Cocaina-Immagine Credit Public Domain-
Il disturbo da uso di cocaina (CUD) provoca alterazioni nel “metiloma” dell’Area 9 di Brodmann, una sottoregione all’interno della corteccia prefrontale, responsabile dell’autocoscienza e del controllo inibitorio. Lo afferma uno studio condotto da ricercatori tedeschi e canadesi e pubblicato su Frontiers in Psychiatry. Un aumento del livello di metilazione del DNA è associato alla soppressione dei geni vicini.
I ricercatori hanno scoperto differenze nella metilazione del DNA all’interno della regione del cervello importante per il controllo inibitorio nelle persone con disturbo da uso di cocaina.
Gli scienziati tendono a considerare la dipendenza da sostanze principalmente come una malattia del cervello. Quando ci godiamo il cibo, la musica o gli hobby, le regioni del nostro cervello all’interno del percorso della ricompensa sono inondate di dopamina che induce piacere. Droghe come la cocaina imitano questo effetto, ma fino a dieci volte più forte. Tuttavia, i cervelli sani non sono alla mercé di tali scariche di dopamina: lì, la corteccia prefrontale soppesa le opzioni e può decidere di rinunciare ad attività piacevoli quando non è il momento o il luogo. Al contrario, tale “controllo inibitorio” è compromesso nel cervello dipendente, rendendo difficile resistere.
Ma quali sono i cambiamenti biochimici nella corteccia prefrontale che causano questo danno?
Ora, sulla rivista Frontiers in Psychiatry, scienziati tedeschi e canadesi hanno dimostrato che negli esseri umani il disturbo da uso di cocaina (CUD) porta a cambiamenti nel “metiloma” di una sottoregione all’interno della corteccia prefrontale, l’Area 9 di Brodmann, ritenuta importante per la consapevolezza di sé e il controllo inibitorio. In genere, un maggior grado di metilazione del DNA porta alla “composizione verso il basso” dei geni vicini.
“Poiché la metilazione del DNA è un importante meccanismo di regolazione per l’espressione genica, le alterazioni identificate della metilazione del DNA potrebbero contribuire ai cambiamenti funzionali nel cervello umano e quindi agli aspetti comportamentali associati alla dipendenza“, ha affermato il primo autore dello studio Eric Poisel, un dottorando presso il Central Istituto di Salute Mentale di Mannheim, Germania.
Poiché lo studio del metiloma cerebrale è invasivo, è stato condotto sui cervelli crioconservati di 42 donatori maschi deceduti, di cui metà aveva avuto il disturbo da usoi di cocaina, mentre l’altra metà no. Questo è importante, perché la maggior parte degli studi precedenti in questo campo sono stati condotti sul cervello dei ratti.
Le cellule cerebrali possono invecchiare più velocemente nelle persone dipendenti da cocaina
I ricercatori hanno trovato prove che le cellule nell’Area 9 di Brodmann appaiono biologicamente “più vecchie” nelle persone con CUD, prova che queste cellule invecchiano più velocemente che nelle persone senza disturbi da uso di sostanze. Qui, hanno utilizzato modelli di metilazione del DNA come misura dell’età biologica delle cellule nell’Area 9 di Brodmann. L’età biologica di cellule, tessuti e organi può essere maggiore o minore dell’età cronologica, a seconda della dieta, dello stile di vita e dell’esposizione. a malattie o fattori ambientali dannosi. Gli scienziati possono quindi stimare l’età biologica dai dati del metiloma con algoritmi matematici consolidati.
“Abbiamo rilevato una tendenza verso un maggiore invecchiamento biologico del cervello negli individui con disturbo da uso di cocaina rispetto agli individui senza disturbo da uso di cocaina. Ciò potrebbe essere causato da processi patologici correlati alla cocaina nel cervello, come l’infiammazione o la morte cellulare“, ha affermato l’autrice principale dello studio, la Dott.ssa Stephanie Witt, ricercatrice presso lo stesso istituto.
“Poiché la stima dell’età biologica è un concetto molto recente nella ricerca sulla dipendenza ed è influenzata da molti fattori, sono necessari ulteriori studi per indagare su questo fenomeno, con campioni di dimensioni maggiori di quanto fosse possibile qui”.
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Associazioni tra CUD e geni metilati
Poisel e colleghi hanno anche esaminato le differenze nel grado di metilazione in 654.448 siti nel genoma umano e hanno cercato associazioni con la presenza o l’assenza di CUD nella vita di ciascun donatore. Hanno corretto le differenze nell’età del donatore, il tempo trascorso dalla morte, il pH del cervello e altre malattie come il disturbo depressivo e il disturbo da uso di alcol.
Hanno trovato 17 regioni genomiche che erano più metilate nei donatori con CUD che nei donatori senza CUD, e tre regioni che erano meno metilate nei donatori con CUD che nei donatori senza CUD.
Immagine: il disturbo da uso di cocaina (CUD) provoca alterazioni nel “metiloma” dell’Area 9 di Brodmann. Credit Frontiers in Psychiatry.
“Siamo rimasti sorpresi dal fatto che nella nostra analisi di rete i cambiamenti nella metilazione del DNA fossero particolarmente importanti tra i geni che regolano l’attività dei neuroni e la connettività tra di loro. È interessante notare che la metilazione differenziale del DNA era correlata a diversi fattori di trascrizione e proteine con domini di legame al DNA, il che implica effetti diretti di questi cambiamenti di metilazione del DNA sull’espressione genica. Questo deve essere seguito in ulteriori studi”, ha affermato Poisel.
“Inoltre, è stato affascinante che tra quei geni che hanno mostrato i più forti cambiamenti nei livelli di metilazione del DNA nel nostro studio, due geni sono stati precedentemente segnalati per regolare gli aspetti comportamentali dell’assunzione di cocaina negli esperimenti sui roditori“, ha detto Witt.
Fonte:Frontiers in Psychiatry
