Po raz pierwszy testowali psychedelik na laboratoryjnie wyhodowanych organoidach - "minimózgach"

Ludzie stosują środki psychedeliczne od stuleci, wciąż jednak nie wiemy zbyt wiele o tym, co konkretnie LSD, MDMA DMT, psylocybina i cała galaktyka innych substancji psychedelicznych robią z naszym mózgiem. Jest tak dlatego, że lizanie ropuchy w kontrolowanych warunkach jest trudne do zorganizowania — i zazwyczaj nielegalne. Niedozwolone jest również palenie DMT w maszynie fMRI. Na szczęście naukowcy znaleźli sposób na obejście tego typu problemów: mogą teraz używać minimózgów - znanych też pod bardziej formalną nazwą "organoidów" - które mogą w czasie rzeczywistym pokazać nam, co dzieje się pod wpływem takich substancji bez konieczności wysyłania kogokolwiek w psychedeliczną podróż.

W badaniu, opublikowanym w poniedziałek (09.10) w czasopiśmie Scientific Reports, zespół brazylijskich naukowców traktował minimózgi dawkami 5-metoksy-N, N-dimetylotryptaminy (5-MeO-DMT), podobną do DMT substancją wydzielaną przez ropuchy Incilius alvarius. Naukowcy odkryli, że podanie jej raz na 24-godziny hamuje aktywność na ścieżkach neuronowych związanych z zapaleniami i zaburzeniami związanymi z zażywaniem substancji psychoaktywnych, a także zaobserwowali, w jaki sposób ten środek psychedeliczny powoduje zmiany komórkowe w mózgu.

Poza faktycznymi odkryciami doswiadczenia te stanowią ważny krok w ogólnym rozwoju badań nad narkotykami z użyciem organoidów.

"Po raz pierwszy mogliśmy opisać zmiany w molekularnym funkcjonowaniu ludzkiej tkanki nerwowej po podaniu środka psychedelicznego"

- mówi Stevens Rehen, kierownik badań i profesor na Federalnym Uniwersytecie Rio de Janeiro oraz kierownik działu badawczego w instytucie badawczym D'Or.

Organoidy, mini wersje określonych regionów mózgu człowieka, są hodowane z komórek macierzystych i mają wiele strukturalnych podobieństw do mózgów ludzkich płodów. Są idealne do tego rodzaju badań nad narkotykami, ponieważ można je hodować w laboratorium i eksperymentować z ich użyciem bez problemów etycznych lub prawnych, które niezmiennie towarzyszą badaniom na ludziach.

W badaniu z użyciem 5-MeO-DMT naukowcy wykorzystali organoidy mózgowe do określenia, w jaki sposób narkotyk wpływa na ekspresję białek, która reguluje plastyczność mózgu i oraz m.in. stany zapalne. Odkryli, że narkotyk nie miał żadnego wpływu na wzrost lub śmierć komórek, okazało się jednak, że komórki organoidalne posiadają receptory reagujące na 5-MeO-DMT, co oznacza, że te miniaturowe mózgi wyhodowane w laboratoriach wydają się odpowiednimi platformami do testowania środków podobnych do DMT.

Główną słabością badania jest to, że organoidy nie zawierają odpowiedników wszystkich, wysoce zróżnicowanych obszarów ludzkiego mózgu. W związku z tym naukowcy używający organoidów do badania wpływu narkotyków na mózg nie mogą zobaczyć wszystkich złożonych interakcji, które zwykle występują w różnych obszarach mózgu, gdy ktoś zażywa środki psychedeliczne. Badania te stanowią jednakże ważny pierwszy krok, m.in. na polu określenia, dlaczego psychedeliki takie jak 5-MeO-DMT wydają się pomagać chronić mózg przed neurodegeneracją.

Abstrakt

Dimetylotryptaminy są enteogennymi cząsteczkami podobnymi do serotoniny, występującymi w tradycyjnych indiańskich lekach, powiązanymi ostatnio z korzyściami poznawczymi, działaniem antydepresyjnym i zmianami w obszarach mózgu związanych z uwagą. Ograniczenia prawne i brak odpowiednich modeli eksperymentalnych ograniczają wiedzę na temat wpływu takich substancji na metabolizm ludzkiego mózgu. W naszym badaniu wykorzystaliśmy spektrometrię masową typu shotgun do zbadania różnic proteomicznych indukowanych przez 5-metoksy-N, N-dimetylotryptaminę (5-MeO-DMT) na ludzkie organoidy mózgowe. Spośród 6 728 zidentyfikowanych białek, w wypadku 934 stwierdzono różnicowanie ekspresji w organoidach mózgowych traktowanych 5-MeO-DMT. Analiza in silico potwierdziła wcześniej opisane działanie przeciwzapalne 5-MeO-DMT i ujawniła jego wpływ modulacyjny na białka związane z długotrwałym wzmacnianiem synaptycznym, tworzeniem kolców dendrytycznych, w tym tych zaangażowanych w tworzenie protruzji komórkowej, dynamikę mikrotubul i reorganizację cytoszkieletu. Nasze dane dają pierwszy wgląd w zmiany molekularne powodowane przez 5-MeO-DMT w ludzkich organoidach mózgowych.