Mensen die door cocaïnegebruik zijn aangetast, vertonen veranderingen in genexpressie in twee hersengebieden: de nucleus accumbens, een gebied dat wordt geassocieerd met beloning, en de caudate nucleus, een gebied dat gewoontevorming bemiddelt.
Dit blijkt uit onderzoek dat is uitgevoerd aan de Icahn School of Medicine op de berg Sinaï en is gepubliceerd in "Science Advances", waarin wordt geadviseerd dat deze veranderingen, die aanzienlijk bijdragen aan de aanhoudende gedragsafwijkingen die worden gezien bij drugsverslaving, veroorzaakt door cocaïnegebruik, een reeks chemische reacties teweegbrachten. reacties die leiden tot een toename van de hoeveelheid boodschapper-RNA die wordt geproduceerd door sommige van de aangetaste genen in deze twee hersengebieden, terwijl de activiteit van andere genen afneemt.
Verliezen in de hoeveelheid geproduceerd messenger-RNA, een proces dat ook bekend staat als "expressie" van de onderliggende genen, leidt tot veranderingen in de hoeveelheid eiwitten die daar worden geproduceerd die vervolgens chemische reacties in de hersenen uitvoeren, leggen de onderzoekers uit in zijn werk.
Het team vond significante overlap tussen RNA's die tot expressie komen in dit deel van de hersenen, wat suggereert dat deze moleculaire veranderingen de sleutel kunnen zijn tot de ontwikkeling en instandhouding van cocaïnegebruiksstoornissen.
Cocaïnegebruiksstoornis is een chronische, recidiverende hersenaandoening waarvoor momenteel geen goedgekeurde behandelingen zijn. Ook wordt verondersteld dat de regulatie van genexpressie in de motivatie- en beloningscentra van de hersenen een cruciale rol speelt in de aanhoudende gedragsveranderingen die verslaving definiëren, kennis blijft beperkt om de onaangepaste genactiviteit die chronisch gebruik van cocaïne veroorzaakt in deze circuits bij mensen te ontnuchteren. en dat het ten grondslag ligt aan verstoring door cocaïnegebruik.
Om de kenniskloof aan te pakken, voerde het team RNA-sequencing uit op zowel de nucleus accumbens als de caudate nucleus van postmortem hersenweefsel van mensen met een cocaïnegebruiksstoornis en gematchte controles. Met behulp van het grootste en meest diverse cohort dat tot nu toe is onderzocht, ontdekten we dat veranderingen in neuro-inflammatoire processen.
Cocaïne verhoogt de hoeveelheid van de neurotransmitter dopamine bij synapsen, of verbindingen tussen hersencellen waarvan de elektrische signalen worden omgezet in chemische signalen. Daarbij laat cocaïne een cascade van gebeurtenissen los die een chemische boodschapper in de hersenen activeert, de AMP-cyclus genaamd, die zal leiden tot veranderingen in genexpressie.
“Naast nieuwe inzichten in de moleculaire veranderingen die cocaïnegebruik met zich meebrengt, ontdekten we dat mensen met een cocaïnegebruiksstoornis ontregelde genen hebben die verband houden met schizofrenie en depressieve stoornis, wat aangeeft dat deze stoornissen sommige systemen van neuronen, circuits en regulatoren van onderliggende genen”, zegt Philipp Mews, eerste auteur van het artikel.
De resultaten vertegenwoordigen een doorbraak in het begrip van moleculaire afwijkingen bij cocaïnegebruiksstoornissen.
Omdat het moeilijk is om direct te bestuderen hoe drugs zoals cocaïne in het menselijk brein terechtkomen, gebruiken onderzoekers vaak diermodellen om hun effecten te bestuderen. Een belangrijke vraag is echter of wat deze diermodellen leren vergelijkbaar is met wat er gebeurt in de hersenen van mensen die cocaïne gebruiken.
"Ons team analyseerde onderzoeken bij muizen om meer te weten te komen over de timing van zelftoediening van cocaïne en vergeleek de resulterende moleculaire veranderingen met waarnemingen in postmortaal hersenweefsel van mensen met een cocaïnegebruiksstoornis. De analyse bracht opvallend gelijkaardige veranderingen aan het licht in de genexpressieprofielen van de hersenen bij zowel ratten als mensen, wat het gebruik van muismodellen valideert om de fysiologische basis van cocaïnegebruiksstoornissen te bestuderen, "verklaarde Eric J. Nestler, hoofdauteur van het artikel.
Deze bevindingen, zo schrijven ze, vertegenwoordigen een aanzienlijke vooruitgang in ons begrip van de moleculaire afwijkingen bij cocaïnegebruiksstoornissen en zijn van onschatbare waarde voor toekomstig onderzoek.
