Een speciale moleculaire schakelaar beïnvloedt verslavend (afhankelijk) gedrag en bepaalt de sterkte van de reactie van het lichaam op verslavende drugs.
Een groep onderzoekers van de universiteiten van Heidelberg en Sorbonne (Parijs) kwam tot deze conclusie tijdens experimenten met muizen (cocaïne werd gebruikt als medicijn). De onderzoekers onder leiding van professor Hilmar Bading (Heidelberg) en professor Peter Vanhout (Parijs) hebben aangetoond dat het eiwit Npas4 de structuur en functie van zenuwcellen reguleert, die verantwoordelijk zijn voor afhankelijk gedrag bij muizen. Wanneer de hoeveelheid Npas4 tijdens het experiment werd verminderd, was de reactie van de dieren op cocaïne aanzienlijk zwakker.
Volgens de hoofdauteur van het onderzoek, Thomas Lissek, fungeert Npas4 in een diermodel als een moleculaire regulator van de gevoeligheid voor drugs die verslavend gedrag en misbruik veroorzaken. De auteurs hopen dat de resultaten van dit werk zullen leiden tot een beter begrip van de aard van verslaving bij mensen en klinische toepassingen kunnen hebben. Als arts en wetenschapper doet hij onderzoek voor zijn proefschrift over moleculaire signaalmechanismen die neuronale activiteit koppelen aan gentranscriptie aan het Interdisciplinair Centrum voor Neurowetenschappen (IZN) aan de Universiteit van Heidelberg. De onderzoeker gelooft ook dat de resultaten het bestaan van een biologische basis voor verslavend gedrag bevestigen, vergelijkbaar met de ontwikkeling van diabetes of hart- en vaatziekten.
Het Npas4 eiwit is een zogenaamde transcriptiefactor. Thomas Lissek legt uit dat we Npas4 kunnen beschouwen als een dirigent die coördineert hoeveel en welke moleculen er in de cel worden aangemaakt. De moleculen waar Npas4 voornamelijk op inwerkt, reguleren patronen van elektrische activiteit en de structuur van zenuwcellen, en beïnvloeden ook het aantal synapsen daartussen. Toen de hoeveelheid Npas4 experimenteel werd verlaagd, daalde ook het aantal intercellulaire contacten tussen neuronen. Vervolgens vertoonden muizen een zwakkere reactie op cocaïne dan wanneer het aantal Npas4 eiwitten hoger was.
Ook tonen de resultaten van dit werk van wetenschappers uit Heidelberg en Parijs aan dat Npas4 wordt gecontroleerd door specifieke regulatiemechanismen. De expressie van dit eiwit wordt alleen geïnduceerd door signalen die de calciumconcentratie in neuronale kernen verhogen. Activering van dopaminereceptoren (het meest besproken verslavingsmechanisme) leidt bijvoorbeeld niet tot een toename van Npas4. De onderzoeksteams van Hilmar Bading en Peter Vanhout waren ook in staat om dit kenmerk te bevestigen aan de hand van neuronen afkomstig van menselijke stamcellen.
Het ongebruikelijke mechanisme van de regulatie van de expressie van Npas4 is zowel interessant voor fundamenteel biologisch onderzoek als voor de ontwikkeling van klinische therapieën voor verslaving. Professor Bading (directeur van de afdeling neurobiologie van het IZN) voegt hieraan toe dat blootstelling aan Npas4 en de bijbehorende signaalroute voor het beheersen van verslavend gedrag veelbelovende therapieën zijn.
Het onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van een Duits-Frans samenwerkingsproject en werd gefinancierd door onder andere de Duitse Research Foundation (DFG) en het National Research Agency (ANR, Frankrijk). De resultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift EMBO Reports.