Uno speciale interruttore molecolare influenza il comportamento di dipendenza e determina la forza della risposta dell'organismo alle droghe che creano dipendenza.
Un gruppo di ricercatori delle Università di Heidelberg e della Sorbona (Parigi) è giunto a questa conclusione nel corso di esperimenti sui topi (come droga è stata utilizzata la cocaina). I ricercatori, guidati dal professor Hilmar Bading (Heidelberg) e dal professor Peter Vanhout (Parigi), hanno dimostrato che la proteina Npas4 regola la struttura e la funzione delle cellule nervose, responsabili del comportamento dipendente nei topi. Quando la quantità di Npas4 è stata ridotta durante l'esperimento, la risposta degli animali alla cocaina è stata significativamente più debole.
Secondo l'autore principale dello studio, Thomas Lissek, in un modello animale Npas4 agisce come regolatore molecolare della sensibilità alle droghe che causano comportamenti di dipendenza e abuso. Gli autori sperano che i risultati di questo lavoro portino a una migliore comprensione della natura della dipendenza negli esseri umani e possano avere applicazioni cliniche. Come medico e scienziato, sta conducendo una ricerca per la sua tesi di dottorato sui meccanismi di segnalazione molecolare che collegano l'attività neuronale alla trascrizione genica presso il Centro Interdisciplinare di Neuroscienze (IZN) dell'Università di Heidelberg. Il ricercatore ritiene inoltre che i risultati confermino l'esistenza di una base biologica per il comportamento di dipendenza, simile allo sviluppo del diabete o delle malattie cardiovascolari.
La proteina Npas4 è un cosiddetto fattore di trascrizione. Thomas Lissek spiega che possiamo considerare Npas4 come un conduttore che coordina quante e quali molecole saranno prodotte nella cellula. Le molecole su cui Npas4 agisce principalmente regolano i modelli di attività elettrica e la struttura delle cellule nervose, oltre a influenzare il numero di sinapsi tra di esse. Quando la quantità di Npas4 è stata ridotta sperimentalmente, è diminuito anche il numero di contatti intercellulari tra i neuroni. Di conseguenza, i topi hanno mostrato una risposta più debole alla cocaina rispetto a quando il numero di proteine Npas4 era più elevato.
Inoltre, i risultati di questo lavoro degli scienziati di Heidelberg e Parigi dimostrano che Npas4 è controllata da meccanismi di regolazione specifici. L'induzione dell'espressione di questa proteina avviene solo attraverso segnali che inducono un aumento della concentrazione di calcio nei nuclei neuronali. Ad esempio, l'attivazione dei recettori della dopamina (che è il meccanismo più discusso di dipendenza) non aumenta Npas4. I team di ricerca di Hilmar Bading e Peter Vanhout sono riusciti a confermare questa caratteristica anche utilizzando l'esempio di neuroni derivati da cellule staminali umane.
L'insolito meccanismo di regolazione dell'espressione di Npas4 è interessante sia per la ricerca biologica di base che per lo sviluppo di terapie cliniche per la dipendenza. Il professor Bading (direttore del dipartimento di neurobiologia dell'IZN) aggiunge che l'esposizione a Npas4 e la relativa via di segnalazione per il controllo del comportamento di dipendenza sono terapie promettenti.
Lo studio è stato condotto nell'ambito di un progetto di collaborazione tedesco-francese ed è stato finanziato, tra gli altri, dalla Fondazione tedesca per la ricerca (DFG) e dall'Agenzia nazionale per la ricerca (ANR, Francia). I risultati sono stati pubblicati sulla rivista EMBO Reports.