Investigación mostró daño genético en la respuesta neural ante alcohol y estrés

Uniendo el conocimiento de la genética y la neurociencia, un grupo de científicas del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (Iibce) lleva adelante una investigación sobre el daño genético del sistema nervioso ocasionado por la ingesta de alcohol y las condiciones de estrés en la adolescencia.

La iniciativa se enmarca en la tesis de doctorado financiada por la Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII) de Ana Laura Reyes Ávalos, que lleva adelante junto a la orientadora María Vittoria Di Tomaso y la coorientadora Silvia Olivera Bravo.

“A nosotras nos interesó este tema porque vemos que los adolescentes están muy expuestos al consumo de alcohol y al estrés, y porque consideramos que no hay una conciencia social ni en los propios jóvenes ni en los padres, de los cambios que ocurren a nivel del sistema nervioso justamente en esa etapa”, contó a Caras y Caretas la Dra. María Vittoria Di Tomaso, doctora en Medicina y Biología (subárea Genética), especialista en Educación Superior e integrante del Departamento de Genética del Iibce.

Por su parte, Silvia Olivera Bravo, ingeniera química y doctora en Biología, con una especialización en Neurociencias e integrante del Departamento de Neurobiología Celular y Molecular del Iibce, destacó la importancia de la conjunción de estas dos áreas de investigación para llevar adelante este estudio científico, algo de lo que, reconoce, no existen muchos antecedentes.

“Nosotros desde el área de las neurociencias veníamos estudiando los efectos sobre algunas células del sistema nervioso ocasionados por el alcoholismo materno. Estudiamos cómo la alta exposición al consumo de alcohol, o el consumo en condiciones esporádicas, como por ejemplo brindar en navidad, afecta el desarrollo del hijo. Y lo estudiamos desde el nacimiento hasta etapas tempranas.

Unirnos a esta nueva línea de trabajo, que contempla los intereses de ambos grupos, permite estudiar, desde la biología, cómo células se afectan frente a condiciones que están más asociadas al campo de la psiquiatría, o del efecto social.

A fines del 2019 publicamos un trabajo nacional reportando cómo algunos parámetros bioquímicos cambiaban en alcohólicos crónicos respecto a controles de no bebedores. Todavía nuestra sociedad está un paso atrás de ser consciente de que existe una respuesta biológica negativa, porque cuando hablamos de alcoholismo, hablamos de que la persona pierde sus vínculos familiares, laborales, sociales, y generalmente, se trata como una enfermedad asociada a lo psicológico y a lo psiquiátrico, no a lo biológico, a menos que esté en etapas muy graves.

Entonces nos faltaba estudiar esa respuesta biológica, que a nivel celular se desconoce mucho, por eso es que de alguna forma, fuimos a estudiar ‘las bases’. En este caso estamos interesadas en el alcohol sumado al estrés social, en un período que de por sí ya es desde el punto de vista biológico, una etapa de grandes cambios, como es la adolescencia. Y hay una respuesta biológica a nivel celular frente a esos estímulos, hay un efecto biológico que se traduce en daño al ADN. Desde la neurociencia, resulta muy novedoso saber qué pasa desde el punto de vista genético”, señaló Olivera.

Los cambios en el cerebro durante la adolescencia

Di Tomaso explicó a Caras y Caretas que cuando nacemos, nuestro cerebro pesa unos 350 gramos, a los dos años de vida pesa unos 1.050 gramos, y entre los dos años y la edad adulta, aumenta a un promedio de un kilo y medio.

Agregó que, por lo tanto, el neurodesarrollo ocurre en la vida prenatal, posnatal y continúa en la vida adulta, y aclaró que el cerebro sigue remodelándose durante toda la vida.
“Cuando aprendemos algo, siempre es una remodelación, se crean nuevos circuitos, y cuando no usamos algunos, esos circuitos dejan de funcionar, y hasta pueden desaparecer. El cerebro tiene esa gran ventaja evolutiva, que es la capacidad de cambiar con el entorno, y eso es lo que permite que nos adaptemos.

Pero las etapas más importantes del neurodesarrollo, ocurren en los primeros tres años de vida, y justamente, en la adolescencia. El hipocampo y la corteza prefrontal son estructuras cerebrales que están afectadas en estas etapas claves, y las que sufren mayores cambios.

Hay una zona que se llama sistema límbico, que es el cerebro emocional, hay dos estructuras importantes, la amígdala y el hipocampo. Son importantes porque intervienen en las emociones, los sentimientos, la memoria y el aprendizaje. Estos son procesos muy asociados, porque el aprendizaje implica memoria, y a su vez, no tenemos memoria sin emociones, porque todo recuerdo ‘se fija’ en el cerebro con un tono emocional.

El hipocampo está involucrado en la consolidación de la memoria, porque es donde se guarda la memoria reciente, y lo que hace es distribuirla en distintas zonas del cerebro para guardarla en la memoria a largo plazo, y después, interviene en la evocación. Y cuando uno tiene que evocar un recuerdo, lo que sucede es que llega la información al hipocampo, y este la manda a la región de la corteza prefrontal, que es donde organizamos el relato vinculado con ese recuerdo.

Esto se utiliza mucho en terapia, porque es un momento frágil de la memoria. En la terapia se evoca un determinado recuerdo, y se puede fijar con una emoción diferente a cómo fue guardado, por ejemplo, con una emoción positiva. Pero, justamente, el hipocampo es de las regiones del cerebro más afectadas por el estrés.

Y en cuanto a la región prefrontal, que evolutivamente se desarrolla durante la adolescencia, sabemos que está relacionada con nuestra personalidad, y cualquier factor que incida en esa instancia, va a incidir en los juicios y en los comportamientos que después la persona va a tener en la etapa adulta”, detalló Di Tomaso.

Metodología

La metodología utilizada para esta investigación implicó estudios in vitro de cultivos primarios de neuronas y astrocitos (células gliales de soporte de las neuronas), tomados de ratas neonatas, y tratados con etanol y corticosterona, el mediador final común de la vía del estrés, que en humanos, es el cortisol. Di Tomaso explicó que también, como en todo experimento, se hicieron cultivos “control”, que no llevaron ningún tratamiento. “Una vez que tenemos los cultivos los pasamos a unos pocillos, donde hacemos crecer células con cada uno de los tratamientos por separado, y también el combinado de etanol y corticosterona. Luego de que tenemos las células creciendo, ya sea en pocillos o en portaobjetos, hacemos lo que se llama inmunohistoquímica».

«Entonces, las preparaciones se marcan con anticuerpos antiproteína que nosotros queremos estudiar. Para estudiar el daño en el ADN , utilizamos la proteína Gamma-H2AX, una proteína que se une al ADN para formar la cromatina, o sea, que obliga al ADN a compactarse. Y estas histonas, hay una variante que cuando hay un daño a la molécula de ADN, se fosforila, como una señal para decirle a las moléculas que tienen que reparar el daño. Lo que nosotros hacemos es utilizar anticuerpos anti-proteína Gamma-H2AX, que está conjugada a un florocromo que viene de fábrica, y que a su vez está unido a una molécula fluorescente. Entonces, con el microscopio confocal, podemos visualizar en los núcleos las regiones de daño que aparecen como puntos de marcas”, especificó Di Tomaso.

La científica explicó que también estudian otras moléculas, las vinculadas a la muerte de las células y también otra proteína, que está implicada en la reparación del daño oxidativo, ya que una de las principales teorías que hay, señala que el daño producido por el alcohol ocurre a través del daño oxidativo. La experta agregó que el daño en el ADN y la muerte celular están relacionados, porque cuando el daño es tan grande, y la célula no puede repararlo, se activa la vía de muerte celular. “Es importante aclarar que apenas de produce el daño, comienzan los mecanismos de reparación, pero la activación del proceso de muerte celular es más a largo plazo. La muerte celular es posterior al inicio de reparación del ADN”, aclaró.

A la hora de analizar resultados, encontraron que el daño fue mayor en los cultivos tratados con etanol, y un poco menor en los tratados con corticosterona. Pero el combinado, que representaba la presencia de alcohol y estrés mostró un daño aún mayor a los anteriores. “Cabe aclarar que el ADN está siempre expuesto a daño, por la producción de radicales libres que se generan normalmente. Por eso, en los cultivos no tratados, siempre vamos a ver algo de daño. Pero cuando lo tratamos con etanol, corticosterona, o el combinado, vimos que el daño aumentó, porque la intensidad de fluorescencia de la Gamma-H2AX era más elevada. Y estos son datos significativos cuando aplicamos las estadísticas, son valores que representan el 95% de cada población analizada, es un N importante en experimentos y en réplicas. No es un trabajo menor, porque hay que tomar las imágenes de microscopía láser y procesarlas con el programa computacional Fiji, y luego analizarlas, después obtener los datos y aplicar la estadística, lo que lleva mucho tiempo”, agregó Di Tomaso.

En lo que sería una segunda etapa de esta investigación, las científicas quisieran abordar estudios en ratas vivas, para poder observar los resultados de exposiciones esporádicas de altos contenidos de alcohol, como ocurre por ejemplo con los jóvenes que se exponen a un mayor consumo durante los fines de semana. “En la adolescencia, la falta de control de los impulsos sumando al desafío de que ellos se sienten como adultos, y en donde además el grupo que integran les genera un entorno muy particular en donde estas actitudes tienen cabida y se potencian, hacen que la adolescencia sea una etapa de mucho riesgo para el consumo de alcohol u otras drogas psicoactivas. Lo que nosotros estamos haciendo es estudiar el daño genético que puede ocurrir, porque si hay daño en el ADN, muchos procesos pueden estar alterados después en las células. Este es un aspecto que no está muy conocido, y no existe un correlato todavía de esas modificaciones en el ADN que pueden repercutir en el comportamiento, todavía falta un camino por recorrer. Pero sí hay riesgos, y es importante que se conozcan, y que la sociedad haga algo, porque esto no se reconoce como problema”, concluyó Di Tomaso.