ד"ר לין טיאן וצוות המחקר שלה פיתחו טכנולוגיה חדשה שתשפוך אור על ההשפעות ההתנהגותיות המגוונות של פעולות אופיואידים במוח בתגובה לחוויות כואבות ומתגמלות. קרדיט: הלנה פינהיירו
מדענים פיתחו חיישנים ביולוגיים חדשים המאפשרים מעקב בזמן אמת אחר איתות אופיואידים במוח, ומציעים תובנות מעמיקות לגבי השפעות האופיואידים ומשפרים את הפיתוח של תרופות ממוקדות.
ממצאים חדשים של חוקר במכון מקס פלנק פלורידה למדעי המוח יכולים לחולל מהפכה בהבנתנו כיצד משפיעים אופיואידים על המוח. למרות הדיון הנרחב סביב משבר האופיואידים המתמשך, הידע הנוכחי שלנו על אופן פעולת האופיואידים במוח נותר מוגבל למדי.
זה נובע בעיקר מאתגרים בצפייה ובמדידה של השפעות אופיואידים במוח בזמן אמת. עם זאת, פריצת דרך טכנולוגית לאחרונה, בהובלת ד"ר לין טיאן וצוות המחקר שלה ומשתפי הפעולה שלה, שפורסמה לאחרונה ב- מדעי המוח בטבעהתגבר על המגבלות הללו ואמור לשנות את האופן שבו מדענים חוקרים איתות אופיואידים במוח.
מה אנחנו יודעים על איתות אופיואידים?
אופיואידים פרמצבטיים, כגון מורפיום ואוקסיקודון, ותרופות אופיואידיות אסורות כמו הרואין, משפיעים על המוח והגוף על ידי קשירה לקולטנים לאופיואידים על פני התאים במערכת העצבים. קולטנים אלה מגיבים בדרך כלל לכימיקלים המיוצרים באופן טבעי המשתחררים במוח שלך, הנקראים אופיואידים אנדוגניים, כולל אנדורפינים, אנקפלינים ודינורפינים.
משתחררים בתגובה לפעילויות מענגות כמו צחוק, סקס ופעילות גופנית ופעילויות סרחניות כמו פציעה וטראומה, כימיקלים אלו קושרים קולטנים לאופיואידים ומפחיתים את יכולתם של נוירונים לקלוט ולשדר אותות. השפעות סלולריות אלו מובילות בסופו של דבר להשפעות הקוגניטיביות וההתנהגותיות הקשורות לאופיואידים, כולל רגשות חיוביים, שיכוך כאבים והתמכרות.
אתגרים בהבנת איתות אופיואידים
נותרו שאלות רבות לגבי האופן שבו תופעות התנהגותיות אלו נגרמות על ידי אופיואידים והאם ניתן לרתום תכונות אופיואידיות ספציפיות כגון שיכוך כאב ללא השפעות בלתי רצויות, כגון התמכרות. הספרות המדעית של האופיואידים היא נרחבת ואישרה כי הכוונה למערכת האופיואידים היא בעלת עניין קליני – לא רק לטיפול בכאב אלא גם, לאחרונה, לטיפול בהפרעות נפשיות כגון חרדה ודיכאון. פיתוח של תרופות שיכולות למקד אתגרים בריאותיים אלה תוך מניעת הטרגדיה של מגיפת האופיואידים הנוכחית דורשת הבנה נוספת של ההשפעות המגוונות של אופיואידים במוח.
המגוון של השפעות אופיואידים על המוח מונע על ידי יותר מ-20 כימיקלים אופיואידים שונים המיוצרים במוח ויותר מ-500 אופיואידים סינתטיים שונים. רוב האופיואידים השונים הללו מקיימים אינטראקציה עם כל שלושת סוגי הקולטנים לאופיואידים בעלי חוזק שונה. ההשפעות המגוונות שלהם תלויות בריכוז האופיואידים, בקולטנים הספציפיים הקיימים ובמעגלי המוח המעורבים.
"נעשים מאמצים לרתום תכונות טיפוליות שונות של אופיואידים על ידי התמקדות בפעולות קולטן ספציפיות ובמעגלי מוח לפיתוח טיפולים יעילים ובטוחים יותר. עם זאת, מאמצים אלה נפגעו בשל חוסר היכולת שלנו למדוד איתותים אופיואידים מגוונים בזמן אמת במוח ביעילות", אמר ד"ר טיאן.
טכנולוגיה חדשה פותחת את הדלת להבנת אופיואידים במוח
באמצעות מאמץ מסיבי לפיתוח ובדיקה של למעלה מ-1,000 גרסאות, הצוות של ד"ר טיאן ביצע אופטימיזציה של חיישנים ביולוגיים רגישים ביותר המבוססים על שלושת הקולטנים לאופיואידים. חיישנים ביולוגיים אלה, שפותחו במקור בזמן שטיאן שהה באוניברסיטת קליפורניה, דייויס, פולטים פלואורסצנטיות עם קשירת אופיואידים לחיישן ונכבים כאשר האופיואיד כבר לא שם. החיישנים הביולוגיים, לפיכך, משמשים פרוקסי לקשירת אופיואידים לקולטנים ספציפיים לאופיואידים. הכנסת חיישנים אלה למוח של בעל חיים מספקת דרך לדמיין איתות אופיואידים על פני המוח בזמן אמת.
"הכוח של הטכנולוגיה החדשה הזו הוא שיש לנו כעת את הכלים להבין את מערכת האופיואידים הטבעית במוח, כולל איך להבחין בין השפעות אופיואידים שונות. אנחנו יכולים לעקוב אחר שחרור אופיואידים אנדוגניים בזמן אמת, המופעל על ידי תגמול וגם סלידה, ולראות את ההבדלים באיתות אופיואידים במעגלים שונים במוח."
הצוות של ד"ר טיאן כבר שיתף את הכלים החדשים הללו באופן נרחב כדי להאיץ את ההשפעה שתהיה לטכנולוגיה החדשה הזו על ההבנה של אופיואידים.
מחקר זה נתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות כולל יוזמת NIH BRAIN (U01NS103522, U01NS120820, ו-U01NS113295), המכון הלאומי להתמכרות לסמים (R37DA033396, R61DA051489, K99058709) והמכון הלאומי לבריאות הנפש (4ZIA07) והמכון הלאומי לבריאות הנפש (4ZIA07). 8863, DA058300, ו-DK126740).
