Resumen: Un nuevo estudio ha encontrado un vínculo entre los trastornos por consumo de alcohol (AUD) y la alteración de un grupo de genes que se sabe que influyen en la plasticidad neuronal y las percepciones del dolor.
El equipo utilizó tres modelos animales distintos para identificar los genes responsables del comportamiento de bebida. Descubrieron que los genes que median la sensación de dolor actúan en conjunto con otros dos grupos de genes neuronales involucrados en la comunicación neuronal.
La investigación abre la puerta a la posibilidad de pruebas genéticas para el alcoholismo.
Principales aspectos:
- El estudio utilizó tres modelos animales diferentes para analizar casi 30 000 genes e identificó una conexión entre las AUD y grupos de genes que afectan la plasticidad neuronal y las percepciones del dolor.
- Los genes identificados interactuaron con otros dos grupos de canales neurales y genes de excitación neural que realizan funciones de comunicación neural.
- El estudio sugiere que la identificación temprana de una alta tendencia genética hacia el alcoholismo puede ayudar a las personas a moderar su consumo de alcohol y conducir a estrategias de tratamiento o prevención más enfocadas.
Fuente: Universidad de Indiana
Se estima que 16 millones de personas en los Estados Unidos tienen trastornos por consumo de alcohol (AUD), según los Institutos Nacionales sobre el Abuso del Alcohol y el Alcoholismo (NIAAA).
Ahora, los investigadores de la Universidad de Indiana han logrado un avance sustancial en el papel que juegan los genes en el desarrollo de las AUD, al encontrar que la alteración de un grupo de genes que se sabe que influyen en la plasticidad neuronal y las percepciones del dolor, en lugar de un solo defecto genético, está relacionado con las AUD.
«Sabemos que los genes heredados contribuyen en gran medida a esta enfermedad porque estudios anteriores han demostrado que la genética familiar está directamente asociada con la dependencia del alcohol dentro de una familia, como los gemelos idénticos criados en diferentes entornos», dijo Feng Zhou, PhD, profesor emérito de anatomía, biología celular y fisiología en la Facultad de Medicina de IU.
Zhou es el autor principal, junto con William Muir, PhD, profesor emérito de genética en el Departamento de Ciencias Animales de Purdue, de una nueva publicación en Alcohol: investigación clínica y experimental detallando sus nuevos descubrimientos.
Los investigadores utilizaron tres modelos animales diferentes creados en el Centro de Investigación del Alcohol de IU para estudiar cómo los genes afectan los antojos de alcohol. El estudio involucró la detección estadística de casi 3 mil millones de pares de bases de ADN que contienen casi 30,000 genes, en 70 animales individuales para identificar a los pocos responsables de los comportamientos de consumo de alcohol.
Gracias a su diseño experimental, los investigadores pudieron identificar las diferencias de población en función de los comportamientos de consumo de alcohol en lugar de diferencias genéticas aleatorias u otras influencias ambientales.
«Estos modelos de ratones están calificados de manera única como criterios para los resultados humanos», dijo Zhou.
Los genes que median la sensación de dolor actúan junto con otros dos grupos de canales neuronales y genes de excitación neuronal que realizan funciones de comunicación neuronal, encontró el equipo.
«La función de estos tres grupos de genes es importante para la neuroadaptación y la neuroplasticidad, lo que significa que pueden alterar las comunicaciones cerebrales», dijo Zhou.
También encontraron que un grupo clave de genes afectaba el consumo de alcohol, con algunos de los genes que tenían mutaciones silenciosas, lo que significa que no cambiaron la secuencia de aminoácidos traducida, pero influyeron en la velocidad y conformación de la transcripción de genes, causando cambios en otros genes que tuvieron un impacto en el alcoholismo.
«Esta es la primera vez que se utilizan estos múltiples modelos para esta búsqueda», dijo Muir.
«En el pasado, la investigación se centró en un solo gen y cómo podría contribuir al consumo de alcohol, pero ahora podemos ver que estos grandes grupos de genes marcan la diferencia, lo que puede ayudar a guiar futuras investigaciones y atención clínica para quienes padecen AUD».
“El cerebro debe modificarse durante el período de bebida. Este tipo de modificación es similar al abuso de drogas”, dijo Zhou.
«Es la plasticidad neuronal genéticamente propensa o la adaptación neuronal a un cierto nivel lo que hace que beber sea más placentero y tolerable, o que alivia el dolor».
«El alivio del dolor parece ser una motivación para beber y seguir bebiendo», dijo Muir. «Sabiendo esto, es posible que el asesoramiento temprano pueda producir la evitación del consumo de alcohol».
Los nuevos hallazgos plantean la posibilidad de realizar pruebas genéticas para el alcoholismo. Las personas que se hacen la prueba y saben que tienen una alta tendencia genética a volverse alcohólicas pueden tener especial cuidado en moderar su consumo de alcohol.
«Una dirección futura es cómo estos descubrimientos en animales se traducirían en humanos», dijo Zhou. “Si se verifica, el tratamiento o la prevención podrían estar más enfocados”.
Otros autores del estudio incluyen a Chiao-Ling Lo, PhD y Richard Bell, PhD de la Escuela de Medicina de IU y el Centro de Investigación de Alcohol de Indiana en la Escuela de Medicina de IU.
Sobre esta noticia de investigación en genética y neuroplasticidad
Autor: cristina griffiths
Fuente: Universidad de Indiana
Contacto: Christina Griffiths – Universidad de Indiana
Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.
Búsqueda original: Acceso libre.
“Estudio en modelo multianimal revela mutaciones en genes de plasticidad neural y nocicepción vinculados al consumo excesivo de alcohol” por Feng Zhou et al. Investigación Clínica y Experimental en Alcoholismo
Abstracto
Estudio en modelo multianimal revela mutaciones en genes de plasticidad neural y nocicepción vinculados al consumo excesivo de alcohol
Abajo
La base del trastorno familiar por consumo de alcohol (AUD) sigue siendo un enigma debido a diversas confusiones biológicas y sociales. El presente estudio utilizó tres de los modelos de ratón más ampliamente adoptados y documentados, combinando líneas AUD replicadas de preferencia de alcohol/no preferencia de alcohol (P/NP) y líneas replicadas de AUD de alto consumo de alcohol/bajo consumo de alcohol (HAD/LAD) examinadas a través de la lente de análisis genómicos completos.
Métodos
Utilizamos la secuenciación del genoma completo de los linajes P/NP y secuencias publicadas previamente de réplicas HAD/LAD para mejorar el descubrimiento de variantes asociadas a AUD y eliminar la confusión con antecedentes genéticos y deriva genética aleatoria. Específicamente, utilizamos métodos estadísticos de alto orden para buscar variantes genéticas cuyos cambios de frecuencia en conjuntos completos de ontologías genéticas correspondieran a cambios fenotípicos en la dirección de selección, es decir, preferencia de consumo de etanol.
Resultados
Nuestro primer hallazgo fue que, además de las variantes que causan cambios en la traducción, los principales cambios genéticos asociados con la predisposición a beber eran mutaciones silenciosas y mutaciones en las regiones 3′ no traducidas (3’UTR) de los genes. Ninguno de estos tipos de mutación altera la secuencia de aminoácidos de la proteína traducida, pero influyen tanto en la velocidad como en la conformación de la transcripción del gen, incluida su estabilidad y los eventos postraduccionales que alteran la eficacia del gen. Este hallazgo aboga por reenfocar los estudios genómicos humanos sobre los cambios en la eficacia de los genes.
Entre las ontologías clave identificadas se encuentran los genes centrales asociados con los canales de Na+ dependientes de voltaje de las neuronas y la glía (incluido el Scn1a, Scn2a, Scn2b, Scn3a, Scn7a y Scn9a subtipos) y secreción glutamatérgica excitatoria (incluyendo grm2Esmio6), ambos esenciales en la neuroplasticidad. Además, identificamos “Nocicepción o Percepción Sensorial del Dolor”, que contenía variantes en la nocicepción ( arrb1, Ccl3,Ephb1) y alistar sodio ( sc1a, sc2a, Scn2b, sc3a,sc7a), activación del dolor (Scn9a)y canal de potasio ( Kcna1) genes.
Conclusión
Los análisis de modelos múltiples utilizados aquí redujeron los efectos de confusión de la deriva aleatoria y los antecedentes genéticos de los fundadores. Los genes seleccionados bidireccionalmente más diferenciados en los tres modelos animales fueron sc9a, sc1a,y Kcna, todo anotado en la ontología de la nocicepción. La complejidad de la neuroplasticidad y la nocicepción refuerza la hipótesis de que la neuroplasticidad y el dolor (físico o psicológico) son fenotipos destacados genéticamente vinculados al desarrollo de AUD.