Un gruppo di ricerca del FaBit individua alterazioni epigenetiche indotte dalla cocaina

Il gruppo di neurofarmacologi del Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie, coordinato da Patrizia Romualdi e Sanzio Candeletti, ha recentemente pubblicato un articolo su Progress in Neuropsychopharmacology and Biological Psychiatry, sulle alterazioni epigenetiche indotte dalla cocaina. La cocaina è una delle sostanze d'abuso più diffuse ed ha pertanto un rilevante impatto socio-sanitario. La cocaina determina alterazioni neurochimiche di alcuni sistemi oppioidi endogeni (dinorfina e nocicettina). Questi sistemi giocano un ruolo importante nei meccanismi di gratificazione e di elaborazione dello stimolo che provoca dipendenza. Tali sistemi sono anche coinvolti nella regolazione dei meccanismi di stress correlati alla dipendenza.

Nel presente studio gli esperimenti sono stati condotti su ratti trattati cronicamente con cocaina. Sono state investigate le alterazioni dell'espressione genica di questi sistemi e dei loro recettori, in regioni cerebrali coinvolte nei circuiti neuronali responsabili dei meccanismi di gratificazione indotti dalle sostanze d'abuso. Successivamente, sono state studiate selettive modificazioni istoniche a livello dei promotori degli stessi geni. Le modificazioni istoniche rappresentano uno dei fattori epigenetici che regolano la trascrizione genica e si ritiene possano essere in parte responsabili delle alterazioni a lungo termine indotte dalle sostanze d'abuso. I fattori epigenetici si riferiscono a caratteri che non sono codificati dalla sequenza del DNA, ma che modificano la funzione di un gene.

L’epigenetica studia quindi i processi attraverso i quali stimoli ambientali modificano l’espressione genica agendo su meccanismi che non comportano un’alterazione della sequenza delle basi del DNA. I meccanismi epigenetici regolano l'espressione genica modificando la conformazione della cromatina; quando la cromatina è più condensata si ha una repressione dell'espressione genica in quanto in DNA è inaccessibile ai fattori di trascrizione, viceversa, quando la cromatina è in uno stato di "rilassamento" i fattori di trascrizione possono accedere al DNA. Le modificazioni degli istoni (metilazione, fosforilazione, acetilazione, ecc.) sono in grado si cambiare la struttura della cromatina, influenzando in tal modo la trascrizione dei geni.

I risultati dello studio mostrano che la cocaina induce alterazioni dell'espressione genica in maniera differente a seconda delle aree cerebrali e dei neuropeptidi/recettori esaminati; lo studio delle alterazioni epigenetiche ha dimostrato, inoltre, come le modificazioni istoniche siano alterate in maniera coerente con le alterazioni di espressione genica. Questi dati dimostrano per la prima volta che la somministrazione di cocaina è in grado di indurre alterazioni epigenetiche a livello dei promotori di specifici geni oppioidi e che tali alterazioni regolano, almeno in parte, la trascrizione genica. Tali meccanismi verosimilmente contribuiscono ai fenomeni di neuroplasticità indotti dalla cocaina e rappresentano potenziali nuovi target terapeutici per il trattamento delle dipendenze.