Eriline molekulaarne lüliti mõjutab sõltuvust tekitav (sõltuvust tekitav) käitumine ja määrab ära organismi reaktsiooni tugevuse sõltuvust tekitavatele ravimitele.
Heidelbergi ja Sorbonne'i ülikoolide (Pariis) teadlaste rühm jõudis sellele järeldusele hiirtel tehtud katsete käigus (ravimina kasutati kokaiini). Teadlased, keda juhtisid professor Hilmar Bading (Heidelberg) ja professor Peter Vanhout (Pariis), näitasid, et valk Npas4 reguleerib närvirakkude struktuuri ja funktsiooni, mis vastutavad hiirte sõltuvuskäitumise eest. Kui katse käigus vähendati Npas4 kogust, oli loomade reaktsioon kokaiinile oluliselt nõrgem.
Uuringu juhtivautori Thomas Lisseki sõnul toimib Npas4 loomamudelis sõltuvuskäitumist ja kuritarvitamist põhjustavate uimastite suhtes tundlikkuse molekulaarse regulaatorina. Autorid loodavad, et selle töö tulemused aitavad paremini mõista sõltuvuse olemust inimestel ja neil võib olla kliinilisi rakendusi. Arst ja teadlane teeb oma doktoritöö jaoks uurimistööd molekulaarsete signaalimehhanismide kohta, mis seovad neuronaalset aktiivsust geenide transkriptsiooniga Heidelbergi ülikooli interdistsiplinaarses neuroteaduste keskuses (IZN). Teadlane usub ka, et tulemused kinnitavad sõltuvust tekitava käitumise bioloogilise aluse olemasolu, sarnaselt diabeedi või südame-veresoonkonna haiguste arenguga.
Npas4 valk on nn transkriptsioonifaktor. Thomas Lissek selgitab, et Npas4-i võib pidada dirigendiks, mis koordineerib, kui palju ja milliseid molekule rakus toodetakse. Molekulid, millele Npas4 peamiselt mõjub, reguleerivad elektrilise aktiivsuse mustreid ja närvirakkude struktuuri, samuti mõjutavad nad omavaheliste sünapside arvu. Kui Npas4 kogust eksperimentaalselt vähendati, vähenes ka rakkudevaheliste kontaktide arv neuronite vahel. Seejärel näitasid hiired nõrgemat reaktsiooni kokaiinile kui siis, kui Npas4 valkude arv oli suurem.
Ka selle Heidelbergi ja Pariisi teadlaste töö tulemused näitavad, et Npas4-i kontrollivad spetsiifilised regulatiivsed mehhanismid. Selle valgu ekspressiooni indutseerimine toimub ainult signaalide kaudu, mis indutseerivad kaltsiumikontsentratsiooni tõusu neuroni tuumades. Näiteks dopamiiniretseptorite aktiveerimine (mis on kõige enam arutatud sõltuvuse mehhanism) ei suurenda Npas4-i. Hilmar Badingi ja Peter Vanhouti uurimisrühmad suutsid seda omadust kinnitada ka inimese tüvirakkudest saadud neuronite näitel.
Npas4 ekspressiooni ebatavaline regulatsioonimehhanism pakub huvi nii bioloogiliste alusuuringute kui ka sõltuvuse kliiniliste ravimeetodite väljatöötamiseks. Professor Bading (IZN-i neurobioloogia osakonna direktor) lisab, et Npas4 ja sellega seotud signaalirada sõltuvuskäitumise kontrollimiseks on paljulubavad ravimeetodid.
Uuring viidi läbi Saksa-Prantsusmaa koostööprojekti raames ja seda rahastasid muu hulgas Saksa Teadusfond (DFG) ja riiklik uurimisagentuur (ANR, Prantsusmaa). Tulemused avaldati ajakirjas EMBO Reports.