Özel bir moleküler anahtar bağımlılık (bağımlı) davranışını etkiler ve vücudun bağımlılık yapan ilaçlara verdiği tepkinin gücünü belirler.
Heidelberg ve Sorbonne Üniversitelerinden (Paris) bir grup araştırmacı fareler üzerinde yaptıkları deneylerde (ilaç olarak kokain kullanılmıştır) bu sonuca varmıştır. Profesör Hilmar Bading (Heidelberg) ve Profesör Peter Vanhout (Paris) liderliğindeki araştırmacılar, Npas4 proteininin farelerde bağımlı davranıştan sorumlu olan sinir hücrelerinin yapısını ve işlevini düzenlediğini göstermiştir. Deney sırasında Npas4 miktarı azaltıldığında, hayvanların kokaine verdiği tepki önemli ölçüde zayıfladı.
Çalışmanın başyazarı Thomas Lissek'e göre, bir hayvan modelinde Npas4, bağımlılık yapan davranışlara ve kötüye kullanıma neden olan ilaçlara karşı duyarlılığın moleküler bir düzenleyicisi olarak hareket ediyor. Yazarlar, bu çalışmanın sonuçlarının insanlarda bağımlılığın doğasının daha iyi anlaşılmasına yol açacağını ve klinik uygulamalara sahip olabileceğini umuyor. Bir hekim ve bilim insanı olarak Heidelberg Üniversitesi Disiplinlerarası Sinirbilim Merkezi'nde (IZN) nöronal aktiviteyi gen transkripsiyonuna bağlayan moleküler sinyal mekanizmaları üzerine doktora tezi için araştırma yapmaktadır. Araştırmacı ayrıca sonuçların, diyabet veya kardiyovasküler hastalık gelişimine benzer şekilde bağımlılık davranışının biyolojik bir temelinin varlığını doğruladığına inanıyor.
Npas4 proteini, transkripsiyon faktörü olarak adlandırılan bir proteindir. Thomas Lissek, Npas4'ü hücrede kaç tane ve hangi moleküllerin üretileceğini koordine eden bir iletken olarak düşünebileceğimizi açıklıyor. Npas4'ün öncelikle üzerinde etkili olduğu moleküller, elektriksel aktivite ve sinir hücresi yapısını düzenlemenin yanı sıra aralarındaki sinaps sayısını da etkiliyor. Npas4 miktarı deneysel olarak azaltıldığında, nöronlar arasındaki hücreler arası temasların sayısı da azaldı. Daha sonra fareler, Npas4 proteinlerinin sayısının daha yüksek olduğu duruma kıyasla kokaine karşı daha zayıf bir tepki göstermiştir.
Ayrıca, Heidelberg ve Paris'ten bilim insanlarının bu çalışmasının sonuçları, Npas4'ün belirli düzenleyici mekanizmalar tarafından kontrol edildiğini göstermektedir. Bu proteinin ifadesinin indüklenmesi yalnızca nöronal çekirdeklerde kalsiyum konsantrasyonunda bir artışa neden olan sinyaller yoluyla gerçekleşir. Örneğin, dopamin reseptörlerinin aktivasyonu (ki bu en çok tartışılan bağımlılık mekanizmasıdır) Npas4'ü arttırmaz. Hilmar Bading ve Peter Vanhout'un araştırma ekipleri de insan kök hücrelerinden türetilen nöronlar örneğini kullanarak bu özelliği doğrulayabilmiştir.
Npas4 ifadesinin alışılmadık düzenleme mekanizması hem temel biyolojik araştırmalar hem de bağımlılık için klinik tedavilerin geliştirilmesi açısından ilgi çekicidir. Profesör Bading (IZN nörobiyoloji bölümü direktörü), bağımlılık davranışını kontrol etmek için Npas4'e ve ilişkili sinyal yoluna maruz kalmanın umut verici tedaviler olduğunu ekliyor.
Çalışma, Alman-Fransız ortak projesinin bir parçası olarak yürütüldü ve diğerlerinin yanı sıra Alman Araştırma Vakfı (DFG) ve Ulusal Araştırma Ajansı (ANR, Fransa) tarafından finanse edildi. Sonuçlar EMBO Reports dergisinde yayımlanmıştır.