Granturi pentru cercetarea memoriilor moleculare asociate cu frica exagerată
Experiențele traumatice pot genera modificări biologice de lungă durată, care conduc la o reacție exagerată de frică în fața unor evenimente stresante viitoare, așa cum se întâmplă în cazul persoanelor cu tulburare de stres post-traumatic (PTSD).
O echipă de cercetători de la Penn State și Universitatea Wisconsin-Milwaukee a obținut un grant de 3,2 milioane de dolari pe o perioadă de cinci ani de la Institutul Național de Sănătate Mintală din cadrul Institutelor Naționale de Sănătate din SUA pentru a înțelege mai bine mecanismele de reglementare din creier care determină această memorie biologică și reacția exagerată de frică.
Conform cercetătorilor, aproximativ 7% din populația Statelor Unite experimentează PTSD la un moment dat în viața lor; totuși, nu există în prezent un tratament care să îmbunătățească în mod constant PTSD pentru toți pacienții. De asemenea, femeile sunt de două ori mai susceptibile de a dezvolta PTSD decât bărbații, dar motivele pentru această discrepanță rămân neclare.
Frica este un aspect esențial al supraviețuirii, dar o reacție exagerată, cum ar fi în cazul PTSD și altor tulburări de anxietate, poate cauza daune dacă interferează cu funcționarea normală. „Vrem să știm ce se întâmplă în timpul unui eveniment traumatic care schimbă persistent modul în care funcționează creierul nostru și cum se deosebește acest lucru între bărbați și femei”, a declarat Janine Kwapis.
Kwapis și echipa sa utilizează un model de șoarece pentru a studia o parte a creierului numită amigdala, cunoscută ca fiind locul fricii. Deși cercetările lor se desfășoară pe șoareci, Kwapis a explicat că aceste structuri sunt foarte conservate în rândul mamiferelor și pot oferi informații importante despre formarea memoriilor de frică la oameni.
Echipa investighează în special cum proteinele numite histone, care ajută la împachetarea lanțurilor lungi de ADN într-o formă mai compactă, pot modifica temporar anumite gene din creier în timpul evenimentelor stresante. Prin schimbarea modului în care se leagă de ADN, histonele pot altera accesibilitatea genelor pentru mecanismele celulare care le activează sau dezactivează, fără a modifica secvența genetică de bază a genei. Această modificare temporară este denumită modificare epigenetică.
„Ipoteza noastră este că atunci când are loc un eveniment traumatic, există mecanisme epigenetice care marchează genele esențiale pentru memoria fricii, astfel încât aceste gene să fie gata să fie exprimate rapid dacă apare un alt eveniment negativ”, a afirmat Kwapis. „Se formează o memorie moleculară – modificări biologice de lungă durată – cu efecte care persistă mult după ce evenimentul temător s-a încheiat. În cazul traumei, această reacție ar putea fi prea intensă sau să apară prea frecvent în timpul evenimentelor ulterioare.”
Kwapis și grupul său de cercetare au identificat anterior că un modificator de histone, numit HDAC3, este activ în formarea memoriei în timpul evenimentelor stresante. Prin blocarea activității acestei proteine în timpul unui eveniment ușor stresant, a spus ea, se transformă acel eveniment într-unul care este memorat foarte puternic, ca și cum ar fi fost mai traumatic.
„Vrem să înțelegem mai bine cum funcționează acest mecanism și să vedem dacă există și alte mecanisme epigenetice care operează în moduri similare”, a continuat ea. „Dacă putem caracteriza această memorie moleculară pentru traumă, teoretic am putea găsi o modalitate de a o manipula pentru a diminua sau chiar a inversa efectele și, în cel mai bun caz, de a șterge PTSD.”
Pe lângă investigarea în detaliu a HDAC3, echipa va utiliza secvențierea ARN-ului pentru a identifica genele din amigdala care sunt exprimate excesiv în timpul evenimentelor de stres ulterioare. De asemenea, vor folosi o tehnică numită ChIP-seq pentru a cartografia zonele din genom care sunt afectate de aceste modificări ale histonelor în timpul traumei. După ce vor corela aceste rezultate, echipa va utiliza tehnici de editare a genelor CRISPR/Cas9 pentru a manipula genele candidate de top, în încercarea de a preveni aceste reacții exagerate de frică.
„Este probabil ca multe gene diferite și regulatori epigenetici să opereze pentru a influența formarea memoriei în timpul evenimentelor stresante, iar noi sperăm să obținem o înțelegere mai bună a modului în care sistemul funcționează împreună”, a spus Istvan Albert. „Odată ce vom ști cum funcționează sistemul, ar putea deveni posibil să țintim gene specifice sau histone pentru a manipula sistemul în moduri care ar putea contribui la terapiile viitoare pentru PTSD și alte tulburări de anxietate.”
Echipa de cercetare va explora, de asemenea, de ce femeile sunt mai predispuse să dezvolte reacții de frică mai intense. Au descoperit anterior că șoarecii femele prezintă o reacție amplificată la un stresor ușor, fără efecte persistente în cazul șoarecilor masculi.
„Vrem să știm dacă este nevoie de mai puțin stres pentru ca femelele să dezvolte o memorie de frică mai puternică sau dacă se întâmplă altceva care facilitează această reacție exagerată”, a spus Karyn Frick. „Femelele și masculii au adesea reacții foarte diferite la același stimul, dar motivele biologice pentru aceste diferențe nu sunt încă pe deplin înțelese.”
Cercetătorii au afirmat că munca lor are implicații și pentru alte situații în care creierul ar putea reacționa exagerat, cum ar fi tulburările de anxietate.
„Studiem în cele din urmă modul în care o experiență poate influența creierul într-un mod care produce modificări de lungă durată”, a spus Kwapis. „Cum stabilește creierul o memorie biologică și care sunt condițiile în care aceasta devine de la a fi utilă pentru supraviețuire la a interfera sau a afecta negativ viața?” Începerea răspunsului la aceste întrebări ar putea avea implicații importante pentru sănătatea umană.
