Az agy a legbonyolultabb szervünk. Miközben a többi szervünket mindössze 200 sejttípus működteti, az emberi agyban körülbelül 900 agyterületen az ezres nagyságrendhez közelít a becsült sejttípusok száma. Az egyes idegsejtek között zajló, térben és időben precízen szabályozott kommunikációhoz pedig több ezer különböző fehérje nanométeres tartományban összehangolt működésére van szükség. Ez a komplexitás ugyanakkor jelentősen megnehezíti, hogy részletesen megérthessük az idegrendszer betegségeinek hátterét.

Az MTA KOKI Lendület Molekuláris Neurobiológiai Kutatócsoportja korábban francia és amerikai kutatókkal közösen fedezte fel és 2012-ben publikálta, hogy az egyik leggyakoribb súlyos szellemi fogyatékosság, a Törékeny-X szindróma modelljében az endokannabinoid jelpálya kóros működése tapasztalható. Katona István és tanítványa, Chris Henstridge kimutatták, hogy az (idegsejtjeink által termelt, tehát nem a „füvezés” során bevitt) endokannabinoid jelmolekulát szintetizáló enzim a szinapszisok szélétől 100 nanométerrel arrébb csúszik, amelynek következtében a serkentő szinapszisokban megszűnik a jelátvitel.

E váratlan eredmény nyomán a kutatócsoport megoldást akart keresni egy régi technikai problémára: miként lehet nanométeres tartományban nagy hatékonysággal vizsgálni egy adott fehérje mennyiségét az idegszövet meghatározott sejttípusaiban? Új tanulmányukban, amely most jelent meg az idegtudományok egyik legrangosabb folyóiratában, a Nature Neuroscience-ban, Katona István és kollégái egy új megközelítést mutatnak be. Eljárásuk segítségével lehetségessé vált egyedileg azonosított idegsejtekben a célfehérjék mennyiségi vizsgálata nanométeres pontossággal és az adott idegsejt élettani és anatómiai paramétereivel együttesen.

Az új módszer segítségével felfedezték, hogy milyen sejttípus-specifikus szerveződési elvek jellemzik a marihuána pszichoaktív hatását és az endokannabinoid jelátvitelt közvetítő receptorok eloszlását az idegvégződéseken. Azt is feltárták, hogy a kannabisznövény hatóanyaga, a THC-molekula hogyan változtatja meg a receptorok mennyiségét és eloszlását. Hatnapos THC-kezelés után a szinapszisok működését finomhangoló receptorok mintegy 85 százaléka eltűnt az idegvégződések felszínéről, ami molekuláris magyarázata lehet a tartós kannabiszhasználat során tapasztalt tolerancia jelenségének. Meglepő módon a THC-kezelés után több hétig tartott, mire teljesen helyreállt a receptorok mennyisége az idegvégződéseken.