальное чтиво» и «На игле», мода на  «героиновый шик» …  наркотическая зависимость давно превратилась в отдельную субкультуру.  Однако в реальности  наркотики, в особенности  опиаты, приносят людям  отнюдь не романтические страдания. Известно, что   они (морфин, кодеин, героин, фентанил, дезоморфин и прочие) вместе с  эндорфинами имеют родство к опиоидным рецепторам  нервных клеток. Следовательно, их основная функция вместе с этими рецепторами — регулирование боли через активность ионных каналов в синапсах. Поэтому часто наркозависимым сложно прекратить  употребление веществ  из-за  возникающего рецепторного «голода» на  эндорфины и  экзогенные опиаты, в народе известного как «ломка».

На данный момент известны четыре типа  опиоидных рецепторов: μ- (мю), δ- (дельта), κ- (каппа) и ноцицептиновые (ORL1). Ученым из Флориды удалось открыть  новый рецептор GPR139, который также регулирует реакцию клеток  на опиоидные вещества извне.   Он находится на тех же  нейронах, что и μ- рецепторы: нейронах коры (слои III и IV), таламуса, «стриосом» (пятен чечевицеобразного ядра), околоводопроводного серого вещества, студенистого вещества спинного мозга, периферических чувствительных нейронах и нейронах ЖКТ, но дает  строго блокирующие сигналы на  возбуждение нервных клеток  после введения опиатов.

Рецептор GPR139 относится к  орфанным  рецепторам или рецепторам- «сиротам», получившим свое название из-за  особенностей их идентификации по  структуре ДНК, а не по связывающим веществам-лигандам. Именно  поэтому путь его открытия  был  не самым простым.

Используя  метод прямой генной инженерии, ученые под руководством  Дандан Ванг (Dandan Wang) сначала присоединили к  нейронам нематоды C. elegans несвойственный ей  μ-рецептор, из-за чего ее поведение  стало зависеть от наличия или отсутствия опиатов, затем подвергли  червей генной мутации и выявили тех животных, которые аномально реагировали на опиум. Геном отобранных животных  показал наличие   ранее неизвестного рецептора FRPR-13, обладающего противоопиоидной активностью.

У млекопитающих, например, у лабораторных мышей и человека,  этот рецептор несколько видоизменился и потому получил другое название — GPR139. Когда исследователи вводили препараты, которые активируют GPR139, наркозависимые мыши без труда  отказывались от  приема фентанила вследствие блокирующего эффекта рецептора на внутриклеточные реакции, а следовательно, и  на получение удовольствия от опиатов.  Удаление GPR139 из генома экспериментальных животных закономерно усиливало анальгетическое действие опиоидов,   но вместе с тем облегчало синдром отмены.

Открытие этого рецептора и его функций дает надежду на разработку лекарств, направленных на уменьшение рисков развития зависимости при  лечении опиатами.

Текст: Марина Калинкина

Genetic behavioral screen identifies an orphan anti-opioid system. Dandan Wang, Hannah M. Stoveken, Stefano Zucca, Maria Dao, Cesare Orlandi, Chenghui Song, Ikuo Masuho, Caitlin Johnston,Karla J. Opperman, Andrew C. Giles, Matthew S. Gill, Erik A. Lundquist, Brock Grill1, Kirill A. Martemyanov.  Science,

http://neuronovosti.ru/dx.doi.org/10.1126/science.aau2078