Home

Ratten aan de drugs

Een aantal mensen die drugs als coca´ne, alcohol en nicotine gebruiken raken eraan verslaafd, maar lang niet iedereen. Sterker nog: de meesten raken niet verslaafd. Hoe kan dat? Waarom raakt de een wel verslaafd en de ander niet? Het blijkt dat bij verslaafden bepaalde verbindingen in de hersenen ontstaan die het lichaam van de drugs afhankelijk maken. Door de rat als modelorganisme te gebruiken proberen wetenschappers te ontdekken hoe deze verbindingen ontstaan en wat daarvoor bepalende factoren zijn. Uit dit onderzoek blijkt dat omgevingsfactoren en genetische aanleg een even grote rol spelen bij het ontstaan van drugsverslaving.


Opkomst als modelorganisme
De wetenschappers Theophilus MŘller en Johannes Faber van de Italiaanse Accademia dei Lincei ontleedden in 1621 een zwangere wilde rat. Zij waren - voor zover bekend - de eersten die een rat ontleedden en op papier tekenden wat ze zagen. Bijzonder waren hun conclusies ten aanzien van het geslacht van de rat. Ze dachten namelijk in ÚÚn dier zowel een baarmoeder, penis als zaadballen gezien te hebben. Hoewel MŘller en Faber er dus volledig naast zaten, was het gebruik van de rat als modelorganisme geboren. Aan het begin van de 19e eeuw werd de bruine rat (Rattus norvegicus) tam gemaakt, zodat hij voor wetenschappelijk onderzoek ingezet kon worden. Sindsdien worden ratten veelvuldig gebruikt voor biomedisch en gedragsonderzoek.

Voordelen
Ratten zijn vrij rustige en zachtaardige dieren, die gemakkelijk in gevangenschap zijn te houden. Vooral voor gedragsonderzoek lenen ratten zich uitstekend. Ze kunnen snel handelingen aanleren, veel sneller dan bijvoorbeeld muizen. Ook zijn de hersenen meer in detail te bestuderen, omdat ze groter zijn dan muizenhersenen. Daarnaast is de opbouw van rattenhersenen vrijwel gelijk aan die van de mens. Ze maken beiden gebruik van dezelfde stoffen en signaalroutes in de hersenen. Dit is belangrijk bij onderzoek naar verslaving. Verslaving komt tot stand in het mesocorticolimbisch systeem in onze hersenen: het deel dat verantwoordelijk is voor het regelen van onder andere motivatie, beloning, verlangen en genieten. Ratten en andere knaagdieren beschikken ook over dat regelsysteem.

Heroine

Honderd jaar geleden werd de harddrug hero´ne gebruikt als antihoestmiddel en tegen morfineverslaving. Men wist toen nog niet dat hero´ne zeer verslavend is en dodelijk kan zijn. Foto: Wikipedia.

Hersenziekte
Wetenschappers raken er steeds meer van overtuigd dat verslaving niet alleen door veranderingen in het gedrag wordt veroorzaakt. Zij zien verslaving als een echte hersenziekte. Drugsverslaafden die maar niet kunnen af kicken of steeds weer opnieuw verslaafd raken, hebben namelijk niet een te zwakke wil. In hun hersenen zijn door de drugs bepaalde verbindingen ontstaan tussen de plezierige prikkel van de drugs en de herinneringen die hiermee verbonden zijn. Deze verbindingen zijn niet zomaar terug te draaien en maken de gebruiker afhankelijk van de drugs. Sterker nog, telkens wanneer diegene de drugs gebruikt worden die verbindingen sterker.

Verslavingsgevoelige ratten
De meeste mensen die drugs gebruiken raken er niet aan verslaafd. Blijkbaar bestaan er individuele verschillen in de kans op verslaving. Die verschillen zijn deels genetisch bepaald, maar hangen ook af van omgevingsfactoren. Om deze verschillen te bestuderen zijn in de jaren '90 van de vorige eeuw rattenstammen gefokt die gevoelig, dan wel ongevoelig voor de stof apomorfine zijn. Apomorfine bindt aan dopaminereceptors in de hersenen. Dopaminereceptors zitten op de celmembraan van zenuwcellen en geven een signaal door als een stof eraan bindt. De ratten die ongevoelig zijn voor apomorfine, raken eerder verslaafd aan coca´ne dan ratten die gevoelig zijn. Na onderzoek van het DNA bleek dat de ratten van de twee stammen genetisch verschillend zijn. Het verschil zit hem in het aantal kopieŰn van een gen dat codeert voor een deel van het -secretase complex (een enzym in de celmembraan). Vervolgens zijn deze twee stammen gebruikt voor gedragsonderzoek. Hierin konden de ratten zelf bepalen wanneer ze een shot coca´ne kregen. Dit werd gedaan onder normale of stressvolle omstandigheden. Uit dit onderzoek bleek dat omgevingsfactoren net zo belangrijk zijn als een genetische aanleg voor wat betreft de kans op een drugsverslaving. Het risico dat iemand loopt om verslaafd te raken is grofweg voor 50 procent bepaald in de genen. Omgevingsfactoren bepalen de overige 50 procent. Bij mensen is dit soort onderzoek een stuk moeilijker aangezien bij mensen genen en omgevingsfactoren nooit zo goed beheerst kunnen worden als bij dit rattenmodel. De kans bestaat dan dat de onderzoeksresultaten be´nvloed worden door allerlei factoren die tussen de mensen verschillen.

Rat in proefopstelling

Een rat in een proefopstelling voor onderzoek naar drugsverslaving. Wanneer de rat op een hendel drukt worden drugs toegediend in zijn bloedvaten via een katheter in zijn hoofd. Foto: Christine Duvauchelle. Gebruikt met toestemming.

Dopamine
Onlangs werd bekend dat coca´neverslaafde ratten voor 75 procent minder behoefte aan de harddrug hebben na gentherapie. Eerder was dezelfde gentherapie succesvol gebleken bij alcoholverslaafde ratten. De gentherapie bestond uit injecties in de hersenen met ongevaarlijke virussen die het gen voor een dopaminereceptor bij zich dragen.Binding van dopamine aan dopaminereceptoren in de hersenen zorgt voor een gevoel van beloning en genot. Bij het snuiven van cocaine komt deze stof vrij. Het aantal dopamine-receptoren wordt echter steeds kleiner bij langdurig coca´negebruik. Op den duur wordt coca´negebruik de enige mogelijkheid om nog plezier te kunnen ervaren, met als gevolg een coca´neverslaving. Het effect van de gentherapie is dat het totaal aantal dopaminereceptors in de hersenen toeneemt. Na zes dagen gebruikten de behandelde ratten weer net zo veel coca´ne als voorheen. Een therapie voor coca´neverslaving bij mensen is dus nog ver weg, maar wel een stapje dichterbij.

Verder lezen
Alcoholisme ziekte of zwakte?
Genetische test voor alcoholisme is een hype
Verslavingsgenen in kaart gebracht
Rookverslaving: een kwestie van genen?
Gentherapie tegen snuivende ratten
Verslaafde rat maakt eigen kroost gevoeliger voor verslaving
Gen ontdekt dat kans op alcoholverslaving vergroot
Coca´neverslaving heeft biologische basis
Slaven van het onbewuste
Een vergiftigd geschenk van het geheugen

Mouse Party
Op de website van de Universiteit van Utah kun je een animatie in het Engels met weliswaar muizen bekijken over drugs. De animatie laat alleen de primaire moleculaire high-makende effecten van verschillende drugs op de hersenen zien en niet de complexere effecten op verschillende hersengebieden.

Discussiepunt voor in de klas
Moeten we wel zo veel tijd en geld besteden aan onderzoek naar drugsverslaving waar ook dieren voor worden gebruikt? Hebben drugsverslaafden hun verslaving niet aan zichzelf te wijten?