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Un biomarcador cerebral predice el consumo compulsivo de alcohol

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Investigadores dirigidos por equipos del Salk Institute y el Massachusetts Institute of Technology, han descubierto un circuito cerebral que controla el comportamiento del consumo de alcohol en ratones.

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Sus estudios identificaron un biomarcador que predecía el desarrollo del consumo compulsivo de alcohol en los animales y que, si los resultados se traducen en humanos, podría convertirse en un blanco terapéutico para los trastornos por consumo de alcohol (AUD). "Espero que este sea un estudio histórico, ya que hemos encontrado (por primera vez) un circuito cerebral que puede predecir con precisión qué ratones desarrollarán alcohol compulsivo semanas antes de que comience el comportamiento", dijo Kay Tye, PhD, profesora del Instituto Salk en el Laboratorio de Neurobiología de Sistemas y titular de la Cátedra Wylie Vale. "Esta investigación cierra la brecha entre el análisis de circuitos y la investigación de alcohol/adicción, y proporciona un primer vistazo a cómo las representaciones del consumo compulsivo de alcohol se desarrollan a través del tiempo en el cerebro"

Tye y sus colegas reportaron sus hallazgos en Science, en un artículo titulado, "Un circuito cortical del tronco cerebral predice y gobierna el consumo compulsivo de alcohol"

Más del 80% de los adultos están expuestos al alcohol durante su vida, escribieron los autores. Aunque menos del 30% de las personas desarrollarán un trastorno por consumo de alcohol, el alcohol es la sustancia de la que se abusa con más frecuencia. El consumo excesivo de alcohol está relacionado con más de 200 enfermedades y es una de las principales causas de muerte prevenible.

Los Institutos Nacionales de Salud definen el trastorno por consumo de alcohol como una enfermedad cerebral crónica en la cual un individuo bebe compulsivamente, a menudo con emociones negativas que lo acompañan. "El consumo compulsivo de alcohol, definido como seguir bebiendo ante una consecuencia negativa, es una característica distintiva de los AUD", explicaron los autores, pero lo que no se entiende es por qué algunas personas que beben en exceso pierden la capacidad de controlar su consumo de alcohol, a pesar de tener una salud negativa significativa y de las consecuencias personales, mientras que otras pueden mantener un nivel de control. Investigaciones anteriores se han enfocado en examinar el cerebro después de que se desarrolla un trastorno por consumo de alcohol, pero el equipo de Tye se propuso identificar los circuitos cerebrales que podrían apuntalar una predisposición al consumo compulsivo de alcohol, y esto no se ha estudiado previamente.

Investigaciones anteriores han sugerido que los cambios en la corteza prefrontal (PFC) pueden contribuir al uso compulsivo de sustancias. "Tanto los cambios preexistentes como los inducidos por el alcohol en la función del PFC pueden contribuir a conductas inadaptadas, incluyendo el consumo compulsivo de alcohol", afirmaron los autores. Sin embargo, los estudios hasta la fecha no han tenido en cuenta la variedad de resultados que son evidentes en el desarrollo de la conducta de consumo compulsivo de alcohol entre los individuos que beben.

Tye y sus colegas desarrollaron una tarea de compulsión inducida por atracones (BICT, por sus siglas en inglés) para evaluar cómo interactúa la predisposición con la experiencia para producir bebida compulsiva en ratones. El BICT permitió a los investigadores examinar el consumo de alcohol así como el consumo con consecuencias negativas (o castigo), tales como un sabor amargo añadido al alcohol. "El BICT permite la evaluación longitudinal de dos resultados conductuales asociados con los criterios de diagnóstico para los AUD: el consumo de alcohol y el consumo continuado a pesar de los resultados negativos", afirmaron los investigadores. A través de esta serie de pruebas, observaron que los ratones podían ser clasificados en tres grupos: bebedores bajos (con o sin consecuencia negativa), bebedores altos (estos animales mostraban altos niveles de consumo de alcohol, pero eran sensibles al castigo), y bebedores compulsivos con altos niveles de consumo de alcohol que persistían incluso a través del castigo.

Los investigadores luego usaron una técnica de imagenología llamada imagenología de calcio con resolución microendoscópica de una sola célula para graficar las células y regiones cerebrales de interés antes de beber, durante la bebida y después de beber alcohol. Se enfocaron en la actividad neuronal en dos regiones involucradas en el control del comportamiento y en la respuesta a eventos adversos: la corteza prefrontal media y la materia gris periacueductal (PAG), respectivamente. Sus estudios de imagenología indicaron que el desarrollo del consumo compulsivo de alcohol estaba relacionado con los patrones de comunicación neuronal entre las dos regiones cerebrales, y que éste era un biomarcador para predecir el consumo compulsivo futuro.

"Aunque no hubo diferencias detectables entre los grupos en el desempeño conductual durante la exposición inicial al alcohol, la respuesta neuronal durante la exposición inicial predijo el desarrollo futuro del consumo compulsivo de alcohol", anotaron los científicos. "La proporción de respuestas excitatorias a inhibitorias de las neuronas individuales de mPFC-dPAG para cada animal no se correlacionó con el comportamiento antes o después del atracón, sino que se correlacionó con el comportamiento después del atracón >2 semanas después de que se recogieron las grabaciones neurales durante la exposición inicial" Al usar la optogenética para activar y desactivar este circuito cerebral, los investigadores pudieron aumentar el consumo compulsivo de alcohol o reducirlo.

"Identificamos un circuito cortical-encefálico que sirve como biomarcador y como sustrato celular específico del circuito para el desarrollo del consumo compulsivo de alcohol", concluyeron. "Inicialmente buscamos entender cómo se altera el cerebro al beber en exceso para impulsar el consumo compulsivo de alcohol", dijo Cody Siciliano, PhD, profesor asistente en el departamento de farmacología de la Universidad de Vanderbilt, y primer y co-correspondiente autor del artículo de Science. "En el proceso, nos encontramos con un sorprendente hallazgo en el que fuimos capaces de predecir qué animales se volverían compulsivos basados en la actividad neuronal durante la primera vez que bebieron."

Esta es la "primera vez que hemos sido capaces de visualizar longitudinalmente las neuronas desde el comienzo de la exposición inicial al alcohol hasta el desarrollo de patrones compulsivos de atracones de bebida", dijo Tye. "Ahora, podemos mirar dentro del cerebro y encontrar patrones de actividad que predicen si los ratones se convertirán en bebedores compulsivos en el futuro, antes de que se desarrolle la compulsión. No sabemos si este circuito cerebral es específico para el alcohol o si el mismo circuito está involucrado en múltiples comportamientos compulsivos diferentes como los relacionados con otras sustancias de abuso o recompensas naturales, así que eso es algo que necesitamos investigar"

Los científicos planean secuenciar estas neuronas del tronco cerebral cortical con el objetivo de identificar dianas que puedan ser utilizadas para la terapéutica.

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