Une nouvelle étude de rat montre des facteurs génétiques spécifiques peuvent contribuer à des différences dans la toxicomanie chez les humains
Pourquoi une personne qui essaie de la cocaïne s'accro, tandis qu'un autre pourrait l'utiliser et ensuite le laisser seul? Pourquoi certaines personnes qui amorcent une habitude de drogue parviennent à rester propre, tandis que d'autres rechutent? Et pourquoi certaines familles semblent plus sujettes à la dépendance que d'autres?
La route pour répondre à ces questions peut avoir beaucoup à faire avec des facteurs génétiques spécifiques qui varient d'un individu à une nouvelle étude chez le rat suggère.
Bien sûr, une étude animale ne peut pas expliquer tous les facteurs qui contribuent à des différences dans la toxicomanie chez les humains. Mais les résultats révèlent de nouvelles informations sur les rôles joués par les deux traits hérités et les changements liés à la toxicomanie dans le cerveau.
L'étude vient d'être publié dans les Actes de l'Académie nationale des sciences par une équipe de l'Université du Michigan Medical School.
Il est la première fois que les scientifiques ont montré chez les animaux élevés de manière sélective que la propension à la dépendance est liée à des différences dans l'expression des gènes pour des molécules spécifiques dans une région spécifique du cerveau. Il est également la première démonstration qu'une étiquette d'ADN appelé un marqueur épigénétique peuvent prédisposer un individu à la dépendance et de rechute.
différences d'ADN de récepteur de plaisance
Les chercheurs ont étudié dans le cerveau des rats pour les instructions génétiques nécessaires pour faire un "récepteur de plaisir» clé, appelé D2, qui permet aux cellules du cerveau pour recevoir des signaux envoyés par la dopamine chimique du cerveau - ou la cocaïne. Ils ont constaté que plus de rats de toxicomanie sujettes à des niveaux plus faibles d'instructions D2 pour commencer, par rapport aux autres rats, dans une zone du cerveau appelée à jouer un rôle majeur dans la dépendance.
Les rats de toxicomanie sujettes étaient également plus susceptibles de porter une marque spécifique sur leur ADN appelé une balise épigénétique. Cette balise, appelée H3K9me3, ont gardé leurs cellules du cerveau à la lecture du gène pour les récepteurs D2.
Mais après ils sont devenus accros à la cocaïne, les rats de toxicomanie sujettes avaient les mêmes niveaux de D2 que ceux de moins de toxicomanie sujettes. Et quand la cocaïne a été enlevé pendant un certain temps, ces rats étaient plus susceptibles de rechuter à un comportement addictif si elles avaient commencé avec le tag épigénétique qui ont gardé leurs cellules à la lecture du gène D2.
Pendant ce temps, un groupe témoin de rats n'a pas montré des signes de dépendance, et ne rechute après l'abstinence.
Les scientifiques ont constaté que ces rats "addiction résilient" ont commencé avec des niveaux inférieurs d'instructions pour la fabrication d'une molécule du cerveau différente également connu pour jouer un rôle dans la dépendance, appelé FGF2. Ils étaient également plus susceptibles de porter une marque épigénétique qui les empêchait de lire le gène FGF2. Et cela aurait pu aider à les protéger de devenir accro.
«Parce que nous avons eu accès à ces rats qui ont été élevés pour certains traits, et nous avons pu contrôler les facteurs environnementaux, tels que la quantité d'exposition au médicament, nous avons pu évaluer les différences dans le cerveau avant et après les rats sont devenus dépendants», dit Shelly Flagel, Ph.D., auteur principal de la nouvelle étude et professeur adjoint de psychiatrie à l'UM. "En étudiant leur expression génétique et épigénétique, ainsi que leur réponse à la disponibilité des médicaments et des indices liés à la drogue, nous pouvons relier ces différences dans le cerveau à des comportements de dépendance comme, comme la rechute. Cela nous permet d'affiner sur la biologie de la dépendance encore plus loin ".
Et ce genre de compréhension pourrait être un modèle pour aider à la compréhension plus large de la toxicomanie chez les humains aussi, dit Flagel. Plus que la dépendance est considérée comme ayant des racines biologiques et origines dans des traits génétiques qui sont héritées par les familles ou amplifiées par la prise de drogue, meilleures options de traitement et les politiques publiques autour de la drogue et les toxicomanes peuvent être, elle espère.
Un conte de deux races de rats
Les résultats proviennent d'études de deux races particulières de rats.Elevé pour des dizaines de générations dans le laboratoire de l'auteur principal Huda Akil, Ph.D., à l'UM moléculaire et Behavioral Neuroscience Institute dans des conditions soigneusement contrôlées, les deux races agissent comme un moyen d'étudier les effets de la génétique et les traits héréditaires sur la toxicomanie comportements. la PI
Une race, appelée BHR pour les intervenants de haut élevés, tend à explorer et à rechercher la nouveauté. L'autre, appelé BLR pour les faibles répondeurs élevés, ne fait pas. En fait, les rats BLR agissent souvent anxieux lorsqu'ils sont présentés avec des situations nouvelles, et préfèrent des espaces clos, même quand ils peuvent voir la nourriture dans un espace ouvert.
Les deux races permettent aux scientifiques d'étudier l'impact de la consommation de drogues et de la toxicomanie sur l'expression génétique et l'épigénétique dans le noyau accumbens - «centre du plaisir" du cerveau, où la réponse aux médicaments comme la cocaïne se produit. Normalement, le système de la dopamine dans ce domaine répond à des expériences naturellement agréables et nous incite à les poursuivre à nouveau. Il est comme si le médicament détourne le système qui alimente jouissance normale ou récompense. Et cela peut rendre le comportement motivé par objectifs d'habitude qui est entraînée par le plaisir vont de travers.
Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont d'abord formés tous les rats à attendre à trouver de la cocaïne dans certains endroits, pour pousser leur nez dans un trou pour obtenir une dose contrôlée de celui-ci, et d'attendre qu'il serait disponible quand une certaine lumière brillait. Même les anxieux, les rats BLR timides ont appris à prendre le médicament.
Bien que les deux groupes de rats ont la même quantité de drogue, les deux races diffèrent considérablement dans la façon dont ils étaient susceptibles de chercher de la cocaïne à plusieurs reprises. Les rats BHR étaient beaucoup plus susceptibles de continuer à chercher la cocaïne, même quand il n'a pas été disponible.
Après une semaine sans la cocaïne, les rats BHR étaient plus susceptibles de «rechute» après avoir obtenu une injection de cocaïne. Après un mois sans la cocaïne, BHRS étaient beaucoup plus susceptibles que BLRS pour commencer la recherche de nouveau lorsque la lumière précédemment associée à la livraison de cocaïne a commencé à venir à nouveau. Ceci est similaire à ce que les humains récupération de la dépendance rapportent souvent: leur soif de médicaments retourne quand ils voient attirail de drogue ou de revenir à un endroit où ils ont obtenu une fois ou ont pris des médicaments.
"Il est probable que la propension à chercher des médicaments et de devenir accro à eux implique de nombreux gènes. En outre, des facteurs indépendants de recherche de la nouveauté, y compris le stress et la dépression peuvent conduire à la consommation de substances chez certaines personnes», dit Akil. Elle, Flagel et leurs collègues utilisent maintenant génotypage à base large pour découvrir d'autres gènes qui contribuent à divers aspects de l'abus de drogues et la toxicomanie. Ces résultats génétiques pointer vers des biomarqueurs potentiels et des stratégies de traitement plus ciblées pour les troubles de toxicomanie.