Οι ερευνητές εντόπισαν δύο διακόπτες διαύλων ιόντων που ρυθμίζουν την απελευθέρωση ντοπαμίνης στον εγκέφαλο, ένα πρώτο βήμα που μπορεί κάποια μέρα να οδηγήσει σε θεραπευτικές λύσεις για ένα ευρύ φάσμα ασθενειών και διαταραχών που επί του παρόντος έχουν λίγες λύσεις. Οι διακόπτες βοηθούν στη ρύθμιση της κατάστασης μάθησης και κινήτρων στα ποντίκια. Οι άνθρωποι έχουν επίσης εκατοντάδες από αυτά τα κανάλια, τα οποία διέπουν πολλές χημικές και ορμονικές διεργασίες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά και τη διάθεση.
Η ερευνητική ομάδα της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον ελπίζει να εντοπίσει φάρμακα που θα στοχεύουν αυτά τα κανάλια. Αυτά τα υποψήφια φάρμακα θα μπορούσαν στη συνέχεια να δοκιμαστούν σε κλινικές δοκιμές. «Η ικανότητα χειρισμού με ακρίβεια του τρόπου με τον οποίο οι νευρώνες του εγκεφάλου που παράγουν ντοπαμίνη ρυθμίζουν διαφορετικές συμπεριφορές είναι ένα σημαντικό βήμα προς την ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών για μια σειρά ψυχικών ασθενειών», δήλωσε ο Larry Zweifel, καθηγητής ψυχιατρικής και συμπεριφορικών επιστημών στο UW School of Medicine.
Η έρευνα επισημαίνεται σε μια νέα εργασία, που δημοσιεύτηκε στις 11 Αυγούστου στο περιοδικό Science Advances. Δεκαεπτά ερευνητές στο εργαστήριο του Zweifel εργάστηκαν στη μελέτη με τη μεταδιδακτορική συνεργάτιδα Barbara Juarez, την επικεφαλής συγγραφέα της εργασίας. Τώρα είναι καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ στη Βαλτιμόρη.
«Αυτό είναι που εργαζόμαστε εδώ και αρκετό καιρό: να κατανοήσουμε πώς ρυθμίζονται τα σήματα ντοπαμίνης, ώστε να μπορούμε να βρούμε καλύτερα θεραπευτικά μέσα», είπε ο Zweifel. «Μπορεί να μην στοχεύουν σε αυτά τα συγκεκριμένα κανάλια, αλλά τώρα που αρχίζουμε να χειριζόμαστε τον μηχανισμό, ίσως μπορέσουμε να βρούμε άλλους παίκτες στη διαδικασία που κάνουν καλύτερους στόχους».
Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι δύο κανάλια ιόντων, το Kv4.3 και το BKCa1.1, ήταν αναπόσπαστο μέρος της απελευθέρωσης ντοπαμίνης. Ανακάλυψαν ότι αυτά τα κανάλια διέπουν το μοτίβο πυροδότησης νευρώνων ντοπαμίνης και απελευθέρωσης ντοπαμίνης σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες για να επηρεάσουν ξεχωριστές φάσεις ενισχυμένης συμπεριφοράς σε ποντίκια.
Όταν η ντοπαμίνη απελευθερώνεται στον εγκέφαλο, βγαίνει με δύο διαφορετικά μοτίβα: μια αργή, σταθερή απελευθέρωση που ονομάζεται «τονωτική» και μια γρήγορη, υψηλής συγκέντρωσης απελευθέρωση που ονομάζεται «φασική». Τα δύο πρότυπα διασποράς ρυθμίζουν τον εγκέφαλο με διαφορετικούς τρόπους για να του επιτρέψουν να εκτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες. Οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι τα μοτίβα ρυθμίζονται από αυτά τα δύο κανάλια, έτσι τα μετάλλαξαν γενετικά για να δουν αν και πώς θα άλλαζαν τα πρότυπα απελευθέρωσης – και η συμπεριφορά των ζώων.
Όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν το κανάλι που ελέγχει την τονωτική δραστηριότητα, οδήγησε τα ποντίκια σε μια υπερτονική ροή, η οποία με τη σειρά της δημιούργησε μια αυξημένη κατάσταση παρακίνησης. Σε αυτή την κατάσταση, μόλις τα ζώα μάθαιναν μια εργασία, είχαν περισσότερα κίνητρα να την ξαναεπιχειρήσουν και εκτελούσαν την εργασία πιο γρήγορα. Όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν το κανάλι που ελέγχει τη φασική δραστηριότητα, αύξησε τα παροδικά υψηλά επίπεδα ντοπαμίνης ως απόκριση σε συγκεκριμένα γεγονότα. Αυτό έκανε τα ζώα να μάθουν πολύ πιο γρήγορα.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι έχουν ένα κλειδί για τη «βελτίωση της γνωστικής λειτουργίας, για παράδειγμα, σε ασθενείς που έχουν μαθησιακές δυσκολίες», είπε ο Zweifel. “Ή αύξηση του κινήτρου σε άτομα που έχουν κατάθλιψη, όπου έχετε μειωμένη κατάσταση κινήτρων. Ελπίζουμε ότι τελικά αυτό μπορούμε να κάνουμε.” Ο εθισμός, η σχιζοφρένεια και η διαταραχή του φάσματος του αυτισμού είναι άλλοι τομείς στους οποίους αυτά τα ευρήματα μπορεί να υπαινίσσονται θεραπευτικές θεραπείες.
