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PUBLICADO EN 'NATURE NEUROSCIENCE'

Modificaciones en el ADN predicen la respuesta del cerebro a una amenaza

JANO.es · 04 agosto 2014

El hallazgo explica, en parte, por qué algunas personas son más vulnerables que otras al estrés y los trastornos que de él se derivan.

La adición de una marca química sobre un gen involucrado en la depresión clínica y el trastorno de estrés postraumático afecta a la forma en la que el cerebro de una persona responde a las amenazas, según concluye un estudio realizado por investigadores de la Universidad Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos. Los resultados, que se publican en Nature Neuroscience, explican, en parte, por qué algunas personas son más vulnerables que otras al estrés y los trastornos que de él se derivan.

El estudio se centró en el transportador de la serotonina, una molécula que regula la cantidad de señales de serotonina entre las células del cerebro y es un objetivo importante para el tratamiento de la depresión y los trastornos del estado de ánimo. En la década de los noventa, los científicos descubrieron que las diferencias en la secuencia de ADN del gen transportador de la serotonina parecían dar a algunos individuos respuestas exageradas al estrés, como, por ejemplo, la depresión.

Ubicadas en la parte superior del transportador de serotonina del ADN, estas marcas química,s llamadas grupos metilo, ayudan a regular dónde y cuándo un gen está activo o se expresa. La metilación del ADN es una forma de modificación epigenética que podría audar a entender cómo el mismo código genético produce tantas células y tejidos diferentes.

En la búsqueda de diferencias de metilación, los investigadores de este trabajo decidieron comenzar con el transportador de la serotonina porque se sabe mucho sobre él biológicamente y farmacológicamente y "es uno de los mejores genes caracterizados de la neurociencia", según el autor principal, Ahmad Hariri, profesor de Psicología y Neurología y miembro del Instituto Duke de Ciencias del Cerebro.

"Si vamos a hacer afirmaciones sobre la importancia de la epigenética en el cerebro humano, hemos querido comenzar con un gen del que tenemos una comprensión bastante buena", subraya Hariri. Este trabajo es parte de un estudio en curso sobre neurogenética en Duke, llamado 'DNS', que vincula los genes, la actividad cerebral y otros marcadores biológicos con el riesgo de la enfermedad mental en los adultos jóvenes.

El grupo tomó una imagen cerebral no invasiva de los primeros 80 participantes en edad universitaria del DNS, mostrándoles imágenes de rostros enojados o asustados y viendo las respuestas en una región profunda del cerebro llamada amígdala, que ayuda a dar forma a nuestras respuestas conductuales y biológicas ante amenazas y el estrés.

El equipo también midió la cantidad de metilación en el transportador de serotonina del ADN aislado de la saliva de los participantes, en colaboración con Karestan Koenen, de la Escuela Mailman de Salud Pública de la Universidad de Columbia, en Nueva York, Estados Unidos. El estudio reveló que cuanto mayor es la metilación del gen transportador de la serotonina de un individuo, mayor es la reactividad de la amígdala.

El aumento de la reactividad de la amígdala puede a su vez contribuir a una respuesta exagerada al estrés y vulnerabilidad a los trastornos relacionados con el estrés. Para sorpresa del equipo, incluso pequeñas variaciones de metilación entre los individuos eran suficientes para crear diferencias en la reactividad de la amígdala de los individuos, dice el autor Yuliya Nikolova, estudiante graduado en el grupo de Hariri.

La cantidad de metilación fue un predictor mejor de la actividad de la amígdala que la variación de la secuencia de ADN, que había sido previamente asociada con riesgo de depresión y ansiedad. El equipo estaba entusiasmado con el descubrimiento, pero también cauteloso, reconoce Hariri, porque ha habido muchos hallazgos en genética que nunca han sido replicados.

Por eso, aprovecharon la oportunidad de buscar el mismo patrón en un conjunto diferente de participantes, esta vez en los del 'Teen Alcohol Outcomes Study' (TAOS) del Centro de Ciencias de la Salud en San Antonio de la Universidad de Texas, en Estados Unidos.

Trabajando con el director de TAOS, Douglas Williamson, el grupo volvió a medir la reactividad en la amígdala mediante la visión de rostros enojados y temerosos, así como la metilación del gen transportador de la serotonina aislado de la sangre en 96 adolescentes de entre 11 y 15 años de edad. Los análisis revelaron un vínculo aún más fuerte entre la metilación y la reactividad de la amígdala.

Estos expertos también analizaron los patrones de metilación en el cerebro de las personas fallecidas en colaboración con Etienne Sibille, de la Universidad de Pittsburgh, en Estados Unidos, pero que ahora trabaja en el Centro para la Adicción y la Salud Mental en Toronto, Canadá. Una vez más, vieron que la metilación de un solo punto en el gen transportador de la serotonina se asocia con menores niveles de expresión del transportador de la serotonina en la amígdala.

Patrones de metilación en otros genes del sistema de la serotonina

A juicio de Hariri, el trabajo revela una relación mecanicista convincente: una metilación superior se asocia generalmente a una reducción de la lectura del gen. Asimismo, la metilación amortigua la expresión del gen, que luego afecta a la reactividad de la amígdala, presumiblemente por la alteración de la señalización de la serotonina.

Los investigadores indagan ahora en cómo la metilación de esta parte específica del ADN afecta al cerebro. En particular, esta región del gen podría servir como 'pista de aterrizaje' para la maquinaria celular que se une al ADN y lo lee, argumenta Nikolova. El equipo también prevé observar los patrones de metilación de otros genes en el sistema de la serotonina que pueden contribuir a la respuesta del cerebro a estímulos amenazantes.

El hecho de que los patrones de metilación del transportador de serotonina eran similares en la saliva, la sangre y el cerebro también sugiere se pueden pasar de generación en generación, más que adquirirlos por los individuos basándose en sus propias experiencias.

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