Partea pozitivă a stresului timpuriu?
Șoarecii crescuți în condiții stresante sunt mai adaptabili ca adulți și pot transmite această trăsătură puilor lor.
De Kate Yandell | 18 noiembrie 2014
O serie de studii indică faptul că stresul experimentat la animalele foarte tinere sau la oameni poate avea efecte negative asupra sănătății mintale și cognitive care pot fi transmise ulterior descendenților prin modificări epigenetice. Dar stresul timpuriu la șoareci poate avea și efecte pozitive care pot fi transmise puilor, potrivit unui studiu publicat astăzi (18 noiembrie) în Natura Comunicaţii. Puii de șoareci masculi stresați au fost flexibili din punct de vedere comportamental, așa cum arată capacitatea lor de a îndeplini sarcini care necesitau așteptarea sau ajustarea comportamentului lor în timp. Și acești pui au modificat modificări ale hipocampilor lor la histonele asociate cu gena receptorului de mineralocorticoizi, care este implicată în răspunsul la stres.
„Oamenii au arătat de multe ori că efectele negative ale stresului pot fi transmise generației următoare”, a spus Deena Walker, un post-doctorat în neuroștiință la Mount Sinai School of Medicine din New York City, care nu a fost implicat în cercetare. "E interesant . . . că acum vedem că unele dintre acele efecte benefice ale stresului sunt eliminate.”
„Efectul traumei poate fi în general negativ, dar poate oferi și unele părți pozitive”, a spus coautorul studiului. Isabelle Mansuy, profesor de neuroepigenetică la Universitatea din Zürich și la Institutul Federal de Tehnologie Elvețian.
Mansuy și colegii ei au supus șoarecii nou-născuți la o separare maternă imprevizibilă combinată cu stres matern imprevizibil (MSUS) timp de două săptămâni. MSUS presupune luarea mamelor puilor la intervale imprevizibile și supunerea mamelor acestora la situații stresante, cum ar fi să fie plasate în tuburi înghesuite sau în căni cu apă rece. Echipa „încerca să reproducă condiții agitate în timpul vieții timpurii care implică neglijență, imprevizibilitate și îngrijire nesigură”, a spus Mansuy.
Apoi, cercetătorii i-au făcut pe șoareci să îndeplinească sarcini care le cereau să urmeze reguli în schimbare rapidă pentru a obține apă și hrană. De exemplu, într-o sarcină, șoarecii au primit o recompensă dacă și-au băgat nasul într-o gaură la momentul potrivit, după o întârziere, semnalată de lumină. Când întârzierea a fost scurtă, șoarecii de control și MSUS au avut performanțe similare, dar cu o întârziere mai mare, șoarecii care au fost stresați devreme în viață au depășit controalele. Atunci când cercetătorii au crescut masculi MSUS cu femele de tip sălbatic, descendenții rezultati au excelat în mod similar la testul cu nasul.
Cercetătorii au efectuat, de asemenea, unele teste doar cu pui de sex feminin și fără tați, deoarece aceste sarcini au necesitat adăpostirea șoarecilor în cuști de grup care pot perturba ierarhiile masculilor. Într-un test, șoarecii au primit mai întâi o băutură dacă au alternat între vizitarea a două colțuri ale unei cuști unul opus. Mai târziu, animalele au primit recompensa doar dacă se mișcau în diagonală între celelalte două colțuri ale cuștii. Fiicele șoarecilor MSUS au îndeplinit cu succes sarcinile mai des decât au făcut-o animalele de control.
„Cred că [MSUS] oferă un avantaj în condiții dificile”, a spus Mansuy. „Pentru că [șoarecii] au fost puși în astfel de condiții traumatice. . . ei dezvoltă strategii pentru a fi mai buni atunci când viața lor este cumva amenințată.”
Cercetătorii și-au propus apoi să determine modul în care șoarecii dobândeau și transmiteau aceste trăsături comportamentale. Ei au decis să examineze expresia receptorului mineralocorticoid, care joacă roluri în răspunsul la stres, anxietatea și comportamentul direcționat către obiectiv. Ei au descoperit că a fost subexprimat în hipocampii șoarecilor MSUS și puilor lor. În timp ce nivelurile de metilare a ADN-ului dintre șoarecii de control și stresați la receptorul de mineralocorticoizi au fost similare, acetilarea și unele tipuri de metilare a histonelor din apropiere au fost reduse la descendenții șoarecilor MSUS.
Când cercetătorii au injectat șoareci cu enzime care blochează acetilarea și metilarea, expresia receptorilor mineralocorticoizi a fost reprimată. De asemenea, atunci când au injectat șoareci cu aceste enzime sau au blocat receptorul mineralocorticoid, șoarecii au prezentat modificări comportamentale similare cu cele observate la șoarecii MSUS. Echipa „a făcut o treabă foarte bună folosind inhibitori farmacologici pentru a reproduce într-un fel descoperirea pe care au văzut-o cu factorul de stres”, a spus Walker.
Rămâne neclar exact cum șoarecii masculi stresați își transmit comportamentul puilor. Cercetătorii au descoperit că sperma taților stresați avea o metilare crescută a ADN-ului pe un promotor al receptorului de mineralocorticoizi.
dar Sarah Kimmins, un biolog de reproducere care studiază epigenetica la Universitatea McGill din Montreal, nu a considerat că rezultatele metilării ADN-ului sunt semnificative. „Metilarea ta este în limitele erorii tale de analiză”, a spus ea. Mai mult, ea a spus că nivelurile de metilare au fost atât de scăzute încât este puțin probabil să aibă un efect biologic semnificativ.
Mansuy spune că o serie de alte modificări epigenetice ar putea contribui, de asemenea, la transmiterea trăsăturii. De exemplu, studiile anterioare din laboratorul ei au indicat că schimbările în abundența ARN necodificant în spermă pot transmite efectele traumei de-a lungul generațiilor.
Încă nu se știe cum modificările epigenetice ale spermatozoizilor scapă de reprogramarea epigenetică în masă care vine după fecundarea unui ovul. Fenomenul general al stresului parental care are efecte asupra generației ulterioare este real, a spus Kimmins. „Întrebarea este: cum se întâmplă?”
Mansuy a spus că laboratorul ei continuă să lucreze pentru a înțelege modul în care efectele MSUS sunt transmise generațiilor viitoare. Deocamdată, studiul de față sugerează că cercetătorii ar trebui să acorde atenție ușoarei căptușeală de argint a neglijării. „A fost surprinzător să văd că flexibilitatea comportamentală a fost observată pe diferite sarcini, că a fost observată atât la bărbați, cât și la femei și că a fost transmisă de-a lungul generațiilor”, a spus Mansuy.
K. Gapp et al., „Stresul timpuriu al vieții la tați îmbunătățește flexibilitatea comportamentală la descendenții lor”, Nature Communications, doi:10.1038/ncomms6466, 2014.
;
