Исследователи создали новую линию трансгенных крыс, которая позволит изучить влияние дефицита белкового транспортера дофамина на такие заболевания, как шизофрения, синдром дефицита внимания и гиперактивности, болезнь Паркинсона. Крысы могут помочь разработать новые методы лечения этих заболеваний. Статья опубликована в журнале Neural Regeneration Research. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (РНФ).
Дофамин, или «гормон счастья», – это одно из тех веществ с мозге, что передают импульс между нервными клетками в местах их контактов – синапсов. Несмотря на то, что синапсы дофамина составляют менее 1% всех синапсов головного мозга, дофамин помогает нам думать, двигаться и формировать чувства.
Дофамин участвует и в развитии болезней: шизофрении, синдрома дефицита внимания и гиперактивности, болезни Паркинсона. Причины и развитие этих заболеваний до конца не изучены, значит, не найдены эффективные лекарственные средства для их лечения. Согласно статистике ВОЗ, болезнью Паркинсона страдают более 4 миллионов человек в мире, шизофренией – более 21 миллиона. Количество людей с такими заболеваниями из года в год продолжает расти.
Важную роль в изучении роль дофамина у здорового и больного человека играют генетически модифицированные животные. В некоторых исследованиях ученые использовали трансгенных мышей с дефицитом транспортера дофамина – белка, захватывающего дофамин из места контакта нервных клеток. Они позволили определить основные принципы передачи дофамина, механизмы действия психотропных препаратов и механизмы болезни. Но некоторые вопросы, особенно касающиеся исследований когнитивных функций, оставались неизученными. Эти исследования, необходимые для понимания роли дофамина, в качестве модельных животных использовали крыс, поскольку они имеют больший размер мозга и более сложное поведение.
Для определения влияния концентрации дофамина в нервной клетке и вне ее на разнообразные физиологические и поведенческие процессы две группы ученых, одной из которых руководит директор Института трансляционной биомедицины Рауль Гайнетдинов, независимо создали и изучили две породы крыс с функциональной недостаточностью транспортера дофамина. В норме дофамин выделяется в синаптическую щель (пространство между двумя клетками), а его избыток захватывается транспортером и доставляется обратно в выделившее его нервное окончание.
«У крыс DAT-KO мы удалили ген, в котором закодирована структура транспортера дофамина, у крыс DAT-N157K коллеги из Германии вызвали мутацию, из-за которой переносчик приобретает неправильную структуру и не может полноценно выполнять свои функции. Обе породы крыс-мутантов демонстрируют дефицит обратного захвата дофамина из синаптической щели в пресинаптическое нервное окончание», – пояснил автор статьи Рауль Гайнетдинов, один из ведущих мировых специалистов по работе мозга.
Обе модели показали устойчиво повышенную передачу дофамина, которая предположительно участвует в развитии шизофрении, биполярного расстройства и болезни Гентингтона. У этих крыс есть определенные преимущества перед мышиными моделями: они показали меньшую смертность, а также большую ценность, поскольку физиологически ближе к людям. Мутантные крысы – более продвинутая модель для оценки влияния новой терапии на когнитивные функции. Их использование в доклинических исследованиях – важный шаг для разработки инновационных методов лечения дофамин-связанных нейропсихиатрических состояний.
