La Expresión de los Glucoreceptores en Caso de Depresión no se Asocia con la Programación Epigenética de los Promotores

• AUTOR : Alt S, Turner J, Muller C y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Differential Expression of Glucocorticoid Receptor Transcripts in Major Depressive Disorder Is Not Epigenetically Programmed
• CITA : Psychoneuroendocrinology 35(4):544-556, May 2010
• MICRO : Existen diferentes factores de transcripción que se unen a los promotores del gen que codifica los receptores de tipo glucocorticoideo involucrados en la regulación del eje hipotálamo-pituitario-adrenal, cuya actividad está modulada por la metilación epigenética del ADN en el sitio promotor.

 

Introducción y objetivos

La hiperactividad del eje hipotálamo-pituitario-adrenal (HPA) es uno de los hallazgos más sistemáticos en caso de trastorno depresivo mayor (TDM). Normalmente, la actividad del eje HPA está controlada mediante circuitos de retroalimentación negativa donde intervienen receptores de tipo glucocorticoideo (GR) y mineralocorticoideo (MR). En caso de TDM, la afectación de la regulación del eje involucraría a los GR. De hecho, se observó una alteración de la expresión del ARN mensajero (ARNm) de los GR en la corteza frontal y el hipocampo en caso de depresión. Además, se propuso que la afectación del eje HPA se vincula con traumas tempranos como el abuso sexual durante la infancia que, a su vez, constituyen un factor de riesgo conocido de depresión mayor. En consecuencia, se sugiere que la hiperactividad del eje HPA no es una consecuencia sino una característica fisiopatológica que favorece la depresión.

La comprensión de los mecanismos vinculados con la expresión de los GR implica el conocimiento de su estructura. El gen que codifica este receptor posee ocho exones que son traducidos y nueve primeros exones alternativos no traducidos. Cada uno de estos primeros exones presenta una región promotora propia y compleja que contiene numerosos sitios de inicio cuya activación resulta en la generación de transcriptos específicos de ARNm. Es posible que la disminución de los niveles de GR observada en caso de TDM se vincule con una afectación del empleo de este promotor. De hecho, existen diferentes factores de transcripción que se unen a los promotores del gen que codifica los GR, cuya actividad está regulada por la metilación epigenética del dinucleótido CpG del ADN en el sitio promotor. Concretamente, la metilación resulta en el silenciamiento del gen al inhibir la unión de los factores de transcripción al ADN y disminuye en presencia de cuidados maternales, de acuerdo con lo observado en roedores. En seres humanos se observó una correlación entre el nivel de metilación en regiones hipocampales y el antecedente de abuso infantil. También se hallaron niveles elevados de metilación en recién nacidos expuestos a depresión materna durante la vida intrauterina.

La expresión diferencial de exones alternativos no resulta en la síntesis de un GR diferente pero influye en el procesamiento de su ARNm. Esto puede afectar el nivel total de GR y el equilibrio entre las variantes de GR. La variante predominante es el GRa. La variante GRb difiere de la isoforma GRa a nivel de la secuencia C-terminal y el índice de expresión GRa/GRb se correlaciona en forma directa con la sensibilidad o la resistencia de los tejidos ante los glucocorticoides. No obstante, el GRb no jugaría un papel importante en términos de funcionamiento cerebral, excepto en determinadas condiciones. En cambio, la modificación del tipo y nivel de expresión de los GR influiría sobre el equilibrio entre los GR y los MR. Es decir, la metilación epigenética de los promotores es un mecanismo de regulación de la actividad de los GR que también afecta el equilibrio entre los GR y los MR.

Los autores del presente estudio propusieron que, en caso de TDM, existirían cambios respecto del empleo alternativo del primer exón de los GR y de la expresión total de GR, y que dichos cambios guardarían una correlación con las modificaciones epigenéticas. El antecedente de abuso infantil aumenta el riesgo de depresión y el suicidio se asocia con una disminución de la actividad del promotor 1F del gen GR en el hipocampo. Por lo tanto, se evaluó la existencia de un mecanismo similar en caso de TDM.

Pacientes y métodos

Se emplearon muestras de tejido cerebral correspondientes a 12 individuos. El 50% no tenían antecedentes de afecciones neurológicas o tratamiento a largo plazo con psicofármacos. Las 6 muestras restantes pertenecían a pacientes que habían sufrido TDM sin antecedente de abuso infantil. Ambos grupos presentaron características similares en términos de sexo, edad, peso cerebral, tiempo transcurrido desde la muerte y pH del líquido cefalorraquídeo. Las muestras fueron congeladas, seccionadas y almacenadas para luego purificar el ARN total y evaluarlo cuantitativamente y cualitativamente. Para cada muestra se empleó una cantidad similar de ARN para sintetizar ADN complementario (ADNc) que se amplificó mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR). A continuación se aisló en ADN genómico de las muestras de tejido cerebral, se amplificaron los promotores 1B, 1E, 1F y 1J y se cuantificó el nivel de metilación de dinucleótidos CpG.

Resultados

El patrón de expresión de los GR fue similar en las diferentes regiones cerebrales. Como era de esperar, el GRa fue la isoforma predominante. En caso de TDM se verificó una disminución significativa de GRa en la amígdala y el giro cingulado, en tanto que el nivel de GRb disminuyó significativamente en la corteza prefrontal inferior. En cuanto a la expresión de los transcriptos del primer exón del GR, los tipos 1C y 1B fueron los más abundantes, en tanto que los tipos 1E y 1J fueron los menos abundantes. Las muestras correspondientes a pacientes con TDM presentaron un nivel significativamente inferior del exón 1B en el núcleo accumbens y de los exones 1C y 1F en el hipocampo en comparación con las muestras correspondientes al grupo control. En cambio, el antecedente de TDM se asoció con un aumento de la expresión del exón 1D en el giro cingulado y del exón 1J en la amígdala. Además, se observó una correlación negativa entre la expresión de la variante GR-P de los receptores de glucocorticoides y el empleo del exón 1B en caso de TDM.

En cuanto a la expresión de los factores de transcripción vinculados con la síntesis de GR, se halló una disminución del nivel del factor YY1 en la amígdala, el giro prefrontal inferior y el giro cingulado en caso de TDM en comparación con el grupo control. Asimismo, se verificó una reducción significativa del nivel del factor de transcripción NGFI-A en el hipocampo, el giro cingulado y el núcleo accumbens, así como del nivel del factor SP1 en el giro prefrontal inferior y en el giro cingulado de los pacientes con TDM.

El nivel de metilación de ADN en las regiones promotoras ubicadas en los exones 1J, 1E, 1B y 1F del gen GR fue muy bajo. La ausencia de metilación tuvo lugar tanto en el grupo con TDM como en el grupo control, aunque se halló un nivel bajo de metilación en el promotor 1E y un nivel moderado del dinucleótido CpG28. No se verificaron diferencias significativas entre ambos grupos o entre las diferentes regiones cerebrales en cuanto al patrón de metilación de dinucleótidos CpG. Si bien los niveles de metilación observados fueron bajos, el patrón y el nivel de metilación fueron variables. De todos modos, no se halló metilación de la región promotora en los grupos, con excepción del dinucleótido CgP18 ubicado en el exón 1B.

Discusión

El empleo alternativo de primeros exones del GR es habitual y variable en la mayoría de los órganos periféricos del cuerpo humano. De acuerdo con los resultados del presente estudio, no se observó un nivel significativo de variación al respecto en el tejido correspondiente a diferentes regiones cerebrales de individuos con TDM o sin TDM. Los transcriptos más abundantes fueron el 1C y el 1B, en tanto que los menos expresados fueron el 1E y el 1J y la expresión del transcripto 1F alcanzó el 1%. Este patrón coincidió con el observado en otros tejidos como el pulmonar. Por lo tanto, el empleo de promotores y la generación de transcriptos y variantes de receptores serían similares en distintos tejidos y no diferirían entre las estructuras que integran el sistema límbico.

El nivel de GR resultó estable en las diferentes regiones cerebrales, aunque la isoforma GRa disminuyó en caso de TDM. Dicha reducción sólo fue significativa en la amígdala y el giro cingulado. Este hallazgo coincide con lo informado en estudios anteriores. Del mismo modo, el nivel bajo de GRb observado en ambos grupos fue congruente con lo verificado en otros estudios. Esto permite sugerir una función limitada para dicho receptor.

Los resultados permiten confirmar la ausencia de modificaciones del índice GRa/b y el posible efecto funcional de la disminución de la expresión de GRa en caso de TDM. De hecho, el cambio del nivel de GRa afectaría el equilibrio GR/MR. En coincidencia, se informó un cambio del nivel de MR en presencia de TDM, aunque no se conoce la importancia de dicho hallazgo. De todos modos, el desequilibrio GR/MR otorgaría vulnerabilidad para padecer la enfermedad. Los hallazgos del presente estudio también indican cambios significativos del empleo de los primeros exones del gen GR en caso de TDM. El uso del exón 1A en lugar del 1B o 1C se asociaría con un aumento de la eficiencia de traducción del GRa. También se observó una correlación negativa significativa entre la expresión del receptor GR-P y el empleo del promotor 1B en presencia de TDM. Los autores sugieren que el GR-P estimula la actividad de los glucocorticoides. No obstante, en caso de TDM el GR-P no tendría un papel importante ya que su expresión no difirió frente a lo registrado en el grupo control.

En coincidencia con los resultados del presente estudio, en investigaciones anteriores se informó una relación entre la actividad de determinados factores de transcripción y la expresión de GR. Por ejemplo, el nivel del factor de transcripción YY1 y del receptor GRa se encuentra disminuido en el tejido cerebral de los pacientes con TDM. Por lo tanto, existirían sitios promotores de unión al YY1 que modulan la expresión de GRa. El promotor 1F presenta sitios de unión al factor de transcripción NGFI-A y el nivel de este factor y del exón 1F se encontró disminuido en el hipocampo de los pacientes con TDM. Sin embargo, no se observó una reducción del nivel hipocampal de GR. Este hallazgo no coincidió con lo informado en otros estudios por lo que son necesarios ensayos adicionales al respecto.

Como ya se mencionó, la actividad de algunos factores de transcripción que modulan la síntesis de GR se encuentra regulada por la metilación de los sitios de unión ubicados en la región promotora del ADN. Concretamente, la metilación inhibe la expresión del gen mencionado. De acuerdo con los resultados obtenidos, el nivel de metilación fue bajo en presencia o ausencia de TDM, con excepción de lo observado en el promotor 1B. Además, el nivel de metilación de las muestras fue variable. Esto podría deberse a factores de programación epigenética, aunque su relación con el TDM parece improbable, refieren los autores. En coincidencia con lo informado por otros investigadores, la ausencia de metilación del promotor 1F tuvo lugar en todas las regiones y muestras estudiadas. Por lo tanto, el factor de transcripción podría unirse al promotor y activar la expresión de los GR. Esto indica que los cambios de la expresión de los GR en caso de TDM no se vinculan con la programación epigenética de los promotores.

Es sabido que el antecedente de abuso infantil es un factor de riesgo de depresión durante la vida adulta. Según lo observado en otros estudios, la metilación del sitio de unión NGFI-A del promotor 1F en el hipocampo de individuos suicidas con antecedentes de abuso infantil es elevada. En el trabajo de los autores, dicho promotor no estuvo metilado en presencia de TDM, entidad en comorbilidad frecuente con el suicidio. No es posible descartar que algunos pacientes con TDM hayan tenido antecedentes de abuso infantil no documentado. De ser así, los resultados no coincidirían con lo informado en otros estudios. Los autores sugieren que la falta de metilación es un indicador de ausencia de abuso infantil.

Entre las limitaciones del presente ensayo se destaca que algunos pacientes con TDM habían recibido antidepresivos y que estas drogas pueden afectar la expresión de determinados exones del gen GR. También se señala la cantidad limitada de muestras de tejido cerebral disponibles para efectuar el estudio. Por lo tanto, los resultados obtenidos deben considerarse preliminares. De todos modos, los autores concluyeron que los cambios del nivel de expresión de GR no se vincularon con la metilación epigenética de los promotores.

Es posible sugerir la existencia de diferentes mecanismos que resultan en la disminución de la expresión del exón 1F y en la aparición de síntomas depresivos. La inhibición de la expresión del exón 1F mediada por la metilación del promotor otorga susceptibilidad para padecer depresión a individuos con antecedente de abuso infantil. Sin embargo, en ausencia de abuso infantil también se verificó una disminución del empleo del promotor 1F, aunque vinculada con la escasez de NGFI-A. Ambos mecanismos resultan en una reducción de la expresión del exón 1F y podrían explicar las similitudes entre los pacientes con TDM en presencia o ausencia de antecedente de abuso infantil. También es posible sugerir que la susceptibilidad para padecer depresión puede vincularse o no con el antecedente de abuso.

Especialidad: Bibliografía - Endocrinología