Biolodzy znaleźli możliwe wytłumaczenie pozytywnego wpływu litu na pacjentów z zaburzeniami dwubiegunowymi.
Od lat 70. ubiegłego wieku amerykańscy lekarze przepisują lit w leczeniu choroby afektywnej dwubiegunowej. Pomimo że substancja ta ma wysoką skuteczność, do tej pory naukowcy nie byli pewni, w jaki sposób osiągany jest ten pozytywny efekt.
Biolodzy z Massachusetts Institute of Technology odkryli możliwe wytłumaczenie działania litu. W badaniach na bezkręgowcach zidentyfikowali białko, które jest blokowane przez lit, wpływając jednocześnie na obniżenie aktywności organizmów.
Efekt zauważony u bezkręgowców nie może zostać bezpośrednio odniesiony do ludzi, jednak wyniki omawianych badań sugerują potencjalny mechanizm działania litu w ośrodkowym układzie nerwowym. Stanowi to obiecujący temat do kolejnych badań.
„Oddziaływanie litu na mózg stanowi jedną z tajemnic psychofarmakologii” – mówi Joshua Meisel, doktor habilitowany MIT, który kieruje badaniami nad litem. „Istnieją różne hipotezy, ale nic nie zostało udowodnione” – dodaje.
Dennis Kim, profesor nadzwyczajny biologii, jest głównym autorem artykułu opublikowanego w lipcowym „Issue of Current Biology”.
Tajemnicze działanie
Działanie litu, jako środka uspokajającego, na osoby w epizodach manii lub zmagające się z chorobą afektywną dwubiegunową zostało odkryte w 1949 roku przez australijskiego psychiatrę Johna Cade’a. Substancja została jednak zaakceptowana przez amerykańską Agencję Żywności i Leków dopiero w 1970 roku.
Lit oddziałuje wzajemnie z wieloma białkami i molekułami w mózgu, przed naukowcami stoi zatem wyzwanie – określenie, która z tych interakcji odpowiada za stabilizację nastroju. Istnieją hipotezy związane między innymi z enzymem produkującym inozytol – prosty cukier biorący udział w przesyłaniu sygnałów oraz enzymem GSK3, który dezaktywuje inne białka. Niestety, żadne badania do tej pory nie wykazały związku tych enzymów z działaniem litu u pacjentów z zaburzeniami dwubiegunowymi.
Grupa badawcza z MIT na możliwy mechanizm działania litu wpadła podczas badania interakcji pomiędzy (należącymi do nicieni – przyp. tłum.) Caenorhabditiselegans a ich mikrobiologicznym środowiskiem. Organizmy te mają prosty układ nerwowy składający się z 302 neuronów, z których większość występuje parami.
W artykule opublikowanym w 2014 roku, Meisel i Kim wykazali, że para neuronów nazywana neuronami ASJ jest kluczowa, jeśli chodzi o unikanie szkodliwych bakterii. Wcześniejsze badania prowadzone w innych ośrodkach pokazały, że neurony ASJ są potrzebne również do wybudzenia się ze stanu hibernacji wywołanego głodowaniem. Reaktywacja, nazywana dauerexit, zachodzi, gdy pokarm staje się bardziej dostępny.
Kontynuując omawiane badanie, naukowcy wykonali mapę genetyczną, na której szukali zmutowanych genów zakłócających funkcjonowanie neuronów ASJ. Ku ich zaskoczeniu, jeden z genów sugerowanych przez mapę, to gen kodujący białko BPNT1. Wiadomo, że białko to jest hamowane przez lit.
Białko BPNT1 usuwa grupę fosforanową ze związku PAP. Proces ten jest istotny w utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania komórki.
Odkrywając gen kodujący BPNT1, okazało się, że neurony wchodzą w stan uśpienia, a nicienie nie były skłonne do unikających zachowań (avoidance behavior) ani reaktywacji. Wykazano również, że te same efekty behawioralne występują u bezkręgowców, którym podaje się lit.
John York, professor biochemii na Vanderbilt University School of Medicine, uważa te odkrycia za intrygujące.
„Jest to ważny krok w określeniu neuronalnej funkcji białka BPNT-1. To pierwsze badanie, które w wielokomórkowym systemie pokazało, że białko BPNT-1 może być celem dla działania litu” – mówi York, niezaangażowany w badanie.
Nowe hipotezy
Badania sugerują, że leczenie litem wycisza aktywność neuronów związanych z funkcjonowaniem białka BPNT-1. Meisel i Kim uważają te odkrycie za istotne, ponieważ wiele komórek ludzkiego mózgu również zależy od działania tego samego białka. U ludzi PAP, który jest rozkładany przez BPNT-1, występuje zwykle w neuronach wydzielających dopaminę, adrenalinę i noradrenalinę, czyli neurotransmitery, które stymulują aktywność mózgu.
„Uważamy, że warto dopisać BPNT-1 do listy hipotez wyjaśniających możliwe oddziaływanie litu na mózg” – twierdzi Meisel. „Przypuszczam, że wyciszanie neuronów dopaminergicznych redukuje zachowania maniakalne, co ma związek z działaniem dopaminy w mózgu”.
„Ustalenie, co dzieje się w organizmach C. elegans, niestety nie dowodzi tego, jak lit działa na ludzi, jednak zapewnia solidną podstawę do dalszych badań. Weryfikacji wymaga hipoteza mówiąca o tym, że lit wywiera swój terapeutyczny efekt poprzez hamowanie białka BPNT1” – mówi Kim. „Mamy nadzieję, że inni badacze przeprowadzający badania na ssakach, będą zainteresowani dalszym eksplorowaniem tego zagadnienia”.
Żródło: neurosciencenews.com
Tłumaczenie: Julia Barańska
