Voor mensen met een alcoholgebruik stoornis (AUD) is er een constante, vicieuze cirkel tussen veranderingen in de hersenen en gedragsveranderingen. AUD kan signaalroutes in de hersenen veranderen; op hun beurt kunnen die veranderingen het drinken verergeren.
Nu hebben wetenschappers van Scripps Research nieuwe details ontdekt over de rol van het immuunsysteem in deze cyclus. Ze rapporteerden in het tijdschrift Brain, Behavior and Immunity van 28 februari 2023 dat de immuun signaal molecule interleukine 1β (IL-1β) in hogere concentraties aanwezig is in de hersenen van muizen met alcoholafhankelijkheid. Bovendien speelt de IL-1β-route een andere rol bij deze dieren, waardoor ontstekingen ontstaan in kritieke hersengebieden waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij de besluitvorming.
“Deze inflammatoire veranderingen in de hersenen kunnen een deel van de risicovolle besluitvorming en impulsiviteit verklaren die we zien bij mensen met misbruik van alcohol”, zegt senior auteur Marisa Roberto, PhD, de Schimmel Family Chair of Molecular Medicine en professor neurowetenschappen bij Scripps Research. “Bovendien zijn onze bevindingen ongelooflijk opwindend omdat ze een mogelijke manier suggereren om alcoholmisbruik te behandelen met bestaande ontstekingsremmende geneesmiddelen die zich richten op de IL-1β-route.”
AUD wordt gekenmerkt door ongecontroleerd en dwangmatig drinken en omvat een reeks aandoeningen, waaronder alcoholmisbruik, afhankelijkheid en drankmisbruik. Onderzoekers hebben eerder talloze verbanden ontdekt tussen het immuunsysteem en AUD, waarvan vele rond IL-1β. Mensen met bepaalde mutaties in het gen dat codeert voor de IL-1β-molecule, zijn bijvoorbeeld vatbaarder voor het ontwikkelen van AUD. Bovendien hebben autopsies van mensen met AUD hogere niveaus van IL-1β in de hersenen gevonden.
“We vermoedden dat IL-1β een rol speelde bij AUD, maar de exacte mechanismen in de hersenen zijn onduidelijk”, zegt hoofdauteur Florence Varodayan, PhD, een assistent-professor aan de Binghamton University en voormalig postdoctoraal fellow in het Roberto-lab.
In de nieuwe studie vergeleken Roberto, Varodayan en collega’s alcohol afhankelijke muizen met dieren die matig of helemaal geen alcohol dronken. Ze ontdekten dat de alcoholverslaafde groep ongeveer twee keer zoveel IL-1β had in de mediale prefrontale cortex (mPFC), een deel van de hersenen dat een rol speelt bij het reguleren van emoties en gedrag.
Het team toonde vervolgens aan dat de IL-1β-signalering in de alcohol afhankelijke groep niet alleen was toegenomen, maar ook fundamenteel anders was. Bij muizen die niet waren blootgesteld aan alcohol, evenals bij muizen die matige hoeveelheden alcohol hadden gedronken, activeerde IL-1β een ontstekingsremmende signaalroute. Dit verlaagde op zijn beurt de niveaus van de remmende neurotransmitter gamma-aminoboterzuur (GABA), een signaalmolecule waarvan bekend is dat het de neurale activiteit in de hersenen reguleert.
In alcohol afhankelijke muizen activeerde IL-1β in plaats daarvan pro-inflammatoire signalering en verhoogde niveaus van GABA, wat waarschijnlijk bijdroeg aan enkele van de veranderingen in hersenactiviteit geassocieerd met AUD. Deze veranderingen in IL-1β-signalering bij de van alcohol afhankelijke muizen hielden aan, zelfs tijdens alcoholontwenning.
Geneesmiddelen die de activiteit van IL-1β blokkeren zijn al goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration voor de behandeling van reumatoïde artritis en andere ontstekingsaandoeningen. Er is meer werk nodig om te bepalen of deze bestaande medicijnen nuttig kunnen zijn bij de behandeling van AUD.
“We zijn van plan om deze studie verder te zetten met meer aandacht over hoe het precies gericht kan zijn op specifieke componenten van de IL-1β-route bij de behandeling van alcoholmisbruik”, zegt Roberto.