Specjalny przełącznik molekularny wpływa na uzależniające (zależne) zachowanie i określa siłę reakcji organizmu na leki uzależniające.
Grupa naukowców z uniwersytetów w Heidelbergu i Sorbonie (Paryż) doszła do tego wniosku podczas eksperymentów na myszach (jako narkotyk zastosowano kokainę). Naukowcy pod kierownictwem profesora Hilmara Badinga (Heidelberg) i profesora Petera Vanhouta (Paryż) wykazali, że białko Npas4 reguluje strukturę i funkcję komórek nerwowych, które są odpowiedzialne za uzależniające zachowanie u myszy. Kiedy ilość Npas4 została zmniejszona podczas eksperymentu, reakcja zwierząt na kokainę była znacznie słabsza.
Według głównego autora badania, Thomasa Lisska, w modelu zwierzęcym Npas4 działa jako molekularny regulator wrażliwości na narkotyki, które powodują uzależniające zachowania i nadużycia. Autorzy mają nadzieję, że wyniki tej pracy doprowadzą do lepszego zrozumienia natury uzależnienia u ludzi i mogą mieć zastosowanie kliniczne. Jako lekarz i naukowiec prowadzi badania do swojej rozprawy doktorskiej na temat molekularnych mechanizmów sygnalizacyjnych łączących aktywność neuronalną z transkrypcją genów w Interdyscyplinarnym Centrum Neuronauki (IZN) na Uniwersytecie w Heidelbergu. Badacz uważa również, że wyniki badań potwierdzają istnienie biologicznych podstaw zachowań uzależniających, podobnych do rozwoju cukrzycy lub chorób układu krążenia.
Białko Npas4 jest tak zwanym czynnikiem transkrypcyjnym. Thomas Lissek wyjaśnia, że możemy uznać Npas4 za przewodnik, który koordynuje, ile i jakie cząsteczki będą produkowane w komórce. Cząsteczki, na które przede wszystkim działa Npas4, regulują wzorce aktywności elektrycznej i strukturę komórek nerwowych, a także wpływają na liczbę synaps między nimi. Gdy ilość Npas4 została eksperymentalnie zmniejszona, zmniejszyła się również liczba kontaktów międzykomórkowych między neuronami. Następnie myszy wykazywały słabszą reakcję na kokainę niż w przypadku, gdy liczba białek Npas4 była wyższa.
Wyniki tej pracy naukowców z Heidelbergu i Paryża pokazują również, że Npas4 jest kontrolowany przez określone mechanizmy regulacyjne. Indukcja ekspresji tego białka zachodzi tylko poprzez sygnały, które indukują wzrost stężenia wapnia w jądrach neuronów. Na przykład aktywacja receptorów dopaminy (która jest najczęściej omawianym mechanizmem uzależnienia) nie zwiększa Npas4. Zespoły badawcze Hilmara Badinga i Petera Vanhouta były również w stanie potwierdzić tę cechę na przykładzie neuronów pochodzących z ludzkich komórek macierzystych.
Niezwykły mechanizm regulacji ekspresji Npas4 jest interesujący zarówno dla podstawowych badań biologicznych, jak i dla rozwoju klinicznych terapii uzależnień. Profesor Bading (dyrektor wydziału neurobiologii IZN) dodaje, że ekspozycja na Npas4 i powiązany z nim szlak sygnałowy w celu kontrolowania zachowań uzależniających są obiecującymi terapiami.
Badanie zostało przeprowadzone w ramach niemiecko-francuskiego projektu współpracy i zostało sfinansowane między innymi przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG) i Narodową Agencję Badań (ANR, Francja). Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie EMBO Reports.