Il silenziamento genico nella dipendenza da nicotina
La tossicodipendenza influisce sul circuito cerebrale della ricompensa attraverso processi di adattamento molecolare e cellulare ancora largamente sconosciuti. Evidenza crescente indica che le vie dei piccoli RNA (microRNA e piccoli RNA interferenti) modulano i comportamenti tossico-dipendenti. Ma poco si sa dei geni bersagliati da tali vie. Il progetto CELNIC (Role of gene silencing pathways in C. elegans nicotine dependence), finanziato dall’UE, ha studiato a fondo il ruolo delle componenti genetiche nella dipendenza da nicotina. Il progetto ha utilizzato il Caenorhabditis elegans come comprovato modello di dipendenza da nicotina, che presenta risposta acuta, adattamento, astinenza e sensibilizzazione. CELNIC ha identificato i geni e le proteine regolati in modo differente a seguito di trattamento con nicotina. Gli scienziati hanno utilizzato approcci proteomici e genomici su larga scala per identificare potenziali candidati. La marcatura con isotopi stabili tramite aminoacidi in coltura cellulare (SILAC), una tecnica proteomica quantitativa di spettrometria di massa, ha permesso l’identificazione delle proteine sovra- o sottoregolate. I membri del progetto hanno scoperto che 35 proteine erano sottoregolate e 101 proteine erano sovraregolate in caso di trattamento prolungato con nicotina. Queste proteine erano coinvolte in numerosi processi biologici come crescita, riproduzione o risposte allo stress. Alcune di queste proteine erano coinvolte nei meccanismi dell’interferenza dei piccoli RNA. A livello genetico l’attività di 373 geni era influenzata da dosi ridotte o elevate di nicotina. CELNIC ha scoperto che 120 geni rispondevano al trattamento con dosi ridotte e 352 geni erano influenzati da dosi più elevate di nicotina. Di questi 99 geni erano comuni ai due gruppi di trattamento. Il confronto tra i dati della spettrometria di massa e quelli dei microarray hanno identificato fattori genetici regolati in modo differente sia ai livelli trascrizionale che traslazionale dopo trattamento prolungato con nicotina. Cosa più importante, CELNIC ha rivelato la modalità con cui i meccanismi dei microRNA regolano e vengono a loro volta regolati dai recettori dell’acetilcolina per generare comportamenti nicotina-dipendenti. Il prossimo passo sarà studiare il ruolo dei geni e delle proteine regolati in modo differenziato in modelli murini o linee cellulari umane. Scoprire il ruolo delle vie di silenziamento genico nella dipendenza da nicotina avrà applicazioni terapeutiche che ridurranno le ricadute nella tossicodipendenza.
Parole chiave
Silenziamento genico, nicotina, tossicodipendenza, microRNA, C. elegans
