Opioid use disorder (OUD) has been linked to macroscopic structural alterations in the brain. The monthly injectable, extended-release formulation of μ-opioid antagonist naltrexone (XR-NTX) is highly effective in reducing opioid craving and preventing opioid relapse. Here, we investigated the neuroanatomical effects of XR-NTX by examining changes in cortical thickness during treatment for OUD. Forty-seven OUD patients underwent structural magnetic resonance imaging and subjectively rated their opioid craving ≤1 day before (pre-treatment) and 11 ± 3 days after (on-treatment) the first XR-NTX injection. A sample of fifty-six non-OUD individuals completed a single imaging session and served as the comparison group. A publicly available [¹¹C]carfentanil positron emission tomography dataset was used to assess the relationship between changes in cortical thickness and μ-opioid receptor (MOR) binding potential across brain regions. We found that the thickness of the medial prefrontal and anterior cingulate cortices (mPFC/aCC; regions with high MOR binding potential) was comparable between the non-OUD individuals and the OUD patients at pre-treatment. However, among the OUD patients, mPFC/aCC thickness significantly decreased from pre-treatment to on-treatment. A greater reduction in mPFC/aCC thickness was associated with a greater reduction in opioid craving. Taken together, our study suggests XR-NTX-induced cortical thickness reduction in the mPFC/aCC regions in OUD patients. The reduction in thickness does not appear to indicate a restoration to the non-OUD level but rather reflects XR-NTX's distinct therapeutic impact on an MOR-rich brain structure. Our findings highlight the neuroplastic effects of XR-NTX that may inform the development of novel OUD interventions.

Abstract Previous preclinical and human studies have shown that high-fat ketogenic diet and ketone supplements (KS) are efficacious in reducing alcohol craving, alcohol consumption, and signs of alcohol withdrawal. However, the effects of KS on alcohol sensitivity are unknown. In this single-blind, cross-over study, 10 healthy participants (3 females) were administered a single, oral dose of a KS (25 g of ketones from D-β-hydroxybutyric acid and R-1,3-butanediol) or placebo 30 min prior to an oral alcohol dose (0.25 g/kg for women; 0.31 g/kg for men). Assessments of breath alcohol concentration (BrAC) and blood alcohol levels (BAL) and responses on the Drug Effect Questionnaire were repeatedly obtained over 180 min after alcohol consumption. In a parallel preclinical study, 8 Wistar rats (4 females) received an oral gavage of KS (0.42 g ketones/kg), water, or the sweetener allulose (0.58 g/kg) followed 15 min later by an oral alcohol dose (0.8 g/kg). BAL were monitored for 240 min after alcohol exposure. In humans, the intake of KS prior to alcohol significantly blunted BrAC and BAL, reduced ratings of alcohol liking and wanting, and increased disliking for alcohol. In rats, KS reduced BAL more than either allulose or water. In conclusion, KS altered physiological and subjective responses to alcohol in both humans and rats and the effects were likely not mediated by the sweetener allulose present in the KS drink. Therefore, KS could potentially reduce the intoxicating and rewarding effects of alcohol and thus be a novel intervention for treating alcohol use disorder.