Редактирование генов когда-нибудь сможет преодолеть тревожные расстройства и алкоголизм, вызванный употреблением алкоголя в подростковом возрасте.
Редактирование генов — перспективный метод лечения тревоги и неспособности контролировать употребление алкоголя у взрослых, которые начали пить ещё в подростковом возрасте. К такому выводу приходят исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго (University of Illinois Chicago).
Работа, опубликованная в журнале Science Advances, основана на материале, полученном в ходе экспериментов на животных.
Ранее исследовательская группа обнаружила, что пьянство в подростковом возрасте изменяет химию мозга в области энхансера гена Arc (важный для формирования долгосрочной памяти ген) и снижает экспрессию Arc в миндалевидном теле — как у грызунов, так и у людей. Такое эпигенетическое перепрограммирование гена Arc в центре эмоций и памяти способствует предрасположенности к тревоге и алкоголизму во взрослом возрасте.
Теперь же показано, что это стойкое (сохраняется на протяжении всей жизни) эпигенетическое перепрограммирование может быть отменено — с помощью редактирования генов.
«Раннее пьянство может иметь длительные и значительные последствия для мозга, и результаты нашего исследования свидетельствуют о том, что редактирование генов является потенциальным противоядием от этих эффектов, осуществляя своего рода сброс настроек мозга», — говорит старший автор исследования профессор Субхаш Пандей (Subhash Pandey).
Пандей и его команда использовали инструмент редактирования генов CRISPR-dCas9, манипулируя процессами ацетилирования и метилирования гистонов в гене Arc взрослых крыс, управляли работой целевого гена.
Изучались взрослые крысы, периодически получавшие алкоголь в подростковом возрасте (соответствующем, с поправкой на срок жизни крысы, человеческому возрасту от 10 до 18 лет). Оказалось, что когда dCas9 использовался для стимулирования ацетилирования, процесса, который ослабляет хроматин и позволяет факторам транскрипции связываться с ДНК, экспрессия гена Arc нормализовалась. И показатели тревоги и потребления алкоголя снизились.
Степень тревожности измерялась с помощью поведенческого тестирования, например, путём отслеживания исследовательской активности крыс, помещённых в лабиринты; склонность к употреблению алкоголя выяснялась путём мониторинга количества потребляемой жидкости, когда крысам предлагали на выбор бутылки с водопроводной водой, сладкой водой и водой со спиртом (3%, 7% и 9%).
Отдельно изучали взрослых крыс, не получавших алкоголя в раннем возрасте. Когда ингибирующий dCas9 использовался для стимулирования метилирования, которое уплотняет хроматин и предотвращает связывание транскрипционных факторов с ДНК, экспрессия Arc снижалась, а показатели тревоги и потребления алкоголя увеличивались.
«Эти результаты демонстрируют, что эпигеномное редактирование в миндалевидном теле может улучшить психопатологию взрослого, в раннем возрасте подвергшегося действию алкоголя», — говорят авторы.
«Подростковое пьянство — серьёзная проблема общественного здравоохранения, и это исследование не только помогает нам лучше понять, что происходит в развивающихся мозгах, когда они подвергаются воздействию высоких концентраций алкоголя, но, что более важно, даёт нам надежду, что однажды у нас будут эффективные методы лечения сложных и многогранных заболеваний тревожности и расстройств, связанных с употреблением алкоголя, — заявляет Пандей. — То, что этот эффект наблюдался двунаправленно, подтверждает значимость энхансера гена Arc в миндалевидном теле в эпигенетическом перепрограммировании подросткового алкоголизма».
