-
Palkittu tutkimus: Eden Maness on saanut William & Mary Graduate Studies Advisory Board Award for Excellence in Scholarship in the Natural and Computational Sciences (William & Mary Graduate Studies Advisory Board Award for Excellence in Scholarship in the Natural and Computational Sciences) -palkinnon tutkimuksestaan, joka koskee tarkkaavaisuuden prosessoinnin taustalla vaikuttavaa neurobiologiaa skitsofrenialääkkeiden löytämisen yhteydessä. Kuva: Stephen Salpukas
Piilota kuvateksti
Eden Maness ei neurotieteilijänä ole koskaan oikeastaan vapaalla.
”Olin aina se henkilö juhlissa, joka joi yhden oluen ja alkoi heti puhua kaikille ympärillä oleville aivoista ja käyttäytymisestä”, hän sanoo.
Maness on kolmannen vuoden tohtorikoulutettava, joka väittelee neurotieteiden tohtoriksi William & Maryn soveltavien tieteiden laitoksen kautta, jossa hänen ohjaajansa Joshua Burk on yliopiston psykologisten tieteiden laitoksen puheenjohtaja.
”Luulen, että kaikki, jotka tuntevat minut, ovat tietoisia siitä, kuinka intohimoisesti suhtaudun tutkimukseeni ja kuinka panostan psykiatristen sairauksien parempien hoitomuotojen etsimiseen”, hän sanoi.
Skitsofrenian lääkekehityksen yhteydessä tekemästään tutkimuksesta, joka koskee tarkkaavaisuuden prosessoinnin taustalla vaikuttavaa neurobiologiaa, Maness sai William & Maryn jatko-opintojen neuvoa-antavan neuvottelukunnan tunnustuspalkinnon huippuosaamisesta luonnontieteiden ja tietojenkäsittelytieteiden alan tieteessä.
Palkinto on yksi kolmesta palkinnosta, jotka myönnetään vuotuisen Graduate Research Symposiumin yhteydessä. Tänä vuonna symposiumin sisältö esitellään online-muodossa yliopiston COVID-19-pandemian aikana noudattamien sosiaalista syrjäytymistä ehkäisevien käytäntöjen mukaisesti.
Manessin työn nimi on ”The Antipsychotic Potential of Orexin Receptor Inhibitors for the Treatment of Schizophrenia”. Siinä tutkitaan erilaisten kokeellisten yhdisteiden potentiaalia palauttaa tarkkaavaisuuden toiminta psykoosin jyrsijämalleissa.
Spesifisesti hän kohdistui aivojen lateraaliseen hypotalamuksen oreksinergiseen järjestelmään, joka toimii portinvartijana useille välittäjäaineverkostoille, tavoitteenaan löytää uusi hoito skitsofreniaan.
”Lyhyt keskustelu ohjaajani kanssa oreksiinien ja skitsofrenian välisen yhteyden mahdollisesta tutkimisesta johti kuumeiseen etsintään olemassa olevasta kirjallisuudesta”, hän sanoi. ”Sekä hämmästyksekseni että innostuksekseni huomasin, että oreksiinireseptoreihin kohdistuvista lääkkeistä ja niiden mahdollisesta hyödyllisyydestä psykoosin hoidossa ei ollut tehty juuri mitään työtä. Tutkijana ’tätä ei ole vielä tehty’ ja ’tämä on tehtävä’ yhtymäkohta on jännittävä, vaikkakin hyvin pelottava paikka.”
Tällä yhtymäkohdalla voi olla merkittäviä vaikutuksia mielenterveysalalle. Manessin laboratorion äskettäinen koe tarjoaa tukea hänen hypoteesilleen, jonka mukaan oreksiinineuronien estäminen voi olla tehokas tapa vähentää skitsofrenian seurauksena psykoosista kärsivien ihmisten jatkuvan tarkkaavaisuuden häiriöitä.
”Se oli rehellisesti sanottuna parempi kuin osasin odottaa”, hän sanoi. ”Kallonsisäiset infuusiot filoreksanttia, oreksiinireseptorin salpaajaa, pystyivät itse asiassa normalisoimaan tarkkaavaisuushäiriöt monilla keskeisillä osa-alueilla. Se, missä määrin se teki tämän, oli minulle täysi yllätys.”
Manessin mukaan oreksiinit vaikuttavat jollakin tavalla lähes kaikkiin aivoverkostoihin. Hän selittää, että ”neuromodulaattoreina” pidettävien oreksiinien pääasiallinen tehtävä on helpottaa muiden välittäjäaineiden, kuten tunnetumpien serotoniinin, noradrenaliinin ja dopamiinin, vapautumista.
Yleisesti oreksiinien lisääminen johtaa lisääntyneeseen valppauteen, valppauteen, motivaatioon ja valppauteen, hän selittää. Oreksiinien estäminen taas voi johtaa päinvastaiseen.
”Siksi tämän järjestelmän tukahduttaminen on hyödyllistä unettomuuden hoidossa ja tämän järjestelmän tehostaminen auttaa narkolepsiaa sairastavien tajunnan ylläpitämisessä”, hän sanoi.
Dopamiini vastaa aistien käsittelystä ja päätöksenteosta, hän selitti. Skitsofreniaa sairastavien ihmisten kuvataan kärsivän ”hyperdopaminergiasta”, lisääntyneen dopamiinin tilasta, joka tuottaa vakavia hallusinaatioita ja/tai harhaluuloja sekä sosiaalisia, motivoivia ja kognitiivisia puutteita.
”Se on todella tuhoisa sairaus niille, joilla se on, ja sairastuneiden ystäville ja perheille”, Maness sanoi. ”On suuri tarve vähentää sen yleisyyttä ja vakavuutta.”
Skitsofreniaa on 1950-luvulta lähtien hoidettu klassisesti ”antipsykoottiseen” lääkeryhmään kuuluvilla lääkkeillä, hän selitti. Kaikki nykyisin markkinoilla olevat antipsykootit sitoutuvat dopamiinireseptoreihin ja estävät niitä, mikä vähentää dopamiinineuronien aktivoitumista ja vähentää koko aivojen laajuista dopamiinin vapautumista.
”Tässä suhteessa antipsykoottinen hoito tarjoaa jonkin verran helpotusta”, Maness sanoi. ”Se lievittää hallusinaatioiden ja harhaluulojen yleisyyttä ja vakavuutta, jotka voivat parhaimmillaan olla häiritseviä ja pahimmillaan hengenvaarallisia”. Valitettavasti, vaikka näistä lääkkeistä on apua joiltakin osin, niillä on erittäin epämiellyttäviä ja mahdollisesti elinikäisiä ja kuolemaan johtavia sivuvaikutuksia.”
Joitakin näistä sivuvaikutuksista ovat Parkinsonin taudin kaltainen vapina, hallitsematon kasvojen nykiminen, sydänsairaudet, liikalihavuus ja diabetes, näön hämärtyminen ja valkosolujen määrän vaarallinen pieneneminen, Maness sanoi.
”Yhtä tärkeää on sosiaalisen vetäytymisen paheneminen, demotivaatio sekä skitsofreniassa yleiset tarkkaavaisuus-, oppimis- ja muistihäiriöt”, hän jatkoi. ”Nykyaikaisten antipsykoottien lopullinen epäonnistuminen häiriön kokonaisvaltaisessa hoidossa sekä niiden taipumus tuottaa ahdistavia fysiologisia ja psykologisia sivuvaikutuksia antavat vahvan sysäyksen etsiä uusia reseptorijärjestelmiä, joihin voidaan kohdistaa tällaisen vakavan mielenterveyssairauden hoitamiseksi.”
Käyttämällä yleisesti käytettyä psykoosin eläinmallia Maness havaitsi, että oreksiinien estäminen antamalla filoreksanttia suoraan aivoihin sekä palautti kyvyn havaita visuaalisia signaaleja että lisäsi huomattavasti reagointikykyä jatkuvassa tarkkaavaisuustehtävässä, mikä viittaa siihen, että oreksiini-inhibiittorit osoittautuvat hyödyllisiksi, kun pyritään lievittämään tarkkaavaisuuden ja motivaation häiriöitä, jotka jäävät usein hoitamatta nykyisillä antipsykooteilla.
Mekanismin, jonka kautta filoreksantti harjoittaa suotuisia vaikutuksiaan, arvellaan johtuvan sen antidopaminergisestä luonteesta, hän selitti. Tämä on ensimmäinen kokeilu laatuaan, hän sanoi, ja hänen seuraaviin vaiheisiinsa kuuluu yhden oreksiinireseptorin kohdentaminen kerrallaan sen analysoimiseksi, mikä niistä on eniten vastuussa havaituista hyödyistä tässä erityisessä paradigmassa.
”Vuosia tämän tutkimuksen aloittamisen jälkeen olen vielä kiihkeämpi ja uteliaampi kuin ennen”, Maness sanoi. ”Uskon, että saatan olla jonkin jäljillä, ja sitä tunnetta rakastan jahdata.”