Особый молекулярный переключатель влияет на аддиктивное (зависимое) поведение и определяет силу реакции организма на наркотики, вызывающие привыкание.
К такому выводу пришла группа исследователей из Гейдельбергского и Сорбонского университетов (Париж) в ходе экспериментов на мышах (в качестве наркотика использовался кокаин). Исследователи под руководством профессора Хильмара Бадинга (Гейдельберг) и профессора Питера Ванхаута (Париж) продемонстрировали, что белок Npas4 регулирует структуру и функцию нервных клеток, которые отвечают за зависимое поведение мышей. Когда в ходе эксперимента количество Npas4 уменьшалось, реакция животных на кокаин была значительно слабее.
По словам ведущего автора исследования Томаса Лиссека, в животной модели Npas4 выступает в качестве молекулярного регулятора чувствительности к наркотикам, вызывающим зависимое поведение и злоупотребление. Авторы надеются, что результаты этой работы приведут к лучшему пониманию природы зависимости у людей и могут иметь клиническое применение. Как врач и ученый, он проводит исследования для своей докторской диссертации по молекулярным сигнальным механизмам, связывающим активность нейронов с транскрипцией генов, в Междисциплинарном центре нейронаук (IZN) при Гейдельбергском университете. Исследователь также считает, что полученные результаты подтверждают существование биологической основы аддиктивного поведения, подобно развитию диабета или сердечно-сосудистых заболеваний.
Белок Npas4 - это так называемый фактор транскрипции. Томас Лисек объясняет, что Npas4 можно рассматривать как дирижер, который координирует, сколько и каких молекул будет произведено в клетке. Молекулы, на которые в первую очередь действует Npas4, регулируют паттерны электрической активности и структуру нервных клеток, а также влияют на количество синапсов между ними. Когда количество Npas4 было экспериментально снижено, уменьшилось и число межклеточных контактов между нейронами. Впоследствии мыши демонстрировали более слабую реакцию на кокаин, чем при более высоком количестве белка Npas4.
Также результаты работы ученых из Гейдельберга и Парижа демонстрируют, что Npas4 контролируется специфическими регуляторными механизмами. Индукция экспрессии этого белка происходит только под действием сигналов, вызывающих повышение концентрации кальция в ядрах нейронов. Например, активация дофаминовых рецепторов (что является наиболее обсуждаемым механизмом зависимости) не приводит к увеличению Npas4. Исследовательская группа Хилмара Бадинга и Питера Ванхаута также смогла подтвердить эту особенность на примере нейронов, полученных из стволовых клеток человека.
Необычный механизм регуляции экспрессии Npas4 представляет интерес как для фундаментальных биологических исследований, так и для разработки клинических методов лечения зависимости. Профессор Бадинг (директор отделения нейробиологии IZN) добавляет, что воздействие на Npas4 и связанный с ним сигнальный путь для контроля аддиктивного поведения являются перспективными методами лечения.
Исследование проводилось в рамках совместного немецко-французского проекта и финансировалось, в частности, Немецким исследовательским фондом (DFG) и Национальным исследовательским агентством (ANR, Франция). Результаты исследования были опубликованы в журнале EMBO Reports.