Борьба с тревогой с помощью мушиной тревоги
Тревожные расстройства — самые распространённые из всех заболеваний мозга, однако за последние 50 лет прогресс в лекарственных методах лечения тревоги был незначительным. Исследователи, опубликовавшие статью 24 марта в журнале Current Biology издательства Cell Press, предполагают, что исследования на мухах могут помочь прояснить фундаментальные механизмы, лежащие в основе тревоги, и указать путь к новым методам её лечения.
«Исследования тревоги на грызунах сталкиваются с трудностями из-за небольших размеров выборок, обычно используемых в экспериментах, и сложности мозга млекопитающих», — говорит Адам Клэридж-Чанг из Медицинской школы Duke-NUS в Сингапуре. Многие учёные в этой области согласятся, что неудачи в разработке лекарств связаны не с «проблемой переноса» результатов, а с недостаточным пониманием базовых нейрогенетических механизмов тревоги.
Использование мух даёт преимущества: меньший мозг, более сложные генетические инструменты и значительно большие размеры выборок. Эволюционная консервативность функций между видами означает, что открытия, сделанные на мухах, в конечном итоге могут быть перенесены в исследования тревоги на грызунах.
Фархан Мохаммад, первый автор исследования, решил изучать тревогу у мух, заметив, что насекомые в замкнутой камере двигаются вдоль стен. Он знал, что грызуны в аналогичной ситуации ведут себя так же.
«Движение вдоль стен у грызунов давно связывают с тревогой, поэтому я предположил, что такое же поведение у мух также связано с тревогой», — говорит Мохаммад.
В качестве доказательства связи этого поведения с тревогой исследователи обнаружили, что мухи реже двигались вдоль стен после обработки Валиумом — классическим противотревожным препаратом. Генетические манипуляции с генами, связанными с серотонином, также влияли на тревожноподобное поведение, аналогично тому, что ранее наблюдалось у мышей.
Наконец, Мохаммад и Клэридж-Чанг показали, что мухи начинали активнее двигаться вдоль стен при тепловом стрессе. Видимая тревожность мух также усиливалась после 10 дней одиночного содержания, вдали от других мух. Эти эффекты были связаны с изменениями в важном рецепторе гормона стресса. Исследователи также идентифицировали несколько новых генов, связанных с тревожным поведением у мух.
Полученные данные показывают, что тревога — это эмоция с эволюционно древними генетическими и нейронными путями.
«Наше открытие подтверждает очень древнюю естественную историю механизмов, лежащих в основе этой эмоции самосохранения, по крайней мере, до последнего общего предка мух и людей», — говорит Клэридж-Чанг, отмечая, что этот предковый вид плавал в океанах около 700 миллионов лет назад.
Генетические эксперименты на плодовой мушке Drosophila уже позволили выяснить нейронную и молекулярную основу циркадных ритмов, сна, ухаживания, боли, голода, агрессии и многих других форм поведения. Исследователи полагают, что теперь мухи могут сделать то же самое для изучения тревоги.
Одна из нерешённых загадок в психиатрических исследованиях заключается в том, что, хотя очевидна роль серотонина в тревоге, широко назначаемые связанные с ним препараты (например, Прозак) показывают низкую эффективность при эмоциональных расстройствах. Учёные надеются получить новое представление об этом «парадоксе серотонина», изучая роль этого нейромедиатора в тревоге у мух.