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Examiner l'impact de l'alcool sur le comportement des gènes

Une étude révèle des différences de genre dans l'expression des gènes liées à la consommation d'alcool et au sevrage.

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Le trouble de l'utilisation de l'alcool (TUA) est un vrai souci qui touche plein de gens dans le monde. Aux États-Unis, ça concerne des millions de personnes et ça cause environ 140 000 décès chaque année à cause de la consommation excessive. Les coûts liés à l'usage d'alcool dépassent largement ceux des maladies cardiaques, qui sont la principale cause de décès dans le pays. Ce qui est alarmant, c'est que des recherches montrent que l'alcool est plus nocif que n'importe quelle autre drogue, ce qui souligne l'importance de comprendre ce qui pousse les gens à boire de manière excessive et à devenir accros.

Le cycle de l'addiction

On décrit souvent l'addiction avec un modèle qui comprend trois phases principales : la consommation excessive, le sevrage, et l'obsession ou le craving pour l'alcool. Chaque phase est influencée par différentes parties du cerveau et des facteurs biologiques spécifiques. Un point d'intérêt clé est le noyau central de l'amygdale (NCA). Cette zone du cerveau joue un grand rôle dans l'anxiété et est essentielle pour gérer la consommation excessive et les périodes de sevrage.

La consommation excessive est particulièrement préoccupante et est souvent liée au TUA. Quand les gens boivent beaucoup, ils peuvent ressentir des symptômes de sevrage qui peuvent se manifester de différentes manières. Ces symptômes vont de légères sensations d'anxiété et de cravings à de graves réactions comme des convulsions. Bien qu'on comprenne ces symptômes chez les humains, des recherches sur des souris nous aident à explorer des effets de sevrage similaires. Par exemple, les souris montrent des comportements d'anxiété accrus pendant les phases de sevrage.

Explorer les changements génétiques pendant l'abstinence

Pour mieux comprendre les changements qui se produisent dans le cerveau après avoir bu, il est essentiel d'étudier le comportement des gènes dans le NCA pendant différentes périodes d'abstinence. Beaucoup d'études ont examiné comment l'expression des gènes change quand des rongeurs mâles se passent d'alcool pendant de courtes périodes après avoir bu excessivement. Cependant, moins d'attention a été accordée aux rongeurs femelles ou aux périodes d'abstinence plus longues. Cette étude visait à explorer comment différents gènes associés à l'usage de l'alcool se comportent chez des souris mâles et femelles après avoir cessé de boire pendant un jour (abstinence aiguë) ou sept jours (abstinence prolongée).

L'expérience de consommation

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé des souris mâles et femelles d'une souche spécifique connue sous le nom de C57BL/6J. Toutes les souris avaient le même âge au début des expériences. Il y avait deux groupes principaux : un groupe avait juste de l'eau, tandis que l'autre a suivi une procédure "Drinking in the Dark" (DID), où elles avaient accès à de l'alcool à des moments spécifiques.

Dans la première expérience, le groupe d'abstinence aiguë a passé un jour sans alcool après avoir bu excessivement. Dans la seconde expérience, le groupe d'abstinence prolongée est resté sans alcool pendant sept jours après avoir bu excessivement. Les souris étaient gardées dans des cages séparées en fonction de leur sexe et avaient accès continu à de la nourriture et de l'eau pendant toute l'étude.

Comprendre les patterns de consommation

Pour comprendre combien d'alcool les souris ont consommé, les chercheurs ont mis en place un système de choix à deux bouteilles. Les souris avaient une bouteille avec de l'eau et une avec de l'alcool. Elles ont été surveillées de près pendant une période de trois semaines. Les résultats ont montré que les souris mâles et femelles consommaient des quantités croissantes d'alcool pendant ce temps. Notamment, les souris femelles ont bu plus que les souris mâles, surtout lors de la troisième semaine de l'étude.

Analyser le tissu cérébral

Après les périodes d'abstinence désignées, les souris ont été euthanasiées, et leurs cerveaux ont été prélevés pour analyse. Les chercheurs se sont concentrés sur la zone du NCA et ont utilisé diverses techniques pour mesurer les changements dans l'expression des gènes. L'ARN a été extrait du tissu, et l'expression des gènes a été mesurée pour 25 gènes spécifiques connus pour être liés à l'utilisation de l'alcool.

Les résultats ont montré que les souris mâles et femelles réagissaient différemment en termes d'expression des gènes après l'abstinence. Les souris mâles ont montré des changements significatifs dans quatre des 25 gènes pendant la période d'abstinence aiguë. En revanche, les souris femelles n'ont montré des changements que dans deux gènes durant cette période aiguë, tandis qu'elles avaient des niveaux réduits de deux gènes pendant l'abstinence prolongée.

Résultats chez les souris mâles

Pour les souris mâles, les niveaux d'expression des gènes ont notablement changé après l'abstinence. Trois gènes qui ont montré une expression accrue étaient associés à des neuropeptides, qui sont impliqués dans la régulation des comportements liés à la consommation. Un gène a été régulé à la baisse, indiquant que différentes réponses se produisent en fonction de la durée de l'abstinence.

Pendant l'abstinence prolongée, un gène a été régulé à la hausse tandis que trois autres ont été régulés à la baisse par rapport au groupe d'eau. Notamment, un gène impliqué dans les voies de signalisation pour les réponses à l'alcool a montré des changements constants tant pendant l'abstinence courte que longue.

Résultats chez les souris femelles

Chez les souris femelles, les changements dans l'expression des gènes étaient moins marqués. Dans le groupe d'abstinence aiguë, les niveaux de deux gènes ont augmenté, mais aucun gène n'a montré de baisse. Cependant, durant la phase d'abstinence prolongée, deux gènes avaient des niveaux d'expression inférieurs par rapport au groupe d'eau. Cela suggère que les souris femelles pourraient être affectées différemment des mâles en ce qui concerne les réponses génétiques à l'utilisation de l'alcool et au sevrage.

Comprendre les corrélations dans l'expression des gènes

Les chercheurs ont effectué une analyse de corrélation pour voir si certains gènes s'exprimaient ensemble pendant l'expérience. Cette analyse a montré que certains gènes chez les souris mâles étaient corrélés positivement, ce qui signifie que lorsque l'expression d'un gène augmentait, celle d'un autre avait tendance à faire de même. Cependant, les corrélations ont changé en fonction de la période d'abstinence, suggérant que l'expression des gènes est dynamique et réactive à l'historique d'alcool.

Chez les souris femelles, les patterns de corrélation étaient différents. Seuls quelques gènes ont maintenu leurs relations après les périodes d'abstinence, indiquant une régulation plus complexe de l'expression des gènes chez les femelles.

Implications des résultats

Cette étude est importante car elle améliore notre compréhension de la façon dont différentes périodes d'abstinence affectent le comportement des gènes dans le NCA, surtout en lien avec la consommation excessive. Les résultats montrent que les souris mâles et femelles diffèrent dans la façon dont leurs cerveaux réagissent à l'alcool, ce qui pourrait avoir des implications pour comprendre le TUA chez les humains.

Les résultats suggèrent que certains gènes peuvent jouer des rôles essentiels dans le développement du TUA et que ces rôles peuvent varier selon le sexe. En comprenant ces différences biologiques, la recherche future pourrait aider à créer de meilleures stratégies de prévention et de traitement pour les personnes qui luttent contre des troubles liés à l'alcool.

Conclusion

Le trouble de l'utilisation de l'alcool est un problème de santé publique significatif, et comprendre les mécanismes biologiques sous-jacents est crucial pour développer des interventions efficaces. Cette étude éclaire sur les changements de l'expression des gènes en réponse à la consommation excessive et à l'abstinence, soulignant l'importance de considérer les différences de sexe dans la recherche. Des recherches comme celle-ci peuvent aider à ouvrir la voie à de meilleures options de traitement pour ceux touchés par le TUA. L'exploration continue de la réponse du cerveau à l'alcool sera essentielle pour lutter contre ce problème persistant.

Source originale

Titre: Dynamic regulation of CeA gene expression during acute and protracted abstinence from chronic binge drinking of male and female C57BL/6J mice.

Résumé: Binge alcohol consumption is a major risk factor for developing Alcohol Use Disorder (AUD) and is associated with alcohol-related problems like accidental injury, acute alcohol poisoning, and black-outs. While there are numerous brain regions that have been shown to play a role in this AUD in humans and animal models, the central nucleus of the amygdala (CeA) has emerged as a critically important locus mediating binge alcohol consumption. In this study, we sought to understand how relative gene expression of key signaling molecules in the CeA changes during different periods of abstinence following bouts of binge drinking. To test this, we performed drinking in the dark (DID) on two separate cohorts of C57BL/6J mice and collected CeA brain tissue at one day (acute) and 7 days (protracted) abstinence after DID. We used qRTPCR to evaluate relative gene expression changes of 25 distinct genes of interest related to G protein-coupled receptors (GPCRs), neuropeptides, ion channel subunits, and enzymes that have been previously implicated in AUD. Our findings show that during acute abstinence CeA punches collected from female mice had upregulated relative mRNA expression of the gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha 2 (Gabra2), and the peptidase, angiotensinase c (Prcp). CeA punches from male mice at the same time point in abstinence had upregulated relative mRNA encoding for neuropeptide-related molecules, neuropeptide Y (Npy) and somatostatin (Sst), as well as the neuropeptide Y receptor Y2 (Npyr2) but downregulated, Glutamate ionotropic receptor NMDA type subunit 1 (Grin1). After protracted abstinence CeA punches collected from female mice had increased mRNA expression of corticotropin releasing hormone (Crh) and Npy. While CeA punches collected from male mice at the same timepoint had upregulated relative mRNA expression of Npy2r and downregulated mRNA expression of Gabra2, Grin1 and opioid receptor kappa 1 (Oprk1). Our findings support that there are differences in how the CeA of male and female respond to binge-alcohol exposure, highlighting the need to understand the implications of such differences in the context of AUD and binge drinking behavior.

Auteurs: Thomas Louis Kash, H. G. Mendez, S. Neira, M. E. Flanigan, H. L. Haun, K. Boyt, T. Thiele

Dernière mise à jour: 2024-02-04 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.02.578650

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.02.578650.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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