Abstraktní

Kokain uplatňuje své behaviorální stimulační účinky tím, že usnadňuje synaptické působení neurotransmiterů, jako je dopamin a serotonin. Je také neurotoxický a široce cytotoxický, což vede k úmrtím na předávkování. Ukazujeme, že cytotoxické účinky kokainu odrážejí selektivní zvyšování autofagie, což je proces, který fyziologicky degraduje metabolity a buněčné organely, a že nekontrolovaná autofagie může také vést k buněčné smrti. V mozkových kulturách kokain výrazně zvyšuje hladinu LC3-II a vyčerpává p62, což jsou účinky charakteristické pro autofagii. Naproti tomu kokain nestimuluje procesy buněčné smrti odrážející parthanata, monitorované štěpením poly(ADP ribózy)polymerázy-1 (PARP-1) nebo nekroptózy, hodnocené hladinami fosforylované smíšené linie kinázy podobné doméně. Farmakologická inhibice autofagie chrání neurony před buněčnou smrtí vyvolanou kokainem. Na druhé straně inhibice parthanatos, nekroptóza nebo apoptóza nezměnila cytotoxicitu kokainu. Vyčerpání ATG5 nebo beclin-1, hlavních mediátorů autofagie, zabraňuje buněčné smrti vyvolané kokainem. Naproti tomu vyčerpání kaspázy-3, jejíž štěpení odráží apoptózu, nemění cytotoxicitu kokainu a kokain nemění štěpení kaspázy-3. Vyčerpání PARP-1 nebo RIPK1, klíčových mediátorů parthanatos a nekroptózy, navíc nezabránilo buněčné smrti vyvolané kokainem. Autofágní účinky kokainu jsou zprostředkovány signální dráhou oxidu dusnatého-glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázy. Autofagie spojená s kokainem je tedy zrušena vyčerpáním GAPDH prostřednictvím shRNA; lékem CGP3466B, který zabraňuje nitrosylaci GAPDH; a mutací cysteinu-150 GAPDH, jeho místa nitrosylace. Léčba, která selektivně ovlivňuje autofagii spojenou s kokainem, může přinést terapeutický přínos.