La nicotina es una sustancia adictiva y se sabe que los factores genéticos juegan un papel en el hábito de fumar. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Colorado determinó cómo pequeñas diferencias en una región específica del genoma del ratón pueden alterar el consumo de nicotina.
La nicotina se une a receptores específicos en las células nerviosas en el cerebro y las activa, y también se puede unir al neurotransmisor acetilcolina. Estos receptores se componen de cinco subunidades, y los estudios genéticos humanos muestran que los cambios en una sola subunidad pueden alterar el comportamiento de la nicotina. En una edición reciente de Neuropharmacology, los investigadores se centraron en el gen que codifica la subunidad beta-3, que se encuentra en áreas del cerebro claves en el comportamiento de los fármacos.
“Sabemos que los genes influyen en el comportamientos de la nicotina, pero tratar de averiguar qué variantes genéticas específicas requiere diferentes tipos de herramientas“, dijo Helen Kamens, profesora asistente de salud bioconductual. “Este trabajo se basa en las asociaciones que se encontraron en los estudios genéticos humanos. Observamos que las variantes genéticas afectaban determinados comportamientos de la nicotina, pero la pregunta era ¿por qué? En este punto nos centramos en tratar de averiguar lo que hacen estas variantes genéticas en realidad“.
Según Kamens, en los seres humanos se han identificado dos variantes naturales en la zona del genoma que inician la expresión de genes relacionados con el consumo de nicotina. Las personas que llevan la versión más común de la subunidad beta 3 de receptores nicotínicos de la acetilcolina son más propensas a tener problemas con el consumo de nicotina. Las personas con la versión menos común – el alelo menor – están protegidos contra la dependencia a la nicotina. El alelo menor difiere del alelo principal en que tiene tres diferencias en la secuencia de ADN en el área involucrada en activar los genes relacionados con la nicotina. Trabajos anteriores también muestran que la expresión de los alelos menores contribuye a una menor producción de la proteína beta-3.
Los investigadores utilizaron un modelo de ratón para estudiar cuánto habría que reducir la cantidad de la subunidad Beta-3 , o prevenir su producción por completo, para que el consumo de nicotina se vea afectado. Utilizaron técnicas de ingeniería genética para eliminar una o ambas copias del gen de beta-3. Luego, para medir la cantidad de nicotina que querían los ratones, los investigadores proporcionaron a cada ratón dos botellas de agua, una con la nicotina y otra sin nicotina, y registraron la cantidad de agua que los ratones bebieron de cada botella. Los ratones que carecían de una o ambas copias del gen que codifica la subunidad beta-3 consumieron menos nicotina que los ratones normales. Los investigadores realizaron estas pruebas usando dos cepas diferentes de ratones, pero el menor consumo de nicotina sólo se observó en una de las cepas, lo que indica que otros factores genéticos también juegan un papel en el ansia de consumir nicotina.
Por último, mediante la inversión de forma individual cada una de las tres diferencias genéticas en el alelo menor en células de ratón, los investigadores observaron que sólo una de las tres diferencias redujo la cantidad de proteína beta-3 de las células producidas.
“Los tres de estos cambios de nucleótido único se heredan juntos, por lo que en una población humana se obtiene una secuencia en la que los tres nucleótidos son mayores o menores” dijo Kamens. “El uso de un sistema de cultivo celular, hemos sido capaces de desentrañar cuál de los cambios de nucleótidos realmente tiene un efecto sobre las cantidades de proteínas, que es algo que nunca pudimos ver en una población humana“.
Futuras investigaciones se centrarán en la medición de otros comportamientos que reflejen mejor las diferencias en la adicción a la nicotina, para demostrar aún más la importancia de la subunidad beta-3 de los receptores nicotínicos de la acetilcolina, así como el hecho de que cambiando el ADN en un sólo lugar se reduce realmente la expresión del gen beta -3.
..Susana Calvo
