Boven een wereldwijde killer die grote persoonlijke en maatschappelijke ellende veroorzaakt, maar ook een miljardenindustrie in stand houdt, hangt één vraag: waarom krijgt de een ernstige problemen met alcohol en de ander niet? Of anders geformuleerd: “Bij de meeste gebruikers blijft de alcoholconsumptie onder controle, maar bij een minderheid die een alcoholverslaving ontwikkelt, wordt de consumptie ‘dwangmatig’, d.w.z. dat zij doorgaat ondanks de nadelige gevolgen.”

Dat is de eerste zin van het onderzoeksartikel ‘A neural substrate of compulsive alcohol use’ dat onlangs verscheen in het vakblad Science Advances. Het artikel kan het best omschreven worden als een speurtocht naar de cellen en de moleculen in de hersenen van ratten die bepalen waarom de één wel en de ander niet verslaafd raakt aan alcohol. Het is preklinisch onderzoek, waarvan de resultaten hopelijk ook voor de mens gelden.

De onderzoekers zeggen een “tot nu toe onbekend mechanisme van een belangrijk kenmerk van alcoholverslaving” te hebben gevonden. Die vondst “wijst naar een nieuwe kandidaat voor een therapeutisch doel”. De alcoholindustrie is een miljarden business, de verslavingszorg is dat ook. Een medicijn dat precies daar aangrijpt waar het in de hersenen misgaat, is de heilige graal van het neurobiologische verslavingsonderzoek.

Rem
Onderzoeker Esther Visser laat zich niet verleiden daarover al te ver vooruit te kijken. Medicijnen maken is het werk van farmacologen, zij is promovenda bij het Department of Molecular and Cellular Neurobiology, Center for Neurogenomics and Cognitive Research, Amsterdam Neuroscience, aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Ze werkt met haar promotor Michel van den Oever en andere collega’s onder meer aan moleculaire technieken die in de hersenencellen hun werk moeten doen. Vorig jaar publiceerde ze in Science Advances over haar eigen onderzoek.

Hun vorderingen op dat gebied brachten Visser en Van den Oever aan boord van het team van de Zweedse onderzoeker Marcus Heilig. In diens lab aan de universiteit van Linköping vonden de proeven met ratten plaats die leiden tot de publicatie. Visser en Van den Oever zijn medeauteurs van het artikel. Visser promoveert binnenkort op de moleculaire mechanismen achter alcoholverslaving.

“Mensen die verslaafd zijn weten vaak wel dat er schadelijke gevolgen zijn van alcoholgebruik, alleen ontbreekt de rem om dat gedrag ook echt te stoppen,” zegt Visser. “Dit onderzoek is gericht op het identificeren van het gebied in de hersenen waar dat geregeld is.”

Mensen die verslaafd zijn weten vaak wel dat er schadelijke gevolgen zijn van alcoholgebruik, alleen ontbreekt de rem om dat gedrag ook echt te stoppen
Knopje
Huib Stam: Omdat slechts een deel van de mensheid alcoholist wordt, zou er een fysiologisch verschil kunnen zijn met mensen die wel drinken, maar niet verslaafd raken. Hoe ga je daarnaar op zoek in de hersenen?
Esther Visser: “De Zweedse onderzoekers hebben een groep ratten getraind op een knopje te drukken om een druppel alcohol te krijgen. Omdat dat belonend is voor die dieren leren ze het vrij snel. Daarna werd het drukken op het knopje gekoppeld aan een lichte voetschok, een stroomstootje van twee milliampère. Twee derde van de ratten stoppen met op het knopje drukken, want er zitten negatieve consequenties aan dat alcoholdrinken. Maar een derde van de dieren blijft op dat knopje drukken om alcohol te krijgen, ondanks steeds dat stroomstootje. Dat wordt gezien als compulsief alcoholdrinken. ‘Compulsief’ betekent dan ‘ondanks negatieve gevolgen’.”

Ik las dat één milliampère te licht was.
“Dat leidde er inderdaad toe dat een groot deel van de ratten bleef drukken voor de alcoholbeloning. Het stroomstootje van twee milliampère is nog steeds mild. Bij een zwaardere zouden er nog maar weinig ratten op het knopje blijven drukken. Dat zou bij mensen te vergelijken zijn met een of twee glazen alcohol drinken en dan drie dagen helemaal uitgeteld zijn. Er zouden maar heel weinig mensen alcohol drinken, als de negatieve consequentie zo groot is.

Om verder te kijken hoe gemotiveerd die dieren waren om alcohol te krijgen, hebben de onderzoekers de alcohol bitter gemaakt met kinine. Toen bleek dat de dieren die resistent zijn tegen de stroom ook minder gevoelig zijn om minder te gaan drinken met kinine. Ze bleven op het knopje drukken.”

En de andere dieren gingen wel minder drinken?
“Ja, daaruit blijkt dat het willen drinken ondanks negatieve consequenties iets stabiels is in zo’n dier. Die zogenoemde ‘punishment resistance’ geldt voor de ratten die veel blijven drinken ondanks de negatieve consequentie. Het is een belangrijk inzicht dat ook een andere straf dan het stroomstootje, de bittere smaak, ze niet verhindert te blijven drinken.

Die zogenoemde ‘punishment resistance’ geldt voor de ratten die veel blijven drinken ondanks de negatieve consequentie
Vervolgens werd gekeken welke netwerken van hersencellen actief zijn tijdens het alcoholdrinken met zo’n voetschok. Het was nog niet bekend welke cellen betrokken waren bij compulsief alcoholdrinken. Er was één netwerk, met de centrale amygdala, waarin de activiteit van bepaalde neuronen significant hoger is bij de resistente ratten dan in de controles. Met een moleculaire tool die door ons lab ontwikkeld is, konden deze specifieke cellen gelabeld worden.”

Viral
Dat gaat ‘viral’, dus met een virus?
“Ja, dat is wat we in onze vorige papers hebben beschreven, de viral TRAP-methode. Je kan dan de actieve cellen markeren, bijvoorbeeld met een kleurtje dat je later postmortem onder de microscoop kan zien.”

Dus even voor een goed begrip: je brengt met een virus een bepaalde markeerstof aan in een clustertje cellen in de centrale amygdala van ratten. Na het onderzoek kan je in de hersenen zien welke en hoeveel cellen actief waren omdat die gekleurd zijn?
“Dat is een moleculaire tool die we hier in ons lab aan de VU hebben ontwikkeld, om specifiek neuronen die actief zijn op een bepaald moment te kunnen labelen en vervolgens te (de)activeren. Op die manier zijn wij bij het onderzoek betrokken geraakt.

De Zweden wilden weten of de cellen die actief zijn bij het punishment resistant ook daadwerkelijk dat drinkgedrag controleren. Met behulp van de viral-TRAP methode hebben de onderzoekers een speciaal ontworpen eiwit ingebracht in de geactiveerde neuronen. Hierdoor konden ze deze neuronen remmen wanneer ze wilden. Deden ze dit tijdens een alcoholsessie waarbij de alcoholbeloning gekoppeld was aan een shock, dan werden de dieren weer gevoelig voor de shock. Dit laat zien dat een kleine populatie van cellen in de amygdala punishment resistant alcoholdrinken controleert.”

En dan komen we bij PKCδ.
“Dat is een bekend eiwit, een enzym met meerdere functies. De PKCδ−cellen bleken bij de resistente dieren actiever dan bij de controledieren. Je kan specifiek deze cellen manipuleren, door PKCδ te verminderen. Met behulp van een virus worden bepaalde stukjes RNA in de cellen gebracht, en wordt de machinerie van de cel gebruikt om PKCδ te verlagen.
De vraag was: als we nu de PKCδ in deze cellen tot hetzelfde niveau terugbrengen als bij de controledieren, wat gebeurt er dan? Wat je dan ziet, is dat de dieren waarin PKCδ verlaagd is inderdaad minder compulsief drinkgedrag vertonen en wel reageren op de stroomstoot. Ze gaan minder alcohol drinken en de resistentie voor de straf neemt af.”

Diermodel
Men spreekt eufemistisch van een ‘diermodel’, alsof er geen levende dieren in een experiment gebruikt worden.
“Het is een model omdat het een of meerdere aspecten van een menselijke hersenziekte modelleert. Zo’n diermodel geeft ons een waardevolle kans om te kijken naar zowel het gedrag, als wat er precies in het brein gebeurt op moleculair en cellulair niveau. Ik ben zelf heel erg voor openheid daarover. Ik kreeg naar aanleiding van mijn vorige paper ook bepaalde mailtjes - bedreigingen is een groot woord - dat ik toch maar moest stoppen met dierproeven omdat ik het zelf ook niet leuk zou vinden als er iets in mijn brein gestoken zou worden. Dat is toch heel intimiderend. Ik snap dat onderzoekers daarom voorzichtig zijn in de communicatie over hun werk. Maar ik denk dat het heel belangrijk is dat we goed kunnen uitleggen wat er allemaal gebeurt en waarom.”

Ik kreeg naar aanleiding van mijn vorige paper ook bepaalde mailtjes - bedreigingen is een groot woord - dat ik toch maar moest stoppen met dierproeven omdat ik het zelf ook niet leuk zou vinden als er iets in mijn brein gestoken zou worden
De grens is toch dat dierproeven alleen gedaan mogen worden als het niet op een andere manier kan?
“Daar zijn protocollen voor, die beoordeeld worden door drie verschillende ethische commissies. Als het onderzoek op een andere manier kan dan met proefdieren, dan mag het niet uitgevoerd worden met dieren. Ook moet het onderzoek een wetenschappelijk en maatschappelijk belang hebben.”

Dan is hiermee dus op moleculair niveau aangetoond wat het fysiologische verschil is tussen alcoholverslaafde ratten en niet-verslaafde ratten.
“Het is best bijzonder om te zien dat zo’n kleine populatie van cellen eigenlijk dit gedrag controleert. Dit speelt zich af op de vierkante millimeter. Je kunt op de plaatjes de cellen zien liggen.”

Hunkering
Vertaald naar de mens ligt dit op een speldenknopje.
“Ja, maar het is één van de plekken in de hersenen die betrokken zijn bij verslaving. Er zijn er meer, die in een netwerk fungeren, zoals wij in ons eerdere onderzoek ook hebben laten zien. Daarin keken we naar cellen in de prefrontale cortex waarin de associatie tussen alcohol en omgevingsfactoren worden opgeslagen. Mensen die lang abstinent zijn krijgen weer een hunkering naar drank of drugs als ze in een bepaalde omgeving of bij bepaalde mensen komen waarbij ze vroeger gebruikt hebben en dit kan leiden tot terugval.”

Als je de cellen uitschakelt die het verslavingsgedrag sturen, dan vermindert het compulsieve gedrag
Het vrijmibo-effect?
“Ja, dat zou heel goed kunnen. We hebben gekeken naar hoe die associaties worden opgeslagen, want er vindt een leerproces plaats omdat die alcohol of drug een heel belonend gevoel geeft. Door je brein wordt dat gehangen aan prikkels uit je omgeving. Dat gevoel van beloning en die prikkels worden samen opgeslagen. We hebben gevonden in welke cellen dat gebeurt. Als je die cellen remt, dan rem je ook de terugval naar alcoholzoekgedrag. In dit Zweedse onderzoek zijn de cellen gelokaliseerd die het verslavingsgedrag sturen. Als je die uitschakelt, dan vermindert het compulsieve gedrag.”

Dit zijn stappen in de richting van een behandeling, als je weet wat je kan aanpakken, en vooral hoe.
“Dat is het mooie van dit soort moleculaire tools, dat je heel exact kan uitvinden welke cellen waarbij betrokken zijn en wat de activiteit van die cellen precies doet. Het nadeel is dat ik dergelijke technieken niet in mensen gebruikt zie worden. Er is een virusinjectie in het brein voor nodig om die cellen te labelen. Om medicatie voor mensen te maken is deze methode niet geschikt.

Wat je er wel goed mee kan doen is onderzoeken wat het moleculaire mechanisme is, welke cellen erbij betrokken zijn en kijken naar het moleculaire mechanisme dat ten grondslag ligt aan een bepaald pathologisch gedrag. Dat is waar diermodellen waardevol voor zijn. Vervolgens kunnen we deze inzichten gebruiken om in samenwerking met farmacologen en artsen nieuwe behandelmethoden te maken die toepasbaar zijn op de mens.”
Dit artikel afdrukken