Solo poche bevande cambiano il modo in cui i ricordi si formano a livello molecolare fondamentale, secondo un nuovo studio con le mosche.

Una delle molte sfide con la lotta alla dipendenza da alcol e altri disturbi da abuso di sostanze è il rischio di recidiva, anche dopo il progresso verso la guarigione. Anche i fastidiosi moscerini della frutta hanno un desiderio per l'alcol, e poiché i segnali molecolari coinvolti nella formazione dei ricordi di ricompensa e di evitamento delle mosche sono molto simili a quelli negli umani, sono un buon modello per lo studio.

La nuova ricerca rileva che l'alcol dirotta questo percorso di formazione della memoria e modifica le proteine ​​espresse nei neuroni, formando voglie.

Brutte esperienze, bei momenti

Karla Kaun, assistente professore di neuroscienza presso la Brown University e autrice senior del giornale, ha lavorato con un gruppo di studenti universitari, tecnici e ricercatori post-dottorato per scoprire le vie di segnalazione molecolare e i cambiamenti nell'espressione genica coinvolti nella creazione e nel mantenimento dei ricordi di ricompensa.

"Una delle cose che voglio capire è il motivo per cui le droghe d'abuso possono produrre ricordi davvero gratificanti quando sono in realtà delle neurotossine", dice Kaun, che è affiliato al Brown's Carney Institute for Brain Science.

"Tutte le droghe di abuso - alcol, oppiacei, cocaina, metanfetamina - hanno effetti collaterali negativi. Rendono la gente nausea o danno alle persone i postumi di una sbornia, quindi perché li troviamo così gratificanti? Perché ricordiamo le cose belle su di loro e non le cattive? Il mio team sta cercando di capire a livello molecolare quali droghe di abuso stanno facendo ai ricordi e perché causano voglie ".

Una volta che i ricercatori hanno capito quali sono le molecole che cambiano quando si formano i desideri, allora possono capire come aiutare a recuperare gli alcolizzati e i tossicodipendenti, forse diminuendo il tempo in cui i ricordi bramano durano, o quanto sono intensi, dice Kaun.

effetto domino

I moscerini della frutta hanno solo i neuroni 100,000, mentre gli umani hanno più di 100 miliardi. La scala più piccola - oltre al fatto che generazioni di scienziati hanno sviluppato strumenti genetici per manipolare l'attività di questi neuroni a livello di circuito e molecolare - ha fatto volare la frutta all'organismo modello perfetto per la squadra di Kaun per mettere a nudo i geni e le vie di segnalazione molecolare coinvolte in alcol regala ricordi, dice lei.

I ricercatori hanno utilizzato strumenti genetici per disattivare selettivamente i geni chiave mentre addestravano le mosche dove trovare l'alcol. Ciò ha permesso loro di vedere quali proteine ​​erano necessarie per questo comportamento di ricompensa.

Una delle proteine ​​responsabili della preferenza delle mosche per l'alcol è Notch, hanno scoperto i ricercatori. Notch è il primo "domino" in una via di segnalazione coinvolta nello sviluppo dell'embrione, nello sviluppo del cervello e nella funzione del cervello adulto negli esseri umani e in tutti gli altri animali. Le vie di segnalazione molecolare non sono dissimili da una cascata di domini: quando il primo domino cade (in questo caso, la molecola biologica si attiva), si innesca più che si innesca di più e così via.

Uno dei domini a valle nella via di segnalazione che l'alcol colpisce è un gene chiamato recettore simile alla dopamina-2, che produce una proteina sui neuroni che riconosce la dopamina, il neurotrasmettitore del "benessere".

"Il recettore simile alla dopamina-2 è noto per essere coinvolto nel codificare se una memoria è gradevole o avversa", afferma la ricercatrice postdoctor Emily Petruccelli, che ora è un assistente professore con il proprio laboratorio presso la Southern Illinois University. E l'alcool dirotta questo percorso di memoria conservato per creare voglie.

Nel caso del percorso di ricompensa dell'alcool studiato, la cascata di segnalazione non ha attivato o disattivato il gene del recettore della dopamina, né aumentato o diminuito la quantità di proteine ​​prodotte, dice Kaun. Invece, ha avuto un effetto più sottile - ha cambiato la versione della proteina prodotta da una singola "lettera" di amminoacidi in un'area importante.

Acceso e spento

"Non sappiamo quali siano le conseguenze biologiche di questo piccolo cambiamento, ma uno dei risultati importanti di questo studio è che gli scienziati devono guardare non solo a quali geni vengono accesi e spenti, ma quali forme di ciascun gene sono si accende e si spegne ", dice Kaun. "Pensiamo che questi risultati siano altamente suscettibili di tradursi in altre forme di dipendenza, ma nessuno lo ha studiato".

Il team sta continuando il suo lavoro studiando gli effetti che gli oppiacei hanno sugli stessi percorsi molecolari conservati. Inoltre, Kaun sta lavorando con John McGeary, un assistente professore di psichiatria e comportamento umano, per esaminare campioni di DNA di pazienti con disturbi di abuso di alcolici per vedere se hanno polimorfismi genetici in uno dei geni correlati al craving scoperti nelle mosche.

"Se questo funziona allo stesso modo negli esseri umani, un solo bicchiere di vino è sufficiente per attivare il percorso, ma ritorna normale entro un'ora", dice Kaun. "Dopo tre bicchieri, con un'interruzione di un'ora in mezzo, il percorso non torna alla normalità dopo le ore 24. Pensiamo che questa persistenza sia probabilmente ciò che sta cambiando l'espressione genica nei circuiti di memoria.

"Solo qualcosa da tenere a mente la prossima volta che dividi una bottiglia di vino con un amico o una consorte", aggiunge.

I risultati appaiono nel diario Neuron. Il National Institutes of Health ha finanziato la ricerca.

Fonte: Brown University

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