Une étude animale récente montre que l’édition de gènes inverse la reprogrammation génétique du cerveau causée par la consommation excessive d’alcool chez les adolescents.
L’édition de gènes inverse la reprogrammation génétique du cerveau causée par la consommation excessive d’alcool chez les adolescents.
L’édition de gènes pourrait être un traitement potentiel de l’anxiété et du trouble de la consommation d’alcool chez les adultes qui ont été exposés au binge drinking pendant leur adolescence, selon les résultats d’une étude animale publiée le 4 mai 2022 dans le journal. Science Advances.
L’étude a été publiée par des chercheurs de l’Université de l’Illinois Chicago (UIC) qui ont étudié les effets de la consommation excessive d’alcool au début de la vie sur la santé plus tard dans la vie.
Dans des recherches antérieures, l’équipe de l’UIC a découvert que la consommation excessive d’alcool à l’adolescence modifie la chimie du cerveau dans la région de l’amplificateur du gène Arc – pour activity-regulated cytoskeleton-associated protein immediate-early gene – et réduit l’expression de l’Arc dans l’amygdale des rongeurs et des humains. Cette reprogrammation épigénétique du gène Arc dans le centre des émotions et de la mémoire du cerveau contribue à une prédisposition à l’anxiété et aux troubles liés à l’alcool à l’âge adulte.
Dans cette nouvelle recherche, les scientifiques montrent que cette reprogrammation épigénétique, qui persiste tout au long de la vie, peut en fait être inversée par l’édition de gènes.
“Les résultats de cette étude montrent que l’édition de gènes est un antidote potentiel à ces effets, offrant une sorte de remise à zéro du cerveau, si vous voulez”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Subhash Pandey, professeur de psychiatrie doté de la bourse Joseph A. Flaherty et directeur du Center for Alcohol Research in Epigenetics de l’UIC.
Pandey et son équipe ont utilisé un outil d’édition de gènes appelé CRISPR-dCas9 dans leurs expériences pour manipuler les processus d’acétylation et de méthylation des histones au niveau du gène Arc dans des modèles de rats adultes. Ces processus rendent les gènes plus ou moins accessibles à l’activation.
Tout d’abord, les chercheurs ont étudié des rats adultes exposés de façon intermittente à l’alcool pendant leur adolescence, ce qui correspond à l’âge de 10 à 18 ans chez l’homme. Ils ont observé que lorsque dCas9 était utilisé pour favoriser l’acétylation, un processus qui relâche la chromatine et permet aux facteurs de transcription de se lier à la DNA, Arc gene expression normalized. And, indicators of anxiety and alcohol consumption decreased.
Anxiety was measured through behavioral testing, such as by documenting the exploratory activity of rats placed in maze tests, and preference for alcohol was measured by monitoring the amount of liquid consumed when the rats were presented with a choice of two bottles consisting of options such as tap water, sugar water, and varying concentrations of alcohol (3%, 7%, and 9%).
In a second model, the researchers studied adult rats without early alcohol exposure. When inhibitory dCas9 was used to promote methylation, which tightens chromatin and prevents transcription factors from binding to DNA, Arc expression decreased and indicators of anxiety and alcohol consumption increased.
“These results demonstrate that epigenomic editing in the amygdala can ameliorate adult psychopathology after adolescent alcohol exposure,” the authors report.
“Adolescent binge drinking is a serious public health issue, and this study not only helps us better understand what happens in developing brains when they are exposed to high concentrations of alcohol but more importantly gives us hope that one day we will have effective treatments for the complex and multifaceted diseases of anxiety and alcohol use disorder,” said Pandey, who is also a senior research career scientist at Jesse Brown VA Medical Center. “That this effect was seen bidirectionally validates the significance of the Arc enhancer gene in the amygdala in epigenetic reprogramming from adolescent binge drinking.”
Reference: “Targeted epigenomic editing ameliorates adult anxiety and excessive drinking after adolescent alcohol exposure” by John Peyton Bohnsack, Huaibo Zhang, Gabriela M. Wandling, Donghong He, Evan J. Kyzar, Amy W. Lasek and Subhash C. Pandey, 4 May 2022, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abn2748
Co-authors of the study, “Targeted epigenomic editing ameliorates adult anxiety and excessive drinking after adolescent alcohol exposure,” are John Peyton Bohnsack, Huaibo Zhang, Gabriela Wandling, Donghong He, Evan Kyzar and Amy Lasek, all of UIC.
The research was supported by the National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (U01AA019971, U24AA024605, P50AA022538, and F32AA027410) and the Department of Veterans Affairs.
