Is het immuunsysteem van de hersenen de sleutel om alcoholisme te begrijpen?

Alcoholgebruik wordt gemakkelijk een gewoonte, en kan uiteindelijk leiden tot alcoholisme. En hoewel er veel behandelingen voor alcoholisme beschikbaar zijn, blijkt uit onderzoek dat deze interventies vaak falen - minder dan twintig procent van de patiënten blijft alcoholvrij na interventie. Zoals elke verslaving is alcoholisme een ziekte en geen keuze, dus het vinden van de onderliggende oorzaak zou de behandeling vergemakkelijken.

Hoewel bekend is dat genetica en de omgeving waarin je leeft een rol spelen bij het ontwikkelen van alcoholisme, vertellen deze factoren ons niet hoe de afhankelijkheid ontstaat. Onderzoek uit het verleden heeft echter aanwijzingen gevonden dat de cellen van het immuunsysteem van de hersenen (bekend als microglia) betrokken kunnen zijn bij verslaving, onder meer aan cocaïne en tabak). In één studie werd zelfs vastgesteld dat blootstelling aan en ontwenning van alcohol bij ratten het aantal microglia in de hersenen deed toenemen, vóór andere tekenen van door alcohol veroorzaakte achteruitgang. In twee andere recente studies zijn veranderingen in de hersenen onderzocht bij mensen en dieren met alcoholverslaving. Elk van deze studies vond een gemeenschappelijke boosdoener: ontstoken microglia.

Microglia zijn de cellen van het immuunsysteem in de hersenen. Hun belangrijkste rol is het bewaken en in evenwicht houden van de hersenen. Wanneer microglia een bedreiging opmerken, reageren ze door te ontsteken en aan te vallen. Normaal gesproken worden ze weer normaal als de bedreiging is verdwenen, maar soms, als de ontsteking oncontroleerbaar wordt - zoals bij de ziekte van Alzeimer - kan dit leiden tot degeneratie van de hersenen.

Microglia en verslaving

In een recente studie werden muizen gebruikt om het effect van alcoholverslaving op de hersenen te bestuderen. In de hersenen van mannelijke muizen die alcoholverslaafd waren, ontdekte het onderzoek dat er meer microgliacellen waren in de mediale prefrontale cortex, een gebied dat in verband wordt gebracht met pijn, besluitvorming en geheugenprocessen. Soortgelijke resultaten zijn eerder ook bij mensen gevonden.

Vervolgens onderzochten zij welke effecten microglia-depletie had op alcoholafhankelijke muizen door te kijken naar hun alcoholzoekgedrag, en angstig gedrag tijdens alcoholontwenning. De onderzoekers ontdekten dat beide factoren afnamen wanneer de microgliacellen in de hersenen werden gereduceerd. Zij zagen ook genveranderingen bij microglia-depletie. Genen die betrokken zijn bij ontstekingen en immuunreacties kwamen minder tot expressie na depletie. De expressie van genen die betrokken zijn bij alcoholgebruik en alcoholafhankelijkheid veranderde ook wanneer de microglia waren afgenomen. Zij stelden ook vast dat microglia-depletie de hersencircuits verzwakt die betrokken zijn bij de ontwikkeling van afhankelijkheid en terugvalgedrag bij knaagdieren.

Een tweede studie, waarbij zowel knaagdierhersenen als menselijke hersenen werden bekeken, toonde eveneens aan dat microglia betrokken zijn bij alcoholverslaving. De onderzoekers van deze studie gebruikten beeldvorming van de hersenen, afname van microglia, en studies van post mortem hersenen, om veranderingen te onderzoeken die optreden bij alcoholverslaving. Voor de beeldvorming van de hersenen gebruikten zij een variatie van MRI-scans, DTI-MRI genaamd, bij mensen en ratten, waarbij zij zich concentreerden op een maat die 'gemiddelde diffusiviteit' wordt genoemd.

Aangezien DTI-MRI gebaseerd is op de diffusie van water in weefsels, toont de gemiddelde diffusiviteit in wezen de hoeveelheid diffusie van watermoleculen in weefsels, waarbij dichtere en structureel-intacte weefsels een lagere gemiddelde diffusiviteit hebben. Eerder is aangetoond dat de gemiddelde diffusiviteit in de hersenen verandert bij ontstekings- en degeneratieve aandoeningen (waaronder de ziekte van Alzheimer en zelfs psychose). Daarom kozen de onderzoekers ervoor te kijken naar de gemiddelde diffusiviteit, aangezien neuroinflammatie ook een rol speelt bij alcoholisme. De onderzoekers wilden nagaan of er veranderingen in de gemiddelde diffusiviteit zouden worden gevonden tussen alcoholici en niet-alcoholici, hetgeen nog niet eerder is gedaan.

Hun bevindingen toonden inderdaad aan dat de gemiddelde diffusiviteit over het algemeen hoger is in de hersenen van alcoholverslaafde ratten en mensen. Zij vonden ook bijkomende veranderingen in de manier waarop bepaalde neurotransmitters - waaronder dopamine, dat betrokken is bij alcoholverslaving - zich verplaatsen en verdeeld worden in de hersenen.

De onderzoekers onderzochten verder de microglia in de hersenen van ratten met alcoholverslaving, en van ratten met vroegere afhankelijkheid die zich een week van alcohol hadden onthouden. Zij vonden een verminderd aantal microglia in specifieke hersengebieden van verslaafde ratten (waaronder de hippocampus, die betrokken is bij het geheugen, en de nucleus accumbens, die betrokken is bij het beloningssysteem). De microglia in de hersenen van alcoholafhankelijke ratten waren ook in hun ontstoken vorm.

Hoewel deze studie een daling van het aantal microglia aantoonde - terwijl de vorige studie een stijging zag - kan dit te wijten zijn aan het feit dat de onderzoekers naar verschillende hersengebieden keken en verschillende onderzoeksmethoden en diermodellen gebruikten. Beide studies geven echter aanwijzingen over hoe microglia functies tijdens alcoholgebruik en afhankelijkheid, kunnen verschillen in verschillende hersengebieden.

De onderzoekers stelden ook vast dat het depleteren van microglia uit de hersenen, of het induceren van de ontstekingsreactie van microglia, tot gelijkaardige resultaten leidden, aangezien beide de gemiddelde diffusiviteit verhoogden. Veranderingen in de vorm van microglia bij ontsteking waren ook vergelijkbaar met de veranderingen die zij waarnamen bij afhankelijke ratten. Zij concludeerden dat de veranderingen in de hersengebieden die zij bestudeerden verklaard konden worden door een ontstekingsreactie van microglia veroorzaakt door alcohol.

Een beperking van de bevindingen van beide studies is dat zij zowel alleen mannelijke knaagdieren als mannelijke mensen gebruikten. Toch tonen beide studies aan hoe alcoholisme een complexe ziekte is die duidelijke veranderingen in de hersenen teweegbrengt.

Onderzoek naar de precieze rol van microglia, en de mogelijkheid om in te grijpen in hun reacties, zou kunnen leiden tot een beter begrip en opsporing van alcoholverslaving, en een goede springplank zijn voor toekomstige gerichte interventies.

Dit artikel is een vertaling van The Conversation. De auteur is Eleftheria Kodosaki (Cardiff Metropolitan University).