Cocaine use disorder (CUD) causes alterations in the “methylome” of Brodmann Area 9, a subregion within the prefrontal cortex, which is responsible for self-awareness and inhibitory control. This is according to a study conducted by researchers from Germany and Canada and published in Frontiers in Psychiatry. An increased level of DNA methylation is associated with the suppression of neighboring genes.
Pesquisadores descobrem diferenças na metilação do DNA dentro da região do cérebro importante para o controle inibitório em pessoas com transtorno por uso de cocaína.
Os cientistas tendem a ver o vício em substâncias principalmente como uma doença do cérebro. Quando gostamos de sexo, comida, música ou hobbies, regiões do nosso cérebro dentro do caminho da recompensa são inundadas com dopamina indutora de prazer. Drogas como a cocaína copiam esse efeito, e ampliam a potência em até dez vezes. Cérebros saudáveis não estão à mercê de tais descargas de dopamina. Em contraste, esse “controle inibitório” prejudica o cérebro viciado, tornando difícil resistir ao vício. Mas quais são as alterações bioquímicas no córtex pré-frontal que causam esse comprometimento?
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“Detectamos uma tendência de envelhecimento biológico mais forte do cérebro em indivíduos com transtorno por uso de cocaína em comparação com indivíduos sem esse transtorno. Isso pode ser causado por processos de doença relacionados à cocaína no cérebro, como inflamação ou morte celular”. — comentou Dra. Stephanie Witt ao portal de notícias Sci Tech Daily.
Agora, na revista Frontiers in Psychiatry , cientistas da Alemanha e do Canadá mostraram que, em humanos, o transtorno do uso de cocaína (CUD) leva a mudanças no ‘metiloma’ de uma sub-região dentro do córtex pré-frontal, a Área 9 de Brodmann, considerada importante para autoconsciência e controle inibitório do vício. Normalmente, um maior grau de metilação do DNA leva à “diminuição” dos genes próximos.
“Como a metilação do DNA é um importante mecanismo regulatório para a expressão gênica, as alterações identificadas na metilação do DNA podem contribuir para mudanças funcionais no cérebro humano e, portanto, para os aspectos comportamentais associados ao vício”, disse Eric Poisel, aluno de doutorado do Central Instituto de Saúde Mental em Mannheim, Alemanha.
Como o estudo do metiloma cerebral é invasivo, o levantamento foi feito em cérebros criopreservados de 42 doadores falecidos do sexo masculino, dos quais metade teve CUD enquanto a outra metade não. Isso é importante porque a maioria dos estudos anteriores nesse campo foram feitos em cérebros de ratos.
Células cerebrais podem envelhecer mais rápido em pessoas viciadas em cocaína
Os pesquisadores também encontraram evidências de que as células na Área 9 de Brodmann parecem biologicamente “mais velhas” em pessoas com CUD, evidências de que essas células envelhecem mais rápido do que em pessoas sem transtornos por uso de substâncias. Aqui, eles usaram padrões de metilação do DNA como uma medida da idade biológica das células na Área 9 de Brodmann. A idade biológica das células, tecidos e órgãos pode ser maior ou menor que a idade cronológica, dependendo da dieta, estilo de vida e exposição a doenças ou fatores ambientais nocivos. Os cientistas podem, assim, estimar a idade biológica a partir de dados de metiloma com algoritmos matemáticos estabelecidos.
“Detectamos uma tendência de envelhecimento biológico mais forte do cérebro em indivíduos com transtorno por uso de cocaína em comparação com indivíduos sem transtorno por uso de cocaína. Isso pode ser causado por doenças cerebrais relacionadas à cocaína, como inflamação ou morte celular”, disse a principal autora, Dra. Stephanie Witt, pesquisadora do mesmo instituto.
“Como a estimativa da idade biológica é um conceito muito recente na pesquisa sobre vícios e é influenciada por muitos fatores, mais estudos são necessários para investigar esse fenômeno, com amostras maiores do que as possíveis aqui”.
Associações entre CUD e genes metilados
Poisel e colegas também analisaram as diferenças no grau de metilação em 654.448 locais do genoma humano e procuraram associações com a presença ou ausência de CUD na vida de cada doador. Eles corrigiram as diferenças na idade do doador, o tempo desde a morte, o pH cerebral e outras doenças, como transtorno depressivo e transtorno por uso de álcool.
Eles encontraram 17 regiões genômicas que eram mais metiladas em doadores com CUD do que em doadores sem CUD, e três regiões que eram menos metiladas em doadores com CUD do que em doadores sem CUD.
“Ficamos surpresos que em nossa análise de rede as mudanças na metilação do DNA foram especialmente proeminentes entre os genes que regulam a atividade dos neurônios e a conectividade entre eles. Curiosamente, a metilação diferencial do DNA foi relacionada a vários fatores de transcrição e proteínas com domínios de ligação ao DNA, o que implica efeitos diretos dessas mudanças na metilação do DNA na expressão gênica. Isso precisa ser acompanhado em estudos posteriores”, disse Poisel.
“Além disso, foi fascinante que entre os genes que mostraram as mudanças mais fortes nos níveis de metilação do DNA em nosso estudo, dois genes foram previamente relatados para regular aspectos comportamentais da ingestão de cocaína em experimentos com roedores”, disse Witt.
Referência: “A metilação do DNA no transtorno do uso de cocaína – uma abordagem epigenômica ampla no córtex pré-frontal humano” por Eric Poisel, Lea Zillich, Fabian Streit, Josef Frank, Marion M. Friske, Jerome C. Foo, Naguib Mechawar, Gustavo Turecki, Anita C. Hansson, Markus M. Nöthen, Marcella Rietschel, Rainer Spanagel e Stephanie H. Witt, 14 de fevereiro de 2023, Frontiers in Psychiatry .
DOI: 10.3389/fpsyt.2023.1075250
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