Estudo oferece novos insights sobre atividade genética e dependência

Pesquisadores da North Carolina State University demonstraram que células semelhantes a neurônios derivadas de células-tronco humanas podem servir de modelo para estudar mudanças no sistema nervoso associadas ao vício. O trabalho fala sobre o efeito da dopamina na atividade genética nos neurônios e oferece um plano para pesquisas no futuro.

“É extremamente difícil estudar como o vício muda o cérebro em nível celular em humanos – ninguém quer experimentar no cérebro de alguém”, diz Albert Keung, autor correspondente do estudo e professor assistente de engenharia química e biomolecular na NC State.

"O que fizemos aqui demonstra que podemos obter uma compreensão profunda dessas respostas celulares usando células semelhantes a neurônios derivadas de células-tronco humanas".

A questão é como as células do nosso sistema nervoso respondem ao abuso e dependência de substâncias. Nossos corpos produzem um neurotransmissor chamado dopamina. Está associado a sentimentos, como prazer, que estão relacionados à motivação e recompensa. Quando as células neuronais no “caminho de recompensa” do cérebro são expostas à dopamina, as células ativam um conjunto específico de genes, desencadeando os sentimentos de recompensa que podem fazer as pessoas se sentirem bem. Muitas drogas – de álcool e nicotina a opióides e cocaína – fazem com que o corpo produza níveis mais altos de dopamina.

“Em experimentos com roedores, os pesquisadores mostraram que, quando células neuronais relevantes são expostas a altos níveis de dopamina por um longo período de tempo, elas ficam dessensibilizadas – o que significa que a ativação do gene das células é menos pronunciada em resposta à dopamina”, diz Keung. .

"Isso é chamado de dessensibilização genética. No entanto, até agora, não foi possível fazer um estudo experimental usando células neuronais humanas."

"Nosso trabalho aqui é o primeiro estudo experimental a demonstrar a dessensibilização gênica em células neuronais humanas, especificamente em resposta à dopamina", diz Ryan Tam, primeiro autor do estudo e Ph.D. estudante na NC State.

Em seu estudo, Tam e Keung expuseram células semelhantes a neurônios derivadas de células-tronco humanas a níveis variados de dopamina por períodos variados de tempo. Os pesquisadores descobriram que quando as células foram expostas a altos níveis de dopamina por um longo período de tempo, os genes de "recompensa" relevantes tornaram-se significativamente menos responsivos.

"Esta é uma descoberta interessante, mas também é uma prova de um estudo de conceito", diz Tam. "Nós demonstramos que a dessensibilização gênica a dopamina ocorre em células humanas, mas ainda há muito que não sabemos sobre a natureza da relação entre dopamina e dessensibilização gênica.

“Por exemplo, níveis mais altos de dopamina podem causar dessensibilização em escalas de tempo mais curtas? Ou níveis mais baixos de dopamina podem causar dessensibilização em escalas de tempo mais longas? ou produtos químicos bioativos afetam essas respostas?"

"Essas são boas perguntas, que pesquisas futuras podem abordar", diz Keung. "E nós demonstramos que essas células semelhantes a neurônios derivadas de células-tronco humanas são um bom modelo para conduzir essa pesquisa."

O artigo, "Human Pluripottent Stem Cell-Derived Medium Spiny Neuron-like Cells Exhibit Gene Desensitization", foi publicado em acesso aberto na revista Cells.