Een verslag van Ruth Williams :: September 2006
Vertaald door Benno Arentsen

Drugs die de geest beïnvloeden kunnen de epigenetische code van hersencellen herschrijven, zo blijkt uit recent onderzoek. Er zijn aanwijzingen dat tijdelijke veranderingen in het milieu van het brein (bijvoorbeeld door drugs) zich vertalen in veranderingen op de lange termijn in de verbindingen van de hersencellen, hetgeen uiteindelijk kan leiden tot verslaving.

De vaardigheid van de hersenen om te leren is een zich herhalend proces waarbij steeds opnieuw gebeurtenissen en uitkomsten aan elkaar worden geknoopt, totdat associatieve herinneringen zijn gevormd. Verdovende middelen die een 'high' veroorzaken stimuleren deze leercircuits, en men denkt dat bij verslaving dit op beloning ingestelde leersysteem in een pathologische overbelaste toestand geraakt, waardoor dwangmatigheid ontstaat. Regelmatige (langdurige) en dwangmatige inname van drugs versterkt de aangeleerde associatie en verergert het probleem.

In fysieke zin bevordert elk leerproces de sterkte van de verbindingen en het contact tussen de verschillende hersencellen. Hoewel weinig bekend is over de moleculaire mechanismen die deze versterkingen veroorzaken, vermoedt men dat het te maken heeft met het inschakelen van genen die vervolgens de fysieke hermodellering van de verbindingen regelen.

Na inname van drugs zoals cocaïne wordt een aantal genen in de hersencellen ingeschakeld. Nieuw onderzoek laat zien dat dit inschakelen geschiedt door epigenetische modificaties - chemische veranderingen in hetzij het DNA (dat de code van het gen bevat) of de met het DNA verbonden histon-eiwitten.

Epigenetische modificaties veranderen niet de DNA reeks zelf, maar beïnvloeden eerder de leesbaarheid van de code. Zo kunnen epigenetische veranderingen een gen toegankelijk maken en daarmee de hoeveelheid vergroten die wordt afgelezen (het productieniveau verhogen), of het juist ontoegankelijk maken door het uit te schakelen. Het blijkt dat cocaïne een acetylering van histon-eiwitten veroorzaakt, een modificatie die in verband wordt gebracht met toegankelijk actief DNA. Anders gezegd: cocaïne kan genen inschakelen.

Cocaïne wijzigt niet alleen de epigenetische toestand van genen, maar leidt ook tot blijvende epigenetische modificaties, afhankelijk van de frequentie van het druggebruik. Sommige genen raken ingeschakeld door incidenteel (acuut) gebruik, terwijl andere pas na langdurig gebruik worden ingeschakeld (zoals bij verslaving). Sommige genen worden in beide gevallen ingeschakeld. Acuut gebruik veroorzaakt de inschakeling van genen door acetylering van het bijbehorende histon H4 eiwit, terwijl bij langdurig gebruik genen worden ingeschakeld door acetylering van het bijbehorende histon H3 eiwit. Bij de genen die door beide vormen van blootstelling aan drugs worden ingeschakeld, vindt H4 acetylering plaats bij initiële blootstelling aan cocaïne, waarna wordt overgegaan op H3 acetylering bij langer gebruik.

Van belang is dat de histon H3 acetylering bij een aantal genen nog lange tijd na de blootstelling aan drugs gehandhaafd blijft. Zo kan deze langdurige moleculaire markering leiden tot een activatie van genen op de lange termijn. Dit verklaart dan weer de langdurige fysieke veranderingen die de hersencelverbindingen versterken, op weg naar een verslaving.

Het zou heel goed kunnen dat andere verdovende middelen hetzelfde langdurige epigenetische effect hebben als cocaïne. Als blijkt dat dat zo is, dan zou onderzoek naar het uitwissen van epigenetische modificaties in specifieke gebieden van het brein kunnen leiden tot een behandeling tegen verslaving.

Oorspronkelijk artikel
Verwante artikelen: Levine et al (2005), Tsankova et al (2006)