Une nouvelle étude trouve des preuves à partir du méthylome de l’ADN que l’âge biologique – différent de l’âge chronologique – des cellules de la zone 9 de Brodmann du cortex préfrontal pourrait être plus élevé chez les personnes atteintes de troubles liés à l’usage de cocaïne. Cela suggère que l’abus de cocaïne fait vieillir ces cellules plus rapidement selon «l’horloge épigénétique». Les auteurs trouvent également des différences de méthylation dans 20 gènes, principalement impliqués dans la régulation de l’activité des neurones et de leur connectivité. Cette étude post-mortem est l’une des premières à examiner directement le méthylome des cellules cérébrales chez des donneurs humains souffrant de troubles liés à l’usage de cocaïne, plutôt que chez des rongeurs.
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Les scientifiques ont tendance à considérer la toxicomanie comme une maladie du cerveau. Lorsque nous apprécions le sexe, la nourriture, la musique ou les loisirs, les régions de notre cerveau situées dans la voie de la récompense sont inondées de dopamine induisant le plaisir. Des drogues comme la cocaïne copient cet effet, sauf jusqu’à dix fois plus fortement. Cependant, les cerveaux sains ne sont pas à la merci de telles poussées de dopamine : là, le cortex préfrontal évalue les options et peut décider de renoncer à des activités agréables quand ce n’est pas le moment ou l’endroit. En revanche, un tel «contrôle inhibiteur» est altéré dans le cerveau dépendant, ce qui le rend difficile à résister. Mais quels sont les changements biochimiques du cortex préfrontal qui causent cette déficience ?
Aujourd’hui, des scientifiques allemands et canadiens ont montré dans Frontières en psychiatrie que chez l’homme, le trouble de la consommation de cocaïne (CUD) entraîne des modifications du «méthylome» d’une sous-région du cortex préfrontal, la zone 9 de Brodmann, considérée comme importante pour la conscience de soi et le contrôle inhibiteur. En règle générale, un degré plus élevé de méthylation de l’ADN conduit à la «composition vers le bas» des gènes voisins.
Comme la méthylation de l’ADN est un mécanisme de régulation important pour l’expression des gènes, les altérations identifiées de la méthylation de l’ADN pourraient contribuer aux changements fonctionnels dans le cerveau humain et ainsi aux aspects comportementaux associés de la dépendance »,
Eric Poisel, étudiant au doctorat, premier auteur, Institut central de la santé mentale de Mannheim, Allemagne.
Parce que l’étude du méthylome cérébral est invasive, l’étude a été réalisée sur les cerveaux cryoconservés de 42 donneurs masculins décédés, dont la moitié avait eu CUD tandis que l’autre moitié n’en avait pas. Ceci est important, car la plupart des études antérieures dans ce domaine ont été réalisées sur des cerveaux de rats.
Les cellules cérébrales pourraient vieillir plus rapidement chez les personnes dépendantes à la cocaïne
Les chercheurs ont trouvé des preuves que les cellules de la zone 9 de Brodmann semblent biologiquement « plus âgées » chez les personnes atteintes de CUD, preuve que ces cellules vieillissent plus rapidement que chez les personnes sans troubles liés à l’utilisation de substances. Ici, ils ont utilisé des modèles de méthylation de l’ADN comme mesure de l’âge biologique des cellules dans la zone 9 de Brodmann. L’âge biologique des cellules, des tissus et des organes peut être supérieur ou inférieur à leur âge chronologique, selon le régime alimentaire, le mode de vie et l’exposition. à la maladie ou à des facteurs environnementaux nocifs. Les scientifiques peuvent ainsi estimer l’âge biologique à partir des données du méthylome avec des algorithmes mathématiques établis.
Nous avons détecté une tendance à un vieillissement biologique plus fort du cerveau chez les personnes présentant un trouble lié à l’usage de la cocaïne par rapport aux personnes sans trouble lié à l’usage de la cocaïne. Cela pourrait être causé par des processus pathologiques liés à la cocaïne dans le cerveau, tels que l’inflammation ou la mort cellulaire. Comme l’estimation biologique de l’âge est un concept très récent dans la recherche sur la toxicomanie et qu’elle est influencée par de nombreux facteurs, d’autres études sont nécessaires pour étudier ce phénomène, avec des échantillons plus grands que ce qui était possible ici.
Dr Stephanie Witt, auteur principal, chercheur, Institut central de la santé mentale à Mannheim, Allemagne.
Associations entre CUD et gènes méthylés
Poisel et ses collègues ont également examiné les différences de degré de méthylation sur 654 448 sites du génome humain et ont recherché des associations avec la présence ou l’absence de CUD dans la vie de chaque donneur. Ils ont corrigé les différences d’âge du donneur, le temps depuis la mort, le pH du cerveau et d’autres maladies telles que le trouble dépressif et le trouble lié à la consommation d’alcool.
Ils ont trouvé 17 régions génomiques plus méthylées chez les donneurs avec CUD que chez les donneurs sans CUD, et trois régions moins méthylées chez les donneurs avec CUD que chez les donneurs sans CUD.
« Nous avons été surpris que dans notre analyse de réseau, les changements dans la méthylation de l’ADN soient particulièrement importants parmi les gènes qui régulent l’activité des neurones et la connectivité entre eux. Fait intéressant, la méthylation différentielle de l’ADN était liée à plusieurs facteurs de transcription et protéines avec des domaines de liaison à l’ADN, ce qui implique des effets directs de ces changements de méthylation de l’ADN sur l’expression des gènes. Cela doit être suivi dans d’autres études », dit Poisel.
« En outre, il était fascinant que parmi les gènes qui ont montré les changements les plus importants dans les niveaux de méthylation de l’ADN dans notre étude, deux gènes ont été précédemment signalés pour réguler les aspects comportementaux de la consommation de cocaïne dans les expériences sur les rongeurs », dit Witt.
