В исследовании мышей-подростков с версией гена, связанного с серьезными психическими заболеваниями человека, исследователи Johns Hopkins Medicine заявили, что они обнаружили возможное объяснение того, как марихуана может повредить мозг некоторых людей-подростков.
В отчете, который будет опубликован в печатном выпуске журнала Biological Psychiatry за 2019 год, исследователи говорят, что они показали, что воздействие марихуаны увеличивает воспаление в определенном типе клеток мозга у мышей-подростков, которые несут редкую генетическую мутацию, связанную с шизофренией, биполярным расстройством. и другие серьезные психические расстройства. Затем в экспериментальном эксперименте исследователи использовали нестероидный противовоспалительный препарат NS398 для подавления вызванного горшком воспаления в головном мозге. Исследователи сообщают, что им удалось предотвратить повреждение мозга марихуаной у мышей, которые кажутся генетически восприимчивыми к вредным воздействиям.
"Воспаление, которое мы наблюдали у наших мышей, вероятно, активировано у многих людей, которые курят марихуану, но наши результаты могут помочь объяснить, почему и как некоторые мыши – и некоторые люди – генетически предрасположены к усилению воспалительной реакции и повреждению мозга," говорит Михаил "Миша" Плетников, М.D., Ph.D, профессор психиатрии и поведенческих наук Медицинской школы Университета Джона Хопкинса.
"Теперь, когда марихуана движется к повсеместной легализации и использованию в рекреационных целях, важно узнать больше о том, почему она небезопасна для всех," говорит Ацуши Камия, М.D., Ph.D., соавтор этого исследования и доцент кафедры психиатрии и поведенческих наук Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса. "Мы еще многого не знаем о том, как марихуана влияет на мозг."
Хотя необходимо провести гораздо больше исследований, чтобы определить, применимы ли их результаты к людям, говорит Плетников, уже ясно, что интенсивное употребление каннабиса связано с долгосрочными когнитивными проблемами, но только у части тех, кто употреблял марихуану в подростковом возрасте. Перед учеными стояла задача определить факторы риска, которые могут усилить побочные эффекты каннабиса. По словам Плетникова, эта информация может привести к разработке эффективных превентивных стратегий. Основываясь на знании того, что только у избранной группы подростков, курильщиков марихуаны, позже возникают когнитивные проблемы, исследователи решили поэкспериментировать с мышиной моделью психических заболеваний, которая несет в себе мутацию в гене DISC1, первоначально обнаруженную в шотландской семье, у многих членов которой была диагностирована шизофрения. , биполярное расстройство и большая депрессия.
Исследователи использовали мышей, у которых в мозгу вырабатывается дефектный белок DISC1. Когда мышам было около 30 дней, что было эквивалентно грызунам-подросткам, исследователи вводили им 8 миллиграммов на килограмм D9-тетрагидроканнабинола (ТГК) – активного химического вещества в марихуане, ответственного за чувство опьянения, – каждый день в течение трех недель, несколько имитируя воздействие от ежедневного курения в подростковом возрасте.
Затем исследователи прекратили воздействие ТГК на три недели перед тестированием мышей на поведенческий и когнитивный дефицит.
"По сути, мы позволяем им развлечься в подростковом возрасте, а затем даем достаточно времени, чтобы пройти до их юного взросления или, говоря человеческим языком, до того времени, когда люди достигают 20-летнего возраста, живут взрослой жизнью и могут начать замечать когнитивные проблемы," говорит Плетников.
Мыши любят исследовать ранее не посещаемые места или новые объекты, но гораздо меньше изучают знакомые места или объекты, что позволяет предположить, что у мышей есть память распознавания. По этой причине исследователи часто используют тест Y-лабиринта или тест распознавания нового объекта для оценки памяти распознавания у мышей. В Y-лабиринте лабиринт в форме буквы "Y," мышей первоначально подвергали воздействию двух открытых рук и одной заблокированной руки. Позже, когда стала доступна ранее заблокированная рука, контрольные мыши проводили больше времени в ранее заблокированной руке по сравнению с ранее посещенными руками. В тесте на распознавание нового объекта мышам сначала предъявляли два идентичных объекта; позже один из объектов был заменен на новый. Контрольные мыши потратили гораздо больше времени на изучение нового объекта по сравнению со знакомым. В обоих тестах контрольные мыши показали хорошую память распознавания. Напротив, самцы мышей DISC1, подвергшиеся воздействию ТГК, показали недостаточную память распознавания, поскольку они исследовали ранее заблокированное плечо Y-лабиринта и новый объект так же, как они исследовали знакомые руки и объекты.
Исследователи говорят, что это указывает на плохую память распознавания у мышей DISC1, подвергшихся воздействию марихуаны. Влияние ТГК на распознавание памяти у самок мышей DISC1 было менее выраженным, чем у самцов мышей DISC1, поэтому исследователи решили сосредоточиться на самцах мышей для оставшихся экспериментов.
"У женщин, по-видимому, более стойкие когнитивные эффекты от курения марихуаны в подростковом возрасте, чем у мужчин, и это различие, которое мы не можем объяснить в настоящее время," говорит Плетников.
Чтобы выяснить, какие именно клетки мозга могут быть более ответственны за опосредование повреждений от THC, исследователи затем генетически сконструировали своих мышей так, чтобы мутант DISC1 был включен только в нейронах, которые посылают электрические ответы и кодируют память, или только в астроцитах, "помощник" клетки мозга, обеспечивающие поддержку и защиту нейронов.
Затем они подвергли обе группы мышей воздействию ТГК в подростковом возрасте, как и раньше (три недели подряд, затем перерыв в течение трех недель), и снова выполнили те же тесты на распознавание памяти. Они обнаружили, что только при включении мутанта DISC1 в астроцитах у мышей возникали когнитивные проблемы.
Затем, чтобы увидеть, что неисправный DISC1 сделал в этих астроцитах, чтобы усугубить когнитивные проблемы, вызванные горшком, исследователи посмотрели, какие гены стали более или менее активными в мозге мышей с мутантным DISC1 после воздействия ТГК по сравнению с мышами DISC1. без воздействия ТГК или контрольных мышей, подвергшихся воздействию ТГК. Они идентифицировали 56 генов, связанных с воспалением, которые были специфически активированы в мозге мутантных мышей DISC1, подвергшихся воздействию ТГК.
Чтобы увидеть, может ли подавление воспаления мозга предотвратить проблемы с памятью у мышей с мутантом DISC1, подвергшихся воздействию ТГК, исследователи использовали противовоспалительное лекарство.
Подростковым мутантным мышам DISC1 давали противовоспалительный препарат NS398 за 30 минут до их ежедневных инъекций ТГК. По словам Плетникова, когда мыши были старше и протестированы, у них не было проблем с памятью в когнитивных тестах.
"Если наши результаты окажутся применимы к людям, они предполагают, что мы могли бы разработать более безопасные противовоспалительные методы лечения, чтобы предотвратить долгосрочные последствия употребления марихуаны," говорит Плетников. Камия добавляет, что возможность идентифицировать восприимчивых людей и предотвращать их от употребления марихуаны – еще один вариант защиты памяти подростков.
Что касается будущей работы, лаборатории Плетникова и Камия сотрудничают, чтобы расширить эти исследования с другими моделями животных, чтобы определить, как различные генетические уязвимости могут играть роль в воздействии марихуаны на развивающийся мозг.