Az addikció molekuláris neurobiológiája Barta Csaba
A szerfüggés etiológiája Komplex jelleg:
genetikai faktorok + környezeti tényezők és interakcióik családi halmozódás (Rounsaville, 1991; Luthar, 1992; Merikangas, 1998) ikervizsgálatok (Grove 1990; Pickens 1991; Swan, Tsuang, Kender et Prescott, van den Bree 1998) adoptációs vizsgálatok (Cadoret 1986, 1995; Meller 1986) Addikció:
Örökölhetőség (heritability)
40-70%
A viselkedésben szerepet játszó neurotranszmitterek
egyéb neurotranszmitterek: pl. GABA (inhibitoros, alkohol) neuropeptidek: pl. oxitocin (kötődés)
Az agyi jutalmazási (reward) rendszer
nucl. accumbens •heroin •kokain •elektród (Rhesus)
Az agyi jutalmazási (reward) rendszer
Reward: NAc dopamin felszabadulás
Comings: Reward Deficiency Syndrome, (2000) öngyógyítás
A heroin hatásmechanizmusa a rewardra:
http://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/drugs/mouse.html
A drogfüggés kandidáns génjei A kábítószerek célmolekuláinak génjei és opioid receptorok CB1 DAT Metabolizáló enzimek génjei CYP2 D6 A jutalmazó rendszer génjei dopaminerg rendszer: receptorok: D1-D5 DRD4 transzport fehérjék: DAT enzimek: DBH, COMT szerotonerg rendszer: receptorok: 5HT1B transzport fehérjék: SERT enzimek: MAO-A
•heroin •cannabis •kokain •stimulánsok
A nikotinfüggés kandidáns génjei A nikotin célmolekuláinak génjei nikotinos acetilkolin receptorok 3/4/5/6/7 („Mr Big”: rs16969968) 1/2/3/4 Metabolizáló enzimek génjei CYP2 A6, CYP1 A1 A jutalmazó rendszer génjei dopaminerg rendszer: receptorok: D1-D5 DRD2 transzporterek: DAT enzimek: DBH, COMT szerotonerg rendszer: receptorok: 5HT1B transzporterek: SERT enzimek: TPH, MAO-A
DRD4
Az alkoholfüggés kandidáns génjei A célmolekulák génjei GABA receptor Metabolizáló enzimek génjei ADH1B, ADH1C ALDH2 CYP2 E1 A jutalmazó rendszer génjei dopaminerg rendszer: receptorok: D1-D5 DRD2 transzport fehérjék: DAT enzimek: COMT szerotonerg rendszer: receptorok: 5HT1B transzport fehérjék: SERT enzimek: MAO-A
DRD4
Egy remek genotípus-fenotípus kereső oldal
http://hugenavigator.net
Az ADHD-ban vizsgált gének: Heritabilitás: 78%
http://hugenavigator.net 16/34
Heroinfüggésben vizsgált gének:
Ez mit jelenthet? • valós átfedés: genetikai okság • a kutatók intuícióhiánya • publikációs torzulás • a finanszírozás torzulása • limitált a lehetséges célpontok száma
Az ADHD és drogfüggés kapcsolata ADHD: a gyermekek 5-10%-ban, 30-50%-ban felnőttkorra is megmaradhat
Neurobiológiailag: dopaminerg rendszer alacsony aktivitása
DA
Kezelés: metilfenidát (Ritalin) – stimuláns (DAT gátlás)
prefrontalis cortex DA szint: kognitív tejesítmény (metilfenidát javítja eg.+beteg) ! De: ADHD-ban paradox motoros aktivitáscsökkentés!
Az ADHD és drogfüggés kapcsolata Drogfüggők között gyakori az ADHD (utánkövetéssel kb. 2x-es) ADHD és SUD (Substance Use Disorder=drog vagy alkohol) komorbiditás kb. 30-50% Félelem a köztudatban: a stimuláns hatékony ugyan, de növeli a SUD esélyét ha ez igaz: Előny / Hátrány mérlegelés
ha preventív: - szerfogyasztás közvetlenül az ADHD következménye (öngyógyítás) - vagy a tüneteké (impulzivitás) - vagy a következményekből ered (alacsony önbecsülés) 2003 meta-analízis: ?: ADHD stimuláns kezelés növeli-e a függőség esélyét? 6 tanulmány: 674 gyógyszerrel kezelt – 360 nem gyógyszerrel kezelt, 4év követés Stimulánssal kezelt ADHD-s későbbi SUD rizikója kb. felére csökken (OR:1,9)
A dopamin D4 receptor és genetikai polimorfizmusai Lokalizáció: prefrontális kéreg, hippocampus GABA-erg sejtjei, amygdala, enthorhinális kéreg 11p15.5 5’
1
2
3
4
3’
120 bp: 1-2x transzkripció (?) 48 bp: 2-10x 3. intracelluláris hurok 120 bp dup 48 bp VNTR -521 C/T: T transzkripciós aktivitás 40%
Újdonságkeresés: 48 bp VNTR 7x (TCI: NS) -521 CC 120 bp 1x/1x
Saját farmakogenetikai vizsgálat (OTKA F46788): Heroinfüggők methadon terápiájának hatékonyságát befolyásoló környezeti és genetikai tényezők meghatározása •Nyírő Gyula Kórház Drogambulancia •ELTE Személyiség- és Egészségpszichológiai Tanszék •Semmelweis Egyetem
Résztvevők: •283 fő •173 fő részletes fenotípus és genetika
Non-invazív DNS mintavétel szájnyálkahártyáról Genotípus meghatározás: PCR, RFLP, agaróz gélelektroforézis
Fenotípusos jellemzők •
• • • • • • •
Általános adatok – szociodemográfiai adatok – családi jellemzők – drog-karrier metadon válasz – kezeléssel kapcsolatos adatok Methadone Treatment Interview (Demetrovics, 2001) state anxiety (STAI) (Spielberger, 1972) CES-D depression questionnaire (Radloff, 1977) satisfaction with life (SWLS - Diener et al, 1985; LSS Campbell et al, 1976) California Personality Inventory (Gough, 1957; Oláh, 1984) Psychological Immune System Inventory (PISI) (Oláh, 2000) Rokeach Value Survey (Rokeach, 1973; Szakács, 1974; Szakács and Szakács, 1988)
Minta • • • • •
201 fő 71,5% férfi Átlagos életkor: 27,2 év (SD: 5,2 év) 87,2% budapesti Életkörülmények: – –
•
intakt családban (18%), egy szülővel (16%), magányos (9,5%), partnerrel (22%), saját család (9,5%)
Végzettség: – –
•
37% általános iskola (2,7% nem fejezte be) 2,7% felsőfokú végzettség
Átlagosan 7 év heroinhasználat –
minimum 2 év, maximum 22 év
A dopamin D4 receptor 3. exon polimorfizmusa 48 bp VNTR: 2-10x ismétlés (leggyakrabban 4x)
DRD4 exon3 VNTR p=0,023
frequency (%)
100 80 60
4x containing non 4x
40 20 0 < 3 months > 3 months kezelésből kieső (low responder)
kezelésben maradó (good responder)
A dopamin D4 receptor promoter polimorfizmusa DRD4 -521 C/T
p=0,014
frequency (%)
60
40
CC CT TT
20
0 < 3 months kezelésből kieső (low responder)
> 3 months kezelésben maradó (good responder)
A dopamin D4 receptor promoter polimorfizmusa DRD4 -521 C/T
frequency (%)
100
p=0,014
80 60
non T T containing
40 20 0 < 3 months kezelésből kieső (low responder)
> 3 months kezelésben maradó (good responder)
A dopamin D4 receptor promoter polimorfizmusa DRD4 120dup
p=0,019
frequency (%)
80 60 11 12 22
40 20 0 < 3 months kezelésből kieső (low responder)
> 3 months kezelésben maradó (good responder)
Összefoglalás A DRD4 gén két polimorfizmusa (3. exon VNTR és -521 C/T) összefügg a metadonkezelésben részesülő heroinfüggők terápiás válaszával Farmakogenetikai adat, amely a kezelés várható kimenetelét befolyásolhatja, és a terápia megválasztásakor mérlegelhető
! Korlátok !
előzetes eredmény, mintaszám, pszichobiológiai magyarázat?
Terveink:
A vizsgálat kibővítése
(+ Suboxonos minta +32 genetikai variáns chipen) 23/27
azonosított funkcionális variánsok génexpressziós vizsgálata
Vitatható kérdések: Kandidáns gén asszociációs vizsgálatok
Genome Wide Association Studies (GWAS)
Mit jelentenek számunkra? (a betegnek, a klinikusnak, a kutatónak?) • a teljes genetikai hozzájárulás magas (akár 60-70%) • de egyetlen génvariáns hozzájárulása nagyon alacsony (0,1% - max. 2,5%) sokszor gyakori variánsok
40-600 genetikai variáns együttes konstellációja (puzzle)
“Az addikció génje” sok pozitív találat... de kevés pozitív replikáció…
Vitatható kérdések:
Minek a génjei?
Addikció Reward Szer A? B?
D?
Heroin
C?
Illegális drogok
Alkohol
Stimulánsok
E? Norvégia: wing suite flying Trollveggen (2.44) csak kevés drogspecifikus gén van, kivéve..
http://www.youtube.com/watch?v=SftUYBXiVS4
ADHD
Vitatható kérdések:
Minek a génjei?
A betegség lefolyása során különböző befolyásoló tényezők:
újdonságkereső személyiség Iniciáció első használat ismételt expozíció / keresés
környezet / társak Csoportnyomás (peer pressure)
G E Biológiai faktorok
sóvárgás (craving) abúzus visszaesés dependencia
kezelésbe kerülés absztinencia
kutatásban való részvétel
E ”végpont detektálás” !
