Un groupe de chercheurs dirigé par Subhash Pandey de l’Université de l’Illinois, aux États-Unis, en 2019, a montré que les jeunes rats, qui consommaient beaucoup d’alcool, avaient moins de protéine Arc dans l’amygdale. Les chercheurs ont trouvé le même phénomène dans des échantillons de cerveau d’alcooliques décédés. En mai 2022, la même équipe a publié une nouvelle recherche qui cherche à découvrir si les modifications du gène Arc causées par la consommation d’alcool à l’adolescence peuvent être inversées, c’est-à-dire si le « commutateur épigénétique » peut être modifié. Pour ce faire, ils ont utilisé la technique CRISPR-Cas, une technique lauréate du prix Nobel de chimie 2020 connue sous le nom de « ciseaux génétiques » qui permet d’effectuer des modifications de l’ADN.
L’alcool est la drogue psychoactive la plus consommée chez les jeunes et sa consommation excessive représente un grave problème de santé dont les effets peuvent être irréversibles à long terme. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), trois millions de personnes meurent chaque année dans le monde des suites d’une consommation nocive d’alcool (une toutes les 10 secondes), ce qui représente environ 5 % de tous les décès. 13,5% de ces décès correspondent à des jeunes.
Au Chili, une personne sur 10 présente une consommation à risque d’alcool, et si l’on analyse les consommations par âge, les adolescents et les jeunes adultes (entre 15 et 24 ans) boivent plus que le reste de la population. Selon l’enquête du Service National de Prévention et de Réhabilitation des Consommations de Drogues et d’Alcool (SENDA), 63% des élèves de la huitième à la quatrième déclarent avoir eu au moins un épisode au cours du dernier mois, ce qui signifie que près de 2 sur 2 de 3 écoliers ont déclaré une consommation excessive au cours du dernier mois.
Une consommation excessive d’alcool à l’adolescence peut entraîner le développement d’un trouble lié à la consommation d’alcool à l’âge adulte. Aussi appelé « alcoolisme », dans un état grave, il s’agit d’un mode de consommation d’alcool qui comprend des problèmes de contrôle de la consommation, mettant en danger la santé et la sécurité de la personne. De plus, la consommation d’alcool à l’adolescence a des effets à long terme sur les connexions neuronales du cerveau. Surtout dans l’amygdale, une région du cerveau liée à la régulation des émotions et des sentiments, dont la peur et l’anxiété. Cette zone est également associée à l’alcoolisme.
Le cerveau subit naturellement des changements orchestrés pendant l’adolescence qui sont perturbés par la consommation d’alcool. Un exemple de ceci est ce qui se passe dans l’amygdale avec le soi-disant gène Arc. Les gènes sont de courts segments d’ADN (acide désoxyribonucléique, une molécule qui contient l’information génétique des êtres vivants) qui indiquent au corps comment fabriquer des protéines spécifiques. Le gène Arc code pour une protéine du même nom, avec un rôle vital dans la plasticité synaptique, un processus biologique qui permet au cerveau de changer et de s’adapter à de nouvelles informations.
Ce gène est épigénétiquement modifié sous l’influence de la consommation d’alcool à l’adolescence. Les modifications épigénétiques sont des modifications chimiques réversibles de l’ADN. Ces changements signifient que le gène Arc n’est pas exprimé et donc que la protéine en question n’est pas générée, ce qui entraîne une probabilité accrue de développer un trouble lié à la consommation d’alcool et de l’anxiété à l’âge adulte.
ciseaux génétiques
Un groupe de chercheurs dirigé par Subhash Pandey de l’Université de l’Illinois, aux États-Unis, en 2019, a montré que les jeunes rats, qui consommaient beaucoup d’alcool, avaient moins de protéine Arc dans l’amygdale. Les chercheurs ont trouvé le même phénomène dans des échantillons de cerveau d’alcooliques décédés.
En mai 2022, la même équipe a publié une nouvelle recherche qui cherche à découvrir si les modifications du gène Arc causées par la consommation d’alcool à l’adolescence peuvent être inversées, c’est-à-dire si le « commutateur épigénétique » peut être modifié. Pour ce faire, ils ont utilisé la technique CRISPR-Cas, une technique lauréate du prix Nobel de chimie 2020 connue sous le nom de « ciseaux génétiques » qui permet d’effectuer des modifications de l’ADN.
El primer paso de la investigación fue desarrollar un modelo animal, para ello los científicos administraron de manera repetida grandes cantidades de alcohol (grupo 1) a ratas jóvenes entre sus 27 y 41 días de vida (lo que equivale a entre 10 y 18 años en les humains). Alors que les rats témoins (groupe 2) n’ont reçu qu’une solution de chlorure de sodium (sel ordinaire).
Par la suite, lorsque les deux groupes expérimentaux ont atteint l’âge adulte (92 jours), une canule intracrânienne a été placée directement dans l’amygdale et ils ont pu se remettre de l’intervention. Par la suite, les chercheurs ont injecté une solution avec les composants CRISPR-Cas à travers la canule, ce qui permettra d’activer ou de désactiver le gène Arc, et le comportement des groupes expérimentaux a été évalué à l’aide de deux protocoles expérimentaux à cet effet : le labyrinthe de bras ouverts et la boîte de lumière-obscurité.
Les deux sont des tests qui permettent de mesurer l’anxiété chez les rongeurs.Dans le premier cas, on mesure le temps que le rongeur passe dans le bras ouvert (sans protection) et dans le second, le temps qu’il reste dans la boîte avec de la lumière. Moins le rongeur passe de temps dans les deux endroits, plus il est anxieux. Enfin, ils ont vérifié à quelle fréquence les rats consommaient de l’alcool au lieu de l’eau.
Dans la première expérience, ils ont voulu voir si l’activation du gène Arc pouvait inverser l’effet chez des rats qui avaient été exposés à la consommation d’alcool dans leur jeunesse, et qui présentaient de l’anxiété et une préférence pour l’alcool à l’âge adulte. Suivant la méthodologie, la solution CRISPR-Cas avec un promoteur dont le but était d’activer le gène Arc a été délivrée par la canule et le comportement a été évalué.
L’enquête a montré qu’en effet, lorsque le gène Arc était activé et donc produisait la protéine Arc, les rats du groupe 1 (exposés à l’alcool) restaient plus longtemps à la fois dans le bras ouvert du labyrinthe et dans la boîte à lumière, ce qui se traduit par une diminution de l’anxiété, tandis que les rats du même groupe qui n’avaient pas activé le gène Arc sont restés dans ces secteurs pendant très peu de temps, montrant des niveaux d’anxiété plus élevés.
En revanche, aucun effet n’a été observé chez les rats du groupe 2 (témoins). La fréquence à laquelle les rats consommaient de l’alcool a également diminué chez les rats ayant reçu le traitement, démontrant que l’activation du gène Arc dans l’amygdale peut diminuer à la fois l’anxiété et la consommation d’alcool chez les rats exposés à l’alcool à l’adolescence. .
Posteriormente la investigación se centró en recrear el efecto contrario, es decir, demostrar si al apagar el gen Arc en ratas adultas, que no habían sido expuestas al consumo de alcohol en la etapa juvenil, estas se tornaban ansiosas y comenzaban a consumir alcohol en lugar d’eau. Pour cela, la canule a été insérée chez des rats adultes non exposés à l’alcool et après récupération, la solution CRISPR-Cas a été fournie par la canule, maintenant avec un répresseur dont le but était de désactiver le gène Arc et le comportement a été évalué comme indiqué. précédemment.
En conséquence, ils ont obtenu que les rats ayant reçu ce traitement passent moins de temps dans le bras ouvert du labyrinthe et dans la boîte à lumière, par rapport aux rats adultes qui n’ont reçu aucun traitement. D’autre part, les rats dont le gène Arc était désactivé augmentaient la fréquence à laquelle ils consommaient de l’alcool au lieu d’eau que les rats témoins. À partir de ces résultats, les chercheurs ont conclu que la désactivation du gène Arc dans l’amygdale entraîne une augmentation de l’anxiété et une augmentation de la consommation d’alcool chez les rats.
Tenant compte du fait que plus de 100 millions de personnes dans le monde sont dépendantes de l’alcool et qu’à ce jour, les médicaments existants ne peuvent traiter que les conséquences de l’alcoolisme, et non l’alcoolisme en soi, la recherche menée par le Dr Pandey pourrait être la clé du développement futurs traitements qui apporteront enfin une solution à ce problème mondial. Cependant, il reste encore un long chemin à parcourir avant que la méthode ne soit prête pour son application chez l’homme.
*Cet article découle de l’accord avec le Centre interdisciplinaire de neurosciences de l’Université de Valparaíso.