El análisis de microarreglos del núcleo accumbens de ratas con exposición prenatal al alcohol y tratamiento posnatal con metilfenidato, revela la participación de cinasas de pantotenato en la fisiopatología del trastorno de espectro alcohólico fetal

Abstract

El consumo materno de alcohol (etanol) durante el embarazo es una de las principales causas que originan trastornos del neurodesarrollo (ndd, del inglés Neurodevelopmental Disorders), los cuales pueden traducirse en enfermedades neuropsiquiátricas capaces de generar discapacidad en las esferas social, motora, cognitiva, afectiva y del lenguaje. La ingesta moderada, e incluso leve, de etanol se ha asociado de forma directa con defectos en el neurodesarrollo, así como con déficits en la conducta y en la cognición de la descendencia que perduran a través del tiempo hasta la edad adulta. La exposición prenatal al alcohol (pae, del inglés Prenatal Alcohol Exposure) produce manifestaciones que van desde la relativa normalidad hasta la muerte perinatal, enmarcados en los trastornos del espectro alcohólico fetal (fasd, del inglés Fetal Alcohol Spectrum Disorder). El principal órgano blanco del etanol es el cerebro, siendo el núcleo accumbens (nacc) y la corteza prefrontal (cpf) regiones particularmente vulnerables. Aunado a lo anterior, la pae exacerba la activación de los circuitos mesolímbico-corticales, que afectan regiones vulnerables relacionadas con la conducta motivada y la regulación de la impulsividad, características clásicas de algunos ndd. El metilfenidato (mph) es un psicoestimulante prescrito como tratamiento para varios trastornos neuropsiquiátricos, predominantemente para el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (adhd, del inglés Attention Deficit Hyperactivity Disorder) y ha mostrado eficacia en personas con fasd. Aunque sus efectos a largo plazo podrían estar mediados por cambios en la expresión génica, esta relación no ha sido estudiada en detalle. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue determinar los cambios en el perfil de expresión génica en el nacc y en la cpf de ratas jóvenes después de la pae y el tratamiento posnatal con mph. Para este fin se emplearon ratas Wistar gestantes, a las que se les administró 6g/kg/día de etanol (etoh) (20% w/v en 0.09% salina) o 10.5g /kg/día de solución isocalórica (iso) (en 0.09% salina), vía intragástrica, en los días 8 a 20 de gestación. Las crías macho fueron divididas en 4 grupos, 2 fueron tratados con mph y 2 recibieron solución vehículo (vh), del día 26 al 38 de edad posnatal y fueron sacrificados 2 horas después de la última administración. Se obtuvieron las regiones del nacc y la cpf. Se hibridaron 3 microarreglos del nacc con las siguientes comparaciones: 1) iso/vh vs. etoh/vh; 2) iso/vh vs. iso/mph; 3) etoh/vh vs. etoh/mph. Mediante el software genArise (http://www. ifc.unam.mx/genarise/), se identificaron los genes diferencialmente expresados en las 3 condiciones, con los que se elaboraron listas de genes que posteriormente fueron refinadas a partir de un análisis por efecto biológico. Finalmente, a través del software david v.6.8 (https://david.ncifcrf.gov/), se identificaron diferentes clústers génicos con relevancia biológica, entre los que destacó un clúster relacionado con la Biosíntesis del pantotenato y la coenzima A. Se verificó la expresión de los genes Pank4, Pank1 y Coasy mediante qpcr de expresión relativa. Con el método de análisis 2-ΔΔCT se identificó que el etoh aumenta la expresión de los tres genes analizados de este clúster, el mph reduce la expresión de esos genes y el mph administrado en ratas con pae también reduce la expresión de esos genes a niveles basales en el nacc, mientras que en la cpf tanto el etoh, el mph y el mph administrado en ratas con pae disminuyen la expresión de los tres genes por debajo del nivel observado en los controles. Los resultados obtenidos indican un posible efecto compensatorio del mph sobre la expresión de los genes diferencialmente expresados por la pae, a nivel de transcritos. Sin embargo, a nivel de la proteína la expresión de Pank4 y Coasy, determinada por inmuhistoquímica, no fue modificada bajo ninguna de las condiciones experimentales y en ambas regiones de interés, localizándose en el citoplasma, tal como era esperado. De acuerdo con lo que se conoce hasta el momento, este es el primer trabajo en que los genes evaluados, relacionados con la biosíntesis de pantotenato y coenzima A, están asociados con la pae, el fasd o el tratamiento con mph.