Uno studio sui topi ha scoperto che lo stress precoce può cambiare i geni nel cervello

Lo stress della prima infanzia codifica per tutta la vita la suscettibilità allo stress attraverso cambiamenti genetici in una regione del cervello implicata nell'umore e nella depressione, secondo un nuovo studio.

Lo studio, condotto presso la Icahn School of Medicine al Mount Sinai di New York, si concentra sull'epigenetica, lo studio dei cambiamenti nell'azione dei geni causati non da cambiamenti nel codice del DNA che ereditiamo dai nostri genitori, ma invece da molecole che regolano quando , dove e in che misura viene attivato il nostro materiale genetico.

Questa regolazione deriva, in parte, dalla funzione dei fattori di trascrizione, proteine ​​specializzate che si legano a specifiche sequenze di DNA nei nostri geni e incoraggiano o arrestano l'espressione di un dato gene, spiegano i ricercatori.

Studi precedenti hanno suggerito che lo stress nei primi anni di vita aumenta il rischio di depressione e altre sindromi psichiatriche, ma la neurobiologia che collega i due è rimasta sfuggente fino ad ora, secondo gli scienziati.

"Il nostro lavoro identifica una base molecolare per lo stress durante una finestra di sviluppo sensibile che programma la risposta di un topo allo stress in età adulta", ha detto Catherine Peña, Ph.D., ricercatrice principale dello studio. "Abbiamo scoperto che interrompere la cura materna dei topi produce cambiamenti nei livelli di centinaia di geni nell'area tegmentale ventrale (VTA) che innesca questa regione del cervello in uno stato simile alla depressione, anche prima di rilevare cambiamenti comportamentali.

"Essenzialmente, questa regione del cervello codifica una suscettibilità latente e permanente alla depressione che si rivela solo dopo aver incontrato stress aggiuntivo", ha detto.

I ricercatori hanno identificato un ruolo per il fattore di trascrizione dello sviluppo orthodenticle homeobox 2 (Otx2) come regolatore principale di questi cambiamenti genetici.

Il team di ricerca ha dimostrato che i topi neonati che erano stressati in un periodo sensibile (dal giorno 10-20 postnatale) avevano soppresso Otx2 nella VTA. Mentre i livelli di Otx2 alla fine si sono ripresi dall'età adulta, la soppressione aveva già messo in moto alterazioni geniche che sono durate fino all'età adulta, indicando che lo stress della prima infanzia interrompe la programmazione evolutiva specifica dell'età orchestrata da Otx2, hanno detto i ricercatori.

I topi stressati durante il periodo di tempo sensibile della prima infanzia avevano maggiori probabilità di soccombere a comportamenti simili alla depressione in età adulta, ma solo dopo ulteriore stress da adulto.

Tutti i topi hanno agito normalmente prima dell'ulteriore stress sociale degli adulti, ma un "secondo colpo" di stress aveva maggiori probabilità di innescare un comportamento simile alla depressione per i topi stressati durante il periodo di tempo sensibile, ha scoperto lo studio.

Per testare la previsione che Otx2 fosse effettivamente responsabile della sensibilità allo stress, il team di ricerca ha sviluppato strumenti virali che sono stati utilizzati per aumentare o diminuire i livelli di Otx2. Hanno scoperto che la soppressione di Otx2 all'inizio della vita era sia necessaria che sufficiente per aumentare la suscettibilità allo stress degli adulti.

"Avevamo previsto che saremmo stati in grado di migliorare o imitare gli effetti dello stress precoce della vita modificando i livelli di Otx2 durante il primo periodo sensibile", ha detto Peña. "Questo era vero per gli effetti di lunga durata sul comportamento simile alla depressione, ma con nostra sorpresa potremmo anche cambiare la sensibilità allo stress per brevi periodi di tempo manipolando Otx2 in età adulta".

Secondo i ricercatori, si sa poco sulla presenza di periodi sensibili nell'infanzia in cui lo stress e le avversità influiscono maggiormente sullo sviluppo del cervello e, in particolare, sui sistemi di regolazione delle emozioni.

Questo studio è il primo a utilizzare strumenti a livello di genoma per capire come lo stress precoce della vita altera lo sviluppo del VTA, fornendo nuove prove per finestre sensibili nello sviluppo delle emozioni, hanno detto i ricercatori.

"Questo paradigma del topo sarà utile per comprendere i correlati molecolari dell'aumento del rischio di depressione derivante dallo stress precoce della vita e potrebbe aprire la strada alla ricerca di finestre così sensibili negli studi sull'uomo", afferma Eric J. Nestler, MD, Ph.D. , Nash Family Professor of Neuroscience e Direttore del Friedman Brain Institute al Mount Sinai e ricercatore senior dello studio.

"L'obiettivo finale di traslazione di questa ricerca è di aiutare le scoperte terapeutiche rilevanti per le persone che hanno subito traumi e stress infantili".

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scienza.

Fonte: Mount Sinai Hospital