Propranolol w zapobieganiu nawrotom uzależnienia od opioidów

Czy blokada receptorów β-adrenergicznych zapobiega nawrotom uzależnienia od opioidów?

Badacze z University of Murcia wykazali, że propranolol – nieselektywny antagonista receptorów β-adrenergicznych – skutecznie osłabia wywołane stresem przywrócenie pamięci awersyjnej związanej z odstawieniem morfiny. W badaniu na 179 myszach C57BL/6J udowodniono, że zarówno stres psychospołeczny (porażka społeczna), jak i fizyczny (unieruchomienie, zaciskanie ogona) przywracają warunkowane unikanie miejsca (CPA) po naloksonie u zwierząt uzależnionych od morfiny. Kluczowe odkrycie: przedstresowa administracja propranololu (10 mg/kg i.p.) istotnie zwiększała czas spędzony w uprzednio awersyjnej komorze w porównaniu z grupą kontrolną (p<0,05–0,01), co wskazuje na osłabienie przywrócenia pamięci związanej z odstawieniem.

Nawroty po długotrwałej abstynencji pozostają głównym wyzwaniem w leczeniu zaburzeń związanych z używaniem opioidów (OUD). Ekspozycja na stresory – zarówno psychospołeczne, jak i fizyczne – stanowi udokumentowany czynnik wyzwalający zachowania związane z poszukiwaniem narkotyku. W Stanach Zjednoczonych w 2022 roku syntetyczne opioidy (głównie fentanyl) były odpowiedzialne za ponad dwie trzecie ze 100 000 zgonów z przedawkowania. Zrozumienie mechanizmów neurobiologicznych leżących u podstaw wywołanego stresem przywrócenia pamięci związanych z uzależnieniem może otworzyć drogę do nowych interwencji farmakologicznych.

Jak pamięć awersyjna wpływa na utrzymanie uzależnienia?

Procesy pamięciowe odgrywają fundamentalną rolę w inicjacji i utrzymaniu uzależnienia. Wzmacniające efekty narkotyków promują tworzenie silnych pamięci asocjacyjnych z udziałem kluczowych struktur mózgu: hipokampa, jądra półleżącego (nucleus accumbens) i ciała migdałowatego. Konteksty i sytuacje uprzednio sparowane z używaniem substancji stają się bodźcami warunkowymi, które mogą wywoływać intensywny głód substancji i nawrót – nawet po długotrwałej abstynencji.

Pamięć przechodzi przez etapy nabywania, utrwalania i odtwarzania. Po odtworzeniu pamięć staje się przejściowo labilna i wchodzi w fazę rekonsolidacji – proces, podczas którego może być modyfikowana lub wzmacniana. W kontekście uzależnień, rekonsolidacja pamięci związanych z narkotykami przyczynia się do utrwalania zachowań patologicznych. Farmakologiczne zakłócenie rekonsolidacji po reaktywacji pamięci wykazało skuteczność w redukcji patologicznego lęku i odpowiedzi na stres w modelach przedklinicznych.

W niniejszym badaniu zastosowano model warunkowanego unikania miejsca (CPA), w którym negatywne stany emocjonalne związane z odstawieniem morfiny (wywoływane naloksonem) są łączone z określonym kontekstem środowiskowym. CPA umożliwia badanie formowania i rekonsolidacji pamięci awersyjnych oraz ich reaktywacji przez różne stresory.

Dlaczego receptory β-adrenergiczne są kluczowe w pamięci stresowej?

Stymulujące lub stresujące doświadczenia wyzwalają uwalnianie noradrenaliny (NA) – neuromodulatora wpływającego na pobudliwość komórek, aktywność synaptyczną oraz procesy uczenia się i pamięci. Noradrenalina wiąże się z receptorami α i β-adrenergicznymi, przy czym receptory β-adrenergiczne (β-AR) odgrywają główną rolę w formowaniu pamięci. Antagonizm β-AR zapobiega tworzeniu pamięci związanych z lękiem i stresem, a podanie propranololu zakłóca pamięć rozpoznawczą dla nowych obiektów. Z kolei aktywacja β-AR wiąże się ze wzmocnieniem trwałości pamięci.

Rola β-AR w rekonsolidacji pamięci pozostaje kontrowersyjna. Część badań wskazuje, że blokada β-AR osłabia rekonsolidację lub ułatwia wygaszanie, zmniejszając ryzyko nawrotu w zaburzeniach związanych z używaniem substancji. Niedawno wykazano, że podanie propranololu po reaktywacji pamięci powoduje trwały deficyt w odtwarzaniu pamięci warunkowanej preferencji miejsca (CPP) wywołanej kokainą, a następnie osłabia wywołane kokainą przywrócenie zachowań związanych z poszukiwaniem narkotyku. Selektywna blokada receptorów β1-AR również zakłóca odtwarzanie i retencję pamięci związanej z kokainą, co podkreśla znaczenie specyficzności podtypów receptorów.

Propranolol to lipofilny lek łatwo przekraczający barierę krew-mózg, co pozwala mu wpływać na ośrodkowe szlaki noradrenergiczne zaangażowane w regulację pobudzenia i procesów związanych ze stresem. Obwodowo blokada β1-AR w sercu prowadzi do redukcji częstości rytmu serca, kurczliwości mięśnia sercowego i ciśnienia krwi, co znajduje zastosowanie w leczeniu nadciśnienia, arytmii i choroby niedokrwiennej serca. Blokada β2-AR przyczynia się do obwodowego skurczu naczyń i może wpływać na funkcję oddechową poprzez zmniejszenie rozszerzenia oskrzeli.

Jak zaprojektowano eksperyment z trzema rodzajami stresorów?

Badanie przeprowadzono na 179 dorosłych samcach myszy C57BL/6J o masie 25–30 g. Zwierzęta podzielono losowo na grupy otrzymujące przewlekle sól fizjologiczną (n=86) lub morfinę (n=93). Aby wywołać uzależnienie, morfinę podawano dootrzewnowo w rosnących dawkach: 10 mg/kg (dzień 1), 30 mg/kg (dzień 2), 50 mg/kg (dzień 3) i 60 mg/kg (dzień 4) – schemat walidowany w poprzednich badaniach jako skuteczny w indukcji tolerancji i uzależnienia opioidowego.

Protokół CPA składał się z pięciu faz: test wstępny, podawanie leku, kondycjonowanie, test końcowy i wygaszanie. W dniu 0 (test wstępny) myszy mogły swobodnie eksplorować aparat przez 15 minut – rejestrowano czas spędzony w każdej komorze oraz liczbę przejść. Zwierzęta z silną wstępną preferencją (<360 s w jednej komorze) wykluczano z analizy (n=2). W dniu 4, 90 minut po ostatniej iniekcji morfiny, podawano nalokson (1 mg/kg s.c.) w celu wywołania odstawienia, po czym natychmiast umieszczano zwierzęta w jednej z komór kondycjonujących na 15 minut. Test końcowy przeprowadzano w dniu 5 bez podawania leków.

Sesje wygaszania rozpoczynano 24 godziny po teście końcowym i kontynuowano codziennie przez 20–25 dni, aż do spełnienia kryteriów wygaszania (potwierdzonych testem t-Studenta). Przywrócenie pamięci oceniano dzień po wygaszaniu poprzez ekspozycję na jeden z trzech stresorów:

• Stres psychospołeczny (social defeat) – 15-minutowe starcie agonistyczne z agresywnym osobnikiem o podobnym wieku i wadze, wcześniej przesiewanym pod kątem wysokiej agresywności
• Stres fizyczny – restraint – 15-minutowe unieruchomienie w wentylowanych 50 ml probówkach stożkowych z ograniczeniem ruchów głowy i kończyn
• Stres fizyczny – tail pinch – 15-minutowe zaciskanie ogona spinaczem biurowym (3,2 cm) umieszczonym około 2 cm od dystalnego końca

W celu zbadania roli β-AR, część myszy otrzymywała propranolol (10 mg/kg i.p.) 30 minut przed ekspozycją na stresor, podczas gdy grupa kontrolna otrzymywała sól fizjologiczną. Dawka propranololu została wybrana na podstawie wcześniejszych badań wykazujących skuteczność w redukcji wywołanego stresem przywrócenia pamięci awersyjnych. Test przywrócenia pamięci przeprowadzano 15 minut po ekspozycji na stres, w pomieszczeniu innym niż użyte podczas kondycjonowania i wygaszania, aby zminimalizować skojarzenia kontekstowe.

Jak skutecznie stres przywracał pamięć awersyjną?

Wszystkie trzy rodzaje stresorów skutecznie przywracały nalokson-indukowaną CPA u myszy uzależnionych od morfiny. Po ekspozycji na social defeat, zwierzęta z grupy morfina+nalokson+sól fizjologiczna spędzały istotnie mniej czasu w komorze skojarzonej z naloksonem podczas testu przywrócenia pamięci w porównaniu z fazą wygaszania (p<0,05). Czas ten był porównywalny z wartościami uzyskanymi podczas testu końcowego, co wskazuje na pełne przywrócenie awersji. Liczba przejść między komorami nie uległa istotnym zmianom. W grupach niestresowanych nie zaobserwowano różnic między wygaszaniem a przywróceniem pamięci.

Podobne rezultaty uzyskano dla stresorów fizycznych. Myszy uzależnione od morfiny poddane stresowi unieruchomienia spędzały istotnie mniej czasu w komorze skojarzonej z naloksonem podczas przywrócenia pamięci niż w fazie wygaszania (p<0,05), przy czym wartości te odpowiadały wynikom z testu końcowego. Również w przypadku stresu zaciskania ogona zaobserwowano istotne skrócenie czasu przebywania w awersyjnej komorze podczas przywrócenia pamięci (p<0,05) w porównaniu z wygaszaniem, bez zmian w liczbie przejść.

Wyniki te potwierdzają, że zarówno stres psychospołeczny, jak i fizyczny mogą reaktywować pamięć awersyjną związaną z odstawieniem opioidów u zwierząt po pełnym wygaszeniu, co modeluje mechanizmy leżące u podstaw wywołanych stresem nawrotów w OUD.

Czy propranolol blokuje stresowe przywrócenie pamięci związanej z odstawieniem?

Podanie propranololu 30 minut przed ekspozycją na stresor istotnie osłabiało przywrócenie CPA we wszystkich trzech paradygmatach stresowych. U myszy uzależnionych od morfiny, które otrzymały propranolol przed social defeat, czas spędzony w komorze skojarzonej z naloksonem podczas testu przywrócenia pamięci był istotnie dłuższy niż u zwierząt z grupy otrzymującej sól fizjologiczną (p<0,05). Oznacza to, że blokada β-AR przed stresem psychospołecznym osłabiła przywrócenie pamięci związanej z odstawieniem.

Podobny efekt ochronny propranololu zaobserwowano w przypadku stresorów fizycznych. Myszy uzależnione od morfiny poddane stresowi unieruchomienia i uprzednio leczone propranololem spędzały istotnie więcej czasu w komorze skojarzonej z naloksonem niż grupa otrzymująca sól fizjologiczną (p<0,01), a także więcej niż niestresowane kontrole (p<0,001) i grupa otrzymująca tylko sól fizjologiczną zamiast morfiny (p<0,05). Również w grupie poddanej zaciskaniu ogona, propranolol przed stresem skutkował istotnie dłuższym czasem w awersyjnej komorze w porównaniu z grupą otrzymującą sól fizjologiczną (p<0,01) i kontrolami (p<0,05).

Liczba przejść między komorami nie uległa istotnym zmianom po podaniu propranololu w żadnej z grup, co sugeruje, że obserwowane efekty nie wynikają ze zmian w ogólnej aktywności lokomotorycznej, ale z blokady procesów pamięciowych związanych ze stresem. W grupach otrzymujących sól fizjologiczną zamiast morfiny, propranolol nie wywołał istotnych zmian, co wskazuje na specyficzność efektu dla zwierząt z historią uzależnienia od opioidów.

„Nasze wyniki wskazują, że antagonizm β-AR może modulować fizjologiczne i emocjonalne odpowiedzi na stres, które ułatwiają reaktywację pamięci związanych z odstawieniem” – piszą autorzy badania. Propranolol może osłabiać przywrócenie pamięci poprzez interakcje z układem CRF (corticotropin-releasing factor), choć prawdopodobnie nie wyłącznie przez ten mechanizm.

Jakie mechanizmy mogą tłumaczyć działanie propranololu?

Interakcja między sygnalizacją β-adrenergiczną a układem CRF jest szeroko udokumentowana. Aktywacja β-AR może wzmacniać uwalnianie CRF w mózgu, a CRF z kolei może modulować ekspresję i funkcję receptorów β-adrenergicznych. Ta dwukierunkowa interakcja sugeruje, że β-AR mogą modulować wywołane stresem przywrócenie pamięci awersyjnych poprzez mechanizmy zależne od CRF, choć prawdopodobnie nie wyłącznie.

Aktywność układu noradrenergicznego jest wzmożona podczas przewlekłego uzależnienia od opioidów oraz w trakcie odstawienia morfiny. Wyniki niniejszego badania są spójne z wcześniejszymi doniesieniami identyfikującymi β-AR jako potencjalne cele farmakologiczne do osłabiania nieprzystosowawczych pamięci związanych z zaburzeniami używania substancji. Badania przedkliniczne wykazały, że podanie propranololu po reaktywacji pamięci znacząco zmniejsza wartość motywacyjną bodźców związanych z narkotykami – na przykład w modelach gryzoni propranolol tłumił zachowania związane z poszukiwaniem kokainy i heroiny poprzez zakłócanie rekonsolidacji pamięci CPP i samopodawania.

Taherian i wsp. (2014) wykazali, że podanie propranololu szczurom zakłócało rekonsolidację kontekstowej pamięci lęku, przy czym osłabienie było widoczne zarówno dla świeżo nabytych, jak i długoterminowych wspomnień, co sugeruje trwały potencjał terapeutyczny. W badaniach klinicznych propranolol redukował wywołany kontekstem głód substancji u osób uzależnionych od nikotyny i osłabiał reaktywację pamięci związanej z alkoholem, choć w innych badaniach nie uzyskano istotnych redukcji głodu czy zachowań związanych z poszukiwaniem alkoholu.

Warto podkreślić, że w niniejszym badaniu propranolol podawano przed ekspozycją na stresor, a nie po reaktywacji pamięci, co odróżnia ten protokół od klasycznych paradygmatów zakłócania rekonsolidacji. To sugeruje, że β-AR mogą odgrywać rolę nie tylko w rekonsolidacji, ale także w procesach kodowania i utrwalania nowych śladów pamięciowych generowanych przez stres.

Jakie są ograniczenia badania i kierunki dalszych prac?

Badanie przeprowadzono wyłącznie na samcach myszy, co ogranicza możliwość ekstrapolacji wyników na populację ludzką, szczególnie na kobiety, u których różnice płciowe w odpowiedzi na stres i zachowaniach związanych z uzależnieniem są dobrze udokumentowane. Model CPA, chociaż wartościowy w ocenie pamięci awersyjnej, może nie oddawać pełnej złożoności mechanizmów uzależnień i nawrotów u ludzi. Dodatkowo, czas trwania i poziom ekspozycji na morfinę, jak również długość okresu abstynencji przed indukcją stresu, prawdopodobnie modulują podatność na nawrót.

Autorzy zalecają przeprowadzenie dalszych badań z wykorzystaniem selektywnych antagonistów β1-AR i β2-AR, aby precyzyjniej ocenić wkład tych receptorów w stresowe przywrócenie pamięci związanych z opioidami. Konieczne są również badania nad funkcjami kluczowych struktur mózgowych – kory przedczołowej, hipokampa i ciała migdałowatego – oraz wewnątrzkomórkowych kaskad sygnałowych działających w tych strukturach, które są zaangażowane w procesy nawrotu.

Chociaż niniejsze badanie koncentruje się na behawioralnych objawach wywołanego stresem przywrócenia pamięci, dalsze prace powinny zbadać molekularne i neuronalne mechanizmy leżące u podstaw obserwowanych efektów. Ponadto, translacja tych ustaleń do badań klinicznych wymaga uwzględnienia potencjalnych działań niepożądanych leków beta-blokujących oraz optymalizacji schematów dawkowania i czasu podawania w kontekście zapobiegania nawrotom u pacjentów z OUD.

Co to oznacza dla praktyki klinicznej w leczeniu uzależnień opioidowych?

Niniejsze badanie dostarcza przedklinicznych dowodów na to, że blokada receptorów β-adrenergicznych propranololem może stanowić nową strategię farmakologiczną zapobiegania wywołanym stresem nawrotom w zaburzeniach związanych z używaniem opioidów. Wyniki wskazują, że zarówno stres psychospołeczny (social defeat), jak i fizyczny (restraint, tail pinch) skutecznie przywracają pamięć awersyjną związaną z odstawieniem morfiny, ale przedstresowa administracja propranololu istotnie osłabia ten efekt. Kluczowe implikacje kliniczne obejmują możliwość wykorzystania antagonistów β-AR u pacjentów z OUD narażonych na silne stresory psychospołeczne i fizyczne.

Propranolol jest lekiem dobrze poznanym, stosowanym od dziesięcioleci w kardiologii i psychiatrii, co może ułatwić jego repozycjonowanie do terapii uzależnień. Jednak translacja wyników z modeli zwierzęcych na ludzi wymaga ostrożności – konieczne są badania kliniczne oceniające skuteczność, bezpieczeństwo i optymalny czas podawania propranololu w kontekście zapobiegania nawrotom. Potencjalne bariery obejmują działania niepożądane leków beta-blokujących (bradykardia, hipotensja, zwężenie oskrzeli u pacjentów z astmą), a także konieczność indywidualizacji terapii uwzględniającej współistniejące schorzenia somatyczne i psychiatryczne.

Dalsze badania powinny również rozstrzygnąć, czy selektywne antagonisty β1-AR lub β2-AR oferują lepszy profil skuteczności i bezpieczeństwa niż nieselektywny propranolol, oraz czy efekt ochronny utrzymuje się po wielokrotnych ekspozycjach na stresory lub po dłuższych okresach abstynencji. Zrozumienie roli układu noradrenergicznego w modulowaniu pamięci związanych z uzależnieniem otwiera nowe perspektywy terapeutyczne, ale wymaga dalszych prac badawczych zarówno na poziomie mechanizmów molekularnych, jak i walidacji klinicznej w populacji pacjentów z OUD.

Czy blokada β-AR to przyszłość w zapobieganiu nawrotom OUD?

Badanie wykazało, że propranolol podany przed ekspozycją na stres skutecznie osłabia przywrócenie pamięci awersyjnej związanej z odstawieniem opioidów we wszystkich testowanych paradygmatach stresowych. Zarówno stres psychospołeczny, jak i fizyczny reaktywują nalokson-indukowaną CPA u myszy uzależnionych od morfiny, ale przedstresowa blokada receptorów β-adrenergicznych istotnie zmniejsza ten efekt. Wyniki sugerują, że antagonizm β-AR może stanowić obiecującą strategię farmakologiczną w zapobieganiu nawrotom u pacjentów z zaburzeniami związanych z używaniem opioidów, szczególnie narażonych na silne stresory. Konieczne są jednak dalsze badania – zarówno z wykorzystaniem selektywnych antagonistów podtypów receptorów β-AR, jak i translacyjne badania kliniczne oceniające skuteczność i bezpieczeństwo tej interwencji u ludzi.