L'alcool et les drogues recalibrent les connexions du cerveau en modifiant le fonctionnement de nos gènes

De nombreuses personnes sont programmées pour rechercher des récompenses et y répondre. Votre cerveau interprète la nourriture comme une récompense lorsque vous avez faim et l'eau comme une récompense lorsque vous avez soif. Mais les substances addictives, comme l'alcool et les drogues, peuvent bloquer les voies naturelles de la récompense dans le cerveau, ce qui entraîne des envies intolérables et une diminution du contrôle des impulsions.

Une idée fausse très répandue veut que la dépendance soit le résultat d'un manque de volonté. Mais l'explosion des connaissances et de la technologie dans le domaine de la génétique moléculaire a radicalement modifié notre compréhension de la dépendance au cours de la dernière décennie. Le consensus général parmi les scientifiques et les professionnels de la santé est qu'il existe une base neurobiologique et génétique solide pour la dépendance.

En tant que neurogénéticien du comportement à la tête d'une équipe chargée d'étudier les mécanismes moléculaires de la dépendance, je combine les neurosciences et la génétique pour comprendre comment l'alcool et les drogues influencent le cerveau. Au cours de la dernière décennie, j'ai constaté des changements dans notre compréhension des mécanismes moléculaires de la dépendance, en grande partie grâce à une meilleure compréhension de la façon dont les gènes sont régulés de manière dynamique dans le cerveau. Les nouvelles façons d'envisager la formation des dépendances peuvent modifier notre approche du traitement.

L'alcool et les drogues affectent l'activité des gènes du cerveau

Chacune de vos cellules cérébrales contient votre code génétique stocké dans de longs brins d'ADN. Pour que tout cet ADN puisse tenir dans une cellule, il faut qu'il soit bien emballé. Pour ce faire, l'ADN s'enroule autour de "bobines" de protéines appelées histones. Les zones où l'ADN est déroulé contiennent des gènes actifs codant pour des protéines qui remplissent des fonctions importantes dans la cellule.

Lorsque l'activité d'un gène change, les protéines produites par vos cellules changent également. Ces changements peuvent aller d'une simple connexion neuronale dans votre cerveau à votre comportement. Cette chorégraphie génétique suggère que si vos gènes influencent le développement de votre cerveau, les gènes qui sont activés ou désactivés lorsque vous apprenez de nouvelles choses sont dynamiques et s'adaptent à vos besoins quotidiens.

Des données récentes provenant de modèles animaux suggèrent que l'alcool et les drogues d'abus influencent directement les changements dans l'expression des gènes dans les zones du cerveau qui contribuent à la mémoire et aux réponses de récompense.

Les substances addictives peuvent modifier l'expression des gènes de plusieurs manières. Elles peuvent modifier les protéines qui se lient à l'ADN pour activer ou désactiver les gènes et les segments d'ADN qui se déroulent. Elles peuvent modifier le processus de lecture de l'ADN et sa traduction en protéines, ainsi que les protéines qui déterminent la manière dont les cellules utilisent l'énergie pour fonctionner.

Par exemple, l'alcool peut provoquer l'expression d'une forme alternative d'un gène dans les circuits de la mémoire chez les mouches et les humains, ce qui entraîne des changements dans les récepteurs de la dopamine et les facteurs de transcription impliqués dans la signalisation de la récompense et la fonction neuronale. De même, la cocaïne peut entraîner l'expression d'une forme alternative d'un gène dans les centres de récompense des souris, ce qui les incite à rechercher davantage de cocaïne.

On ne sait pas exactement comment ces drogues provoquent des changements dans la régulation des gènes. Toutefois, un lien direct entre la consommation d'alcool et les changements dans l'expression des gènes chez les souris fournit un indice. Un sous-produit de l'alcool dégradé dans le foie, l'acétate, peut traverser la barrière hémato-encéphalique et dérouler l'ADN des histones dans les circuits de mémoire des souris.

L'alcool, la nicotine, la cocaïne et les opioïdes activent également des voies de signalisation importantes qui sont des régulateurs centraux du métabolisme. Cela suggère qu'ils peuvent également affecter de nombreux aspects de la fonction neuronale et, par conséquent, les gènes qui sont exprimés.

Modifier l'activité des gènes du cerveau en fonction du mode de vie

La manière dont les substances addictives modifient la fonction cellulaire est complexe. La version d'un gène que l'on possède à la naissance peut être modifiée de nombreuses façons avant de devenir une protéine fonctionnelle, notamment par l'exposition à l'alcool et aux drogues. Plutôt que de décourager les chercheurs, cette complexité est stimulante car elle prouve que les modifications de l'expression des gènes dans le cerveau ne sont pas permanentes. Ils peuvent également être modifiés par des médicaments et des choix de mode de vie.

De nombreux médicaments couramment prescrits pour traiter les troubles mentaux affectent également l'expression génétique. Les antidépresseurs et les stabilisateurs d'humeur peuvent modifier la façon dont l'ADN est modifié et quels gènes sont exprimés. Par exemple, l'escitalopram, un médicament couramment prescrit pour traiter la dépression, modifie le degré d'enroulement de l'ADN et peut modifier l'expression de gènes importants pour la plasticité cérébrale.

En outre, les thérapies basées sur l'ARNm peuvent modifier spécifiquement l'expression des gènes pour traiter des maladies comme le cancer. À l'avenir, nous pourrions découvrir des thérapies similaires pour l'alcool et les troubles liés à l'utilisation de substances. Ces traitements pourraient potentiellement cibler d'importantes voies de signalisation liées à la dépendance, en modifiant le fonctionnement des circuits cérébraux et la façon dont l'alcool et les drogues les affectent.

Les choix de mode de vie peuvent également affecter l'expression des gènes dans le cerveau, bien que les chercheurs ne sachent pas encore s'ils peuvent modifier les changements induits par les substances addictives.

À l'instar de l'alcool et des drogues, les changements alimentaires peuvent affecter l'expression des gènes de différentes manières. Chez la mouche, un régime riche en sucre peut reprogrammer la capacité à goûter le sucré en exploitant un réseau d'expression génétique impliqué dans le développement.

La méditation intensive, même après une seule journée, peut également affecter la régulation des gènes dans le cerveau par des mécanismes similaires. La participation à une retraite de méditation d'un mois réduit l'expression des gènes qui affectent l'inflammation, et les méditants expérimentés peuvent réduire les gènes inflammatoires après une seule journée de méditation intensive.

Des travaux sur des modèles animaux ont également montré que l'exercice physique modifie l'expression des gènes en modifiant à la fois les histones et les étiquettes moléculaires directement attachées à l'ADN. Cela augmente l'activité des gènes importants pour l'activité et la plasticité des neurones, ce qui confirme l'idée que l'exercice améliore l'apprentissage et la mémoire et peut réduire le risque de démence.

Depuis le mois de janvier sec et au-delà, de nombreux facteurs peuvent avoir des effets profonds sur la biologie de votre cerveau. Prendre des mesures pour réduire la consommation d'alcool et de drogues et adopter un mode de vie sain peut contribuer à stabiliser votre santé physique et mentale et à lui apporter des avantages durables.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation.