Gènes de plasticité neuronale liés aux troubles liés à la consommation d’alcool

Résumé: Une nouvelle étude a découvert un lien entre les troubles liés à la consommation d’alcool (AUD) et l’altération d’un groupe de gènes connus pour influencer la plasticité neuronale et la perception de la douleur.

L’équipe a utilisé trois modèles animaux distincts pour identifier les gènes responsables des comportements de consommation d’alcool. Ils ont découvert que les gènes médiant la sensation de douleur agissent avec deux autres groupes de gènes neuronaux impliqués dans la communication neuronale.

La recherche ouvre la porte à la possibilité de tests génétiques pour l’alcoolisme.

Faits marquants:

1. L’étude a utilisé trois modèles animaux différents pour analyser près de 30 000 gènes et a identifié un lien entre les AUD et des groupes de gènes affectant la plasticité neuronale et la perception de la douleur.
2. Les gènes identifiés ont interagi avec deux autres groupes de gènes de canaux neuronaux et d’excitation neuronale qui remplissent des fonctions de communication neuronale.
3. L’étude suggère que l’identification précoce d’une forte tendance génétique à l’alcoolisme pourrait aider les individus à modérer leur consommation d’alcool et conduire à des stratégies de traitement ou de prévention plus ciblées.

Source: Université de l’Indiana

On estime que 16 millions de personnes aux États-Unis souffrent de troubles liés à la consommation d’alcool (AUD), selon les National Institutes on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA).

Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de l’Indiana ont fait une découverte substantielle sur le rôle que jouent les gènes dans le développement des AUD, en découvrant que l’altération d’un groupe de gènes connus pour influencer la plasticité neuronale et les perceptions de la douleur, plutôt qu’un défaut d’un seul gène, est liée aux AUD.

“Nous savons que les gènes héréditaires sont un contributeur majeur à cette maladie, car des études antérieures ont montré que la génétique familiale était directement associée à la dépendance à l’alcool au sein d’une famille, comme des jumeaux identiques élevés dans des environnements différents”, a déclaré Feng Zhou, PhD, professeur émérite de anatomie, biologie cellulaire et physiologie à l’IU School of Medicine.

Zhou est l’auteur principal, avec William Muir, PhD, professeur émérite de génétique au Purdue Department of Animal Sciences, d’une nouvelle publication dans Alcool : recherche clinique et expérimentale qui détaille leurs nouvelles découvertes.

Les chercheurs ont utilisé trois modèles animaux différents créés au Centre de recherche sur l’alcool IU pour étudier l’impact des gènes sur le désir d’alcool. L’étude a consisté à trier statistiquement environ 3 milliards de paires de bases d’ADN contenant près de 30 000 gènes, chez 70 animaux individuels pour identifier la poignée responsable des comportements de consommation d’alcool.

Grâce à leur conception expérimentale, les chercheurs ont pu identifier les différences de population en fonction des comportements de consommation plutôt que des différences génétiques fortuites ou d’autres influences environnementales.

“Ces modèles de rats sont tous qualifiés de manière unique en tant que critères pour les résultats humains”, a déclaré Zhou.

Les gènes qui interviennent dans la sensation de douleur agissent de concert avec deux autres groupes de canaux neuronaux et de gènes d’excitation neuronale qui remplissent des fonctions de communication neuronale, a découvert l’équipe.

“La fonction de ces trois groupes de gènes est importante pour la neuroadaptation et la neuroplasticité, ce qui signifie qu’ils peuvent modifier les communications cérébrales”, a déclaré Zhou.

Ils ont également découvert une cohorte clé de gènes ayant un impact sur la consommation d’alcool, certains des gènes ayant des mutations silencieuses, ce qui signifie qu’ils n’ont pas modifié la séquence d’acides aminés traduite, mais ont influencé le taux et la conformation de la transcription des gènes, provoquant des changements dans les autres gènes qui avaient un impact sur l’alcoolisme.

“C’est la première fois que ces multiples modèles sont utilisés pour cette poursuite”, a déclaré Muir.

“Dans le passé, la recherche s’est concentrée sur un seul gène et sur la manière dont il peut contribuer à la consommation d’alcool, mais maintenant, nous pouvons voir que ces grands groupes de gènes font une différence, ce qui peut aider à orienter la recherche future et les soins cliniques pour les personnes souffrant de AUD.

« Le cerveau doit être modifié au cours de la période de consommation. Ce type de modification est similaire à l’abus de drogues », a déclaré Zhou.

“C’est une plasticité neuronale génétiquement sujette ou une adaptation neuronale à un certain niveau qui rend la consommation d’alcool plus agréable et plus tolérable, ou un soulagement de la douleur.”

“Le soulagement de la douleur semble être une motivation pour boire et continuer à boire”, a déclaré Muir. “Sachant cela, il est possible que des conseils précoces puissent entraîner un évitement de l’alcool.”

Les nouvelles découvertes soulèvent la possibilité de tests génétiques pour l’alcoolisme. Les personnes qui se font tester et qui savent qu’elles ont une forte tendance génétique à devenir alcooliques pourraient prendre des précautions supplémentaires pour modérer leur consommation d’alcool.

“Une direction future est de savoir comment ces découvertes animales se traduiraient pour les humains”, a déclaré Zhou. “Si cela est vérifié, le traitement ou la prévention peuvent être plus ciblés.”

Parmi les autres auteurs de l’étude figurent Chiao-Ling Lo, PhD et Richard Bell, PhD de l’IU School of Medicine et du Indiana Alcohol Research Center de l’IU School of Medicine.

À propos de cette actualité de la recherche en génétique et neuroplasticité

Auteur: Christina Griffiths
Source: Université de l’Indiana
Contact: Christina Griffiths – Université de l’Indiana
Image: L’image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Libre accès.
“Une étude sur plusieurs modèles animaux révèle des mutations dans les gènes de la plasticité neurale et de la nociception liées à une consommation excessive d’alcool” de Feng Zhou et al. Recherche clinique et expérimentale sur l’alcoolisme

Abstrait

Une étude sur plusieurs modèles animaux révèle des mutations dans les gènes de la plasticité neurale et de la nociception liées à une consommation excessive d’alcool

Arrière-plan

La base du trouble familial de consommation d’alcool (AUD) reste une énigme en raison de diverses confusions biologiques et sociétales. La présente étude a utilisé trois des modèles de rats les plus adoptés et les plus documentés, combinant les lignées préférant l’alcool/non préférant l’alcool (P/NP) et les lignées répliquées à forte consommation d’alcool/faible consommation d’alcool (HAD/LAD). AUD tel qu’examiné à travers le prisme d’analyses génomiques entières.

Méthodes

Nous avons utilisé le séquençage complet du génome des lignées P/NP et des séquences précédemment publiées des répliques HAD/LAD pour améliorer la découverte de variants associés à l’AUD et pour éliminer la confusion avec le fond génétique et la dérive génétique aléatoire. Plus précisément, nous avons utilisé des méthodes statistiques d’ordre élevé pour rechercher des variants génétiques dont les changements de fréquence dans des ensembles entiers d’ontologies de gènes correspondaient à des changements phénotypiques dans le sens de la sélection, c’est-à-dire la préférence pour la consommation d’éthanol.

Résultats

Notre première découverte était qu’en plus des variants provoquant des changements de traduction, les principaux changements génétiques associés à la prédisposition à boire étaient des mutations silencieuses et des mutations dans les régions 3 ‘non traduites (3’UTR) des gènes. Aucun de ces types de mutations ne modifie la séquence d’acides aminés de la protéine traduite, mais ils influencent à la fois le taux et la conformation de la transcription génique, y compris sa stabilité et les événements post-traductionnels qui altèrent l’efficacité du gène. Cette découverte plaide en faveur d’un recentrage des études génomiques humaines sur les changements dans l’efficacité des gènes.

Parmi les ontologies clés identifiées figuraient les gènes centraux associés aux canaux voltage-dépendants Na + des neurones et de la glie (y compris le Scn1a, Scn2a, Scn2b, Scn3a, Scn7a et Scn9a sous-types) et la sécrétion glutamatergique excitatrice (y compris Grm2etMyo6), qui sont tous deux essentiels à la neuroplasticité. De plus, nous avons identifié la « nociception ou perception sensorielle de la douleur », qui contenait des variantes de la nociception ( Arrb1, ccl3,Ephb1) et faire appel au sodium ( Scn1a, Scn2a, Scn2b, Scn3a,Scn7a), activation de la douleur (scn9a)et le canal potassique ( Kcna1) gènes.

Conclusion

Les analyses multi-modèles utilisées ici ont réduit les effets de confusion de la dérive aléatoire et du patrimoine génétique des « fondateurs ». Les gènes sélectionnés de manière bidirectionnelle les plus différenciés dans les trois modèles animaux étaient Scn9a, Scn1a,et Kcna, tous annotés dans l’ontologie de la nociception. La complexité de la neuroplasticité et de la nociception renforce l’hypothèse selon laquelle la neuroplasticité et la douleur (physique ou psychologique) sont des phénotypes importants génétiquement liés au développement de l’AUD.