Papel de la acetilación de histonas en los procesos de aprendizaje asociados a la exposición a situaciones de estrés en rata

Resumen

En el trabajo desarrollado para la defensa de la tesis se ha estudiado el posible papel de la acetilación de histonas en los cambios neuroendocrinos y conductuales causados por la exposición a diversas situaciones estresantes. De forma más específica, se ha estudiado el posible papel de estos cambios en las histonas en los procesos de aprendizaje asociados a la exposición al estrés. El posible papel de la acetilación de histonas se ha abordado farmacológicamente, mediante la administración sistémica de compuestos que favorecen (butirato sódico o ácido valproico) o reducen (curcumina) la acetilación de histonas. Como variables alteradas por los procesos de aprendizaje asociados al estrés se han estudiado las hormonas del eje hipotalámico-hipofisario-adrenal (HHA) (ACTH y corticosterona) y cambios conductuales que reflejen los procesos de aprendizaje (v.g. freezing). En una primera fase se demostró que los compuestos mencionados eran capaces de causar por sí mismos activación del eje HHA, pero no causaban efectos a largo plazo a nivel conductual o en la reactividad del eje HHA a situaciones de estrés. Posteriormente se estudió si estos compuestos eran capaces de modificar los efectos a largo plazo (días) de una sola exposiciòn a un estímulo de elevada intensidad como la inmovilización en planchas (IMO). Dicha exposición induce típicamente un incremento de la respuesta HHA a nuevas situaciones de estrés (sensibilización heterotípica) y una reducción de la respuesta HHA al mismo estímulo (desensibilización homotípica). Los resultados no mostraron una relación entre los posibles cambios en la acetilación de histonas y la desensibilización homotípica del eje HHA. En un experimento posterior se descartó que la ausencia de efecto fuera debida a una desensibilización màxima del eje HHA. En vista de los resultados negativos, se llevó a cabo un experimento para demostrar que el butirato sódico sí era capaz de modificar la acetilación de histonas en una región clave como la formación hipocampal y decidimos investigar el conditionamiento del miedo al contexto o al tono asociado al choque eléctrico. Mientras que el condicionamiento del miedo al contexto es dependiente del hipocampo, el condicionamiento al tono no lo es. Utilizamos el butirato sódico o la curcumina como fármacos. A pesar de que los resultados con el choque eléctrico demostraban la aparición del condicionamiento del miedo al contexto, tanto a nivel neuroendocrino (activación HHA) como conductual (freezing), no se observó efecto de los fármacos. Se descartaron también problemas metodológicos demostrando bloqueo del condicionamiento del miedo al contexto utilizando el MK-801 (un antagonista no competitivo de los receptores tipo NMDA). En otro experimento tampoco se observó efecto de los fármacos sobre el condicionamiento del miedo al tono. Por lo tanto, podemos concluir que los procesos de acetilación de histonas no juegan un papel crítico en el condicionamiento del miedo. En experimentos posteriores se demostró que el butirato sódico tampoco era capaz de modificar otro aprendizaje probablemente dependiente de hipocampo, el reconocimiento de objetos nuevos. Finalmente, no se observó efecto alguno de la administración de butirato sódico o curcumina sobre el comportamiento de los animales en la prueba de la natación forzada y en la adopción de conductas pasivas a las 24 h posteriores a la primera exposición, conducta que refleja la memoria del animal sobre la inescapabilidad de la situación. En conjunto, los resultados de la presente tesis no apoyan la hipótesis de que la acetilación de histonas estén implicados en muchos de los efectos a largo plazo del estrés y más concretamente que sea imprescindible para los procesos de aprendizaje asociados a la exposición al estrés. Y esto a pesar de haber demostrado la eficacia del butirato para acetilar histonas en la formación hipocampal y la consistencia de nuestros resultados respecto a la bilbliografía en los aspectos no ligados a la acetilación de histonas. Las discrepancias de nuestros resultados con la literatura previa respecto al papel de la acetilación en los procesos de aprendizaje y las propias discrepancias entre los datos bibliográficos, requerirá en el futuro el uso de fármacos más selectivos y la administración local en áreas cerebrales concretas. La presente tesis se situa en una línea de investigación científica que está en un proceso de gran expasión en los últimos años, la participación de mecanismos epigenéticos en la regulación a largo plazo de la conducta y por extensión en psicopatología. El hecho de que los resultados sean fundamentalmente negativos introduce un importante aspecto critico respecto a la implicación real de los procesos de acetilación de histonas en la regulación de la conducta e indica claramente que se necesitan fármacos mucho más específicos y aproximaciones metodológicas complementarias.