Un estudio ofrece nuevos conocimientos sobre la actividad genética y la adicción
Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han demostrado que las células similares a las neuronas derivadas de células madre humanas pueden servir como modelo para estudiar los cambios en el sistema nervioso asociados con la adicción. El trabajo arroja luz sobre el efecto de la dopamina en la actividad de los genes en las neuronas y ofrece un modelo para el avance de la investigación relacionada.
«Es extremadamente difícil estudiar cómo la adicción cambia el cerebro a nivel celular en los humanos; nadie quiere experimentar con el cerebro de alguien», dice Albert Keung, autor correspondiente del estudio y profesor asistente de ingeniería química y biomolecular en NC State. «Lo que hemos hecho aquí demuestra que podemos obtener una comprensión profunda de esas respuestas celulares utilizando células similares a neuronas derivadas de células madre humanas».
El problema es cómo las células de nuestro sistema nervioso responden a las drogas que están asociadas con el abuso de sustancias y la adicción. Nuestros cuerpos producen un neurotransmisor llamado dopamina. Está asociado con sentimientos, como el placer, que están relacionados con la motivación y la recompensa. Cuando las células neuronales en la «vía de recompensa» del cerebro se exponen a la dopamina, las células activan un conjunto específico de genes, lo que desencadena sentimientos de recompensa que pueden hacer que las personas se sientan bien. Muchas drogas, desde el alcohol y la nicotina hasta los opioides y la cocaína, hacen que el cuerpo produzca niveles más altos de dopamina.
«En experimentos con roedores, los investigadores han demostrado que cuando las células neuronales relevantes se exponen a altos niveles de dopamina durante un período prolongado, se vuelven insensibles, lo que significa que la activación del gen de las células es menos pronunciada en respuesta a la dopamina», dice Keung. . «Esto se llama desensibilización génica. Sin embargo, hasta ahora, no ha sido posible hacer un estudio experimental con células neuronales humanas».
«Nuestro trabajo aquí es el primer estudio experimental que demuestra la desensibilización de genes en células neuronales humanas, específicamente en respuesta a la dopamina», dice Ryan Tam, primer autor del estudio y Ph.D. estudiante en NC State. «No tenemos que inferir que está sucediendo en las células humanas; podemos demostrar que está sucediendo en las células humanas».
En su estudio, Tam y Keung expusieron células similares a neuronas derivadas de células madre humanas a niveles variables de dopamina durante períodos de tiempo variables. Los investigadores encontraron que cuando las células se expusieron a altos niveles de dopamina durante un período prolongado de tiempo, los genes de «recompensa» relevantes se volvieron significativamente menos sensibles.
«Esas son buenas preguntas, que la investigación futura podría abordar», dice Keung. «Y hemos demostrado que estas células similares a neuronas derivadas de células madre humanas son un buen modelo para realizar esa investigación».
El artículo, «Human Pluripotent Stem Cell-Derived Medium Spiny Neuron-like Cells Exhibit Gene Desensitization», se publica en acceso abierto en la revista Cells.
«Este es un hallazgo interesante, pero también es un estudio de prueba de concepto», dice Tam. «Hemos demostrado que la desensibilización de los genes a la dopamina se produce en las células humanas, pero todavía hay mucho que no sabemos sobre la naturaleza de la relación entre la dopamina y la desensibilización de los genes.
«Por ejemplo, ¿los niveles más altos de dopamina podrían causar desensibilización en escalas de tiempo más cortas? ¿O los niveles más bajos de dopamina podrían causar desensibilización en escalas de tiempo más largas? ¿Existen niveles de umbral o existe algún tipo de relación lineal? ¿Cómo podría la presencia de otros neurotransmisores o los químicos bioactivos afectan estas respuestas?»
