Ein spezieller molekularer Schalter beeinflusst das süchtige (abhängige) Verhalten und bestimmt die Stärke der Reaktion des Körpers auf süchtig machende Medikamente.
Zu diesem Ergebnis kam eine Forschergruppe der Universitäten Heidelberg und Sorbonne (Paris) bei Experimenten an Mäusen (als Droge wurde Kokain verwendet). Die Forscher unter der Leitung von Professor Hilmar Bading (Heidelberg) und Professor Peter Vanhout (Paris) konnten nachweisen, dass das Protein Npas4 die Struktur und Funktion von Nervenzellen reguliert, die bei Mäusen für das Suchtverhalten verantwortlich sind. Wenn die Menge an Npas4 während des Experiments reduziert wurde, war die Reaktion der Tiere auf Kokain deutlich schwächer.
Laut dem Hauptautor der Studie, Thomas Lissek, wirkt Npas4 in einem Tiermodell als molekularer Regulator der Empfindlichkeit gegenüber Drogen, die Suchtverhalten und Missbrauch verursachen. Die Autoren hoffen, dass die Ergebnisse dieser Arbeit zu einem besseren Verständnis der Natur der Sucht beim Menschen führen und klinische Anwendungen haben könnten. Der Mediziner und Naturwissenschaftler forscht im Rahmen seiner Doktorarbeit am Interdisziplinären Zentrum für Neurowissenschaften (IZN) der Universität Heidelberg über molekulare Signalmechanismen, die neuronale Aktivität und Gentranskription miteinander verbinden. Die Ergebnisse bestätigen nach Ansicht des Forschers auch die Existenz einer biologischen Grundlage für Suchtverhalten, ähnlich wie bei der Entstehung von Diabetes oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Das Protein Npas4 ist ein sogenannter Transkriptionsfaktor. Thomas Lissek erklärt, dass wir Npas4 als einen Dirigenten betrachten können, der koordiniert, wie viele und welche Moleküle in der Zelle produziert werden. Die Moleküle, auf die Npas4 hauptsächlich einwirkt, regulieren die Muster der elektrischen Aktivität und die Struktur der Nervenzellen und beeinflussen auch die Anzahl der Synapsen zwischen ihnen. Als die Menge an Npas4 experimentell verringert wurde, verringerte sich auch die Anzahl der interzellulären Kontakte zwischen den Neuronen. In der Folge zeigten die Mäuse eine schwächere Reaktion auf Kokain, als wenn die Anzahl der Npas4-Proteine höher war.
Die Ergebnisse dieser Arbeit von Wissenschaftlern aus Heidelberg und Paris zeigen auch, dass Npas4 durch spezifische Regulationsmechanismen gesteuert wird. Die Induktion der Expression dieses Proteins erfolgt nur durch Signale, die einen Anstieg der Kalziumkonzentration in neuronalen Kernen bewirken. Die Aktivierung von Dopaminrezeptoren (der meistdiskutierte Mechanismus der Sucht) führt beispielsweise nicht zu einem Anstieg von Npas4. Die Forscherteams von Hilmar Bading und Peter Vanhout konnten diese Eigenschaft auch am Beispiel von Neuronen aus menschlichen Stammzellen bestätigen.
Der ungewöhnliche Mechanismus der Regulation der Npas4-Expression ist sowohl für die biologische Grundlagenforschung als auch für die Entwicklung klinischer Therapien der Sucht von Interesse. Professor Bading (Leiter der Abteilung Neurobiologie des IZN) fügt hinzu, dass die Exposition von Npas4 und der damit verbundene Signalweg zur Kontrolle des Suchtverhaltens vielversprechende Therapien darstellen.
Die Studie wurde im Rahmen eines deutsch-französischen Kooperationsprojekts durchgeführt und unter anderem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Nationalen Forschungsagentur (ANR, Frankreich) finanziert. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift EMBO Reports veröffentlicht.