Epigenetik und Suchtmittel Kokain

Sucht und epigenetischer Effekt

Heutzutage nehmen zum Beispiel 30mal mehr Briten Kokain als vor einem Jahrzehnt. Dieser Anstieg wird sowohl auf zunehmende Verfügbarkeit als auch auf fallende Kosten der Substanz zurückgeführt. Die Langzeitfolgen dieses Trends sind besonders besorgniserregend im Licht aktueller Forschungserkenntnisse, die den Hinweis geliefert haben, dass tatsächlich die Funktionsweisen unseres Gehirns umprogrammiert werden können.

Nach neuester Forschung können psychoaktive Drogen den epigenetischen Kode unserer Hirnzellen umschreiben.

Diese neuen Erkenntnisse liefern Anhaltspunkte, die vielleicht zur Erklärung beitragen können, wie vorübergehende Veränderungen im Hirngewebe – die Anwesenheit einer Droge – in dauerhafte Veränderungen in den Hirnverbindungen übertragen werden, die schließlich zur Sucht führen können.

Die Lernfähigkeit des Gehirns ist ein schrittweiser Prozess, der ständig Ereignisse mit Ergebnissen bis zur Bildung assoziativer Erinnerungen verknüpft. Psychoaktive Drogen, die ein „High“ (oder eine Belohnung) verschaffen, stimulieren diesen Lernkreislauf und man glaubt, dass bei Suchterkrankungen im Wesentlichen das auf Belohnung basierende Lernsystem in krankhafte Übersteuerung übergeht und zu zwanghaftem Verhalten führt. Regelmäßiger (chronischer), zwanghafter Drogenkonsum verstärkt daraufhin die gelernte Assoziation und verschlimmert das Problem.

Auf körperlicher Ebene fördert Lernen die Stärke von Verbindung und Kommunikation zwischen bestimmten Hirnzellen. Obwohl wenig über die molekularen Mechanismen bekannt ist, die zu dieser Verstärkung führen, glaubt man, dass das Einschalten von Genen, die den physischen Umbau der Verbindungen kontrollieren, daran beteiligt ist.

In Gehirnzellen wird eine Anzahl an Genen nach der Verabreichung von Drogen wie Kokain eingeschaltet und neue Forschungsergebnisse zeigen, dass dieser Umschaltmechanismus epigenetische Modifikationen einschließt – chemische Veränderungen entweder an der DNA (die die Gene kodiert) oder an mit DNA assoziierten Proteinen (Histonen).

Epigenetische Modifikationen verändern nicht den DNA-Kode selbst, sondern beeinflussen eher die Verfügbarkeit des Kodes für die Faktoren, die ihn ablesen und in sein Produkt übersetzen. Daher können epigenetische Modifikationen ein Gen zugänglich machen und so den Umfang steigern, in dem es abgelesen wird (die Menge des Produkts vergrößern) oder es unzugänglich machen, d.h. es tatsächlich abschalten. Es wurde gezeigt, dass Kokain zu einer Acetylierung der Histone an Genen führt, die es damit einschaltet – eine Modifikation, die bekanntermaßen mit zugänglicher, aktiver DNA assoziiert ist.

Kokain verändert nicht nur den epigenetischen Status von Genen, sondern veranlasst auch bestimmte epigenetische Modifikationen, die abhängig von der Häufigkeit des Drogenkonsums sind. Bestimmte Gene werden durch seltene (akute) Verabreichung eingeschaltet, während andere nur nach chronischem Gebrauch (wie bei einer Suchterkrankung) aktiviert werden. Manche werden in beiden Fällen eingeschaltet. Bei durch akuten Konsum eingeschalteten Genen werden die Histon H4 Proteine acetyliert, bei chronischem Drogengebrauch die Histon H3 Proteine. Gene, die durch beide Formen der Drogeneinwirkung aktiviert werden, weisen H4 Acetylierung zu Beginn der Kokainexposition auf und wechseln zu H3 Acetylierung, wenn der Drogenkonsum chronisch wird.

Interessanterweise bleibt die durch beständige Kokaineinwirkung veranlasste H3 Acetylierung bei einer Anzahl von Genen auch lang nach der Absetzung der Droge aufrecht. Diese anhaltende molekulare Markierung könnte daher zu einer Daueraktivierung der Gene und einer Anhäufung ihrer umbauenden Produkte führen, was im Gegenzug die langfristigen körperlichen Veränderungen erklären könnte, die notwendig sind, um die Hirnzellverbindungen während Lern- und Suchtprozessen zu stärken.

Die durch Kokain eingeschalteten Gene können auch durch den Missbrauch anderer Substanzen aktiviert werden. Falls sich herausstellt, dass diese Drogen auch epigenetisch und mit längerfristigen Folgen agieren, könnte die Erforschung der Mechanismen, wie die epigenetischen Modifikationen in bestimmten Hirnarealen wieder entfernt werden können, zu einer potenziellen Behandlung von Sucht führen.