Neurociencia del consumo y dependencia de sustancias psicoactivas
Neurociencia del consumo y dependencia de sustancias psicoactivas Neurociencia del consumo y dependencia de sustancias psicoactivas
5. BASES GENÉTICAS DE LAS FARMACODEPENDENCIASla enfermedad mental (véase Capítulo 6). Posteriormente se resumirán los tipos deestudios genéticos más comunes en humanos, y los tipos de información que estosestudios proporcionan. También se realiza una breve presentación de los estudios enanimales.Estudios de familias, gemelos y adopción: estimaciones de la heredabilidadSe pueden utilizar los estudios de familias, gemelos y de adopción para determinarsi existe una contribución genética al uso y dependencia de sustancias psicoactivas,aunque no proporcionan evidencias para determinar cuál es el gen específico implicado.Los estudios de gemelos y de adopción también ayudan a disociar los factoresambientales de los genéticos.Los estudios de familias examinan la herencia de características mediante vínculosfamiliares, con el fin de descubrir los patrones de heredabilidad y el riesgo relativode heredar un trastorno.Los estudios de gemelos se basan en el hecho de que los gemelos monocigóticos(idénticos) poseen en común material genético idéntico, en tanto que los gemelosdicigóticos (fraternos) comparten el mismo grado de similitud genética que los hermanosque no son gemelos. Posiblemente los gemelos criados juntos compartenentornos muy similares. Si están presentes los efectos genéticos, entonces los gemelosmonocigóticos deben ser más parecidos, en lo referente a estos efectos, que losgemelos dicigóticos. Ello permite efectuar una estimación sobre la contribucióngenética a la dependencia de las sustancias psicoactivas. Este tipo de estudios proporcionaevidencias de que la variación en la vulnerabilidad a la dependencia de sustanciasen las poblaciones está influido por genotipos individuales y diferenciasambientales (Heath y colab., 1999a; Vanyukov y Tarter, 2000).Los estudios de adopción son capaces de separar casi completamente las influenciasgenéticas y ambientales respecto de la variación en la vulnerabilidad a un trastorno(excepto las contribuciones de factores ambientales prenatales y postnatales tempranos)(Heath y colab., 1999a; Vanyukov y Tarter, 2000); de esta forma, complementanlos estudios de gemelos, que son más tradicionales. Los estudios de adopción permitenseparar los factores ambientales de los genéticos, puesto que los niños adoptadosal nacer son educados en un entorno distinto al de su familia genética. De estamanera, los factores ambientales como el estado socioeconómico, el aprendizaje deluso de sustancias, la exposición a drogas psicoactivas, etcétera, se convierten en aleatorios.Por ejemplo, si una familia en particular muestra un alto nivel de dependenciade sustancias de una generación a la otra, es difícil determinar en qué medida estopuede atribuirse a los genes comunes y hasta qué punto debe atribuirse al entornocompartido. En los estudios de adopción, se elimina el efecto del entorno y, por consiguiente,es más fácil determinar más claramente la contribución de la genética.Identificación de las posiciones cromosómicas de interés:estudios de acoplamientoLos estudios de gemelos y de adopción ofrecen una estimación de la proporción devariación en relación con una característica, debida a la genética; sin embargo, no127
NEUROCIENCIA DEL CONSUMO Y DEPENDENCIA DE SUSTANCIAS PSICOACTIVASproporcionan ninguna información sobre los genes o cromosomas implicados. Losestudios de acoplamiento y asociación se utilizan para identificar regiones del ADNque podrían tener relación con la expresión de una característica, como la dependenciade sustancias. Los estudios de acoplamiento examinan la heredabilidad entreindividuos emparentados, en tanto que los estudios de asociación analizan la herenciaen individuos no emparentados. El concepto de acoplamiento se basa en el hechode que genes suficientemente cercanos uno del otro en un cromosoma tienen másprobabilidades de heredarse conjuntamente de uno de los padres, que dos genes queestán separados, debido al reordenamiento que ocurre durante el proceso de recombinación.Se dice que los genes están “ligados”, puesto que hay una mayor probabilidadde que estos genes se hereden juntos. Los estudios de acoplamiento han sidouna valiosa herramienta para ubicar las regiones cromosómicas que contribuyen ala dependencia de sustancias; son un apoyo para los estudios de genes candidatos yproporcionan identidades potenciales de genes desconocidos relacionados confenotipos (Arinami, Ishiguro y Onaivi, 2000). Los estudios examinan las posicionescromosómicas que se heredan juntas en personas que tienen el fenotipo en cuestión(por ejemplo, quienes padecen dependencia de la nicotina) con el fin de hallar zonasdel cromosoma que sean relevantes para esta condición.Enfoque de genes candidatosEl enfoque de genes candidatos requiere la selección de genes que podrían serrelevantes para el fenotipo en cuestión. Por ejemplo, sería apropiado investigargenes receptores nicotínicos al examinar la genética de la dependencia de lanicotina. Estos estudios examinan genes candidatos en personas con o sin dependencia,para hallar diferencias entre estos grupos.Estudios en animalesMuchos estudios genéticos sobre la dependencia de sustancias utilizan modelos animales,cuya gran ventaja consiste en que la historia de la exposición a sustancias psicoactivasy la mayoría de los demás factores del entorno pueden controlarse y manipularse,permitiendo el uso de poderosos análisis estadísticos. Además, las investigacionesgenéticas en animales permiten realizar estudios de cruzas que no es factiblehacer en humanos, y los resultados pueden obtenerse en un lapso relativamente breve.Además, aunque las primeras investigaciones sólo podían controlar la composicióngenética de los animales experimentales mediante endogamia, las modernas tecnologíastransgénicas y de eliminación de genes posibilitan la manipulación delgenotipo de estos animales de manera específica, de modo que es factible investigarla función de genes específicos en las conductas de interés.Se crean animales transgénicos (generalmente ratones) inyectando un genextraño (transgen) en óvulos fertilizados de ratón. El transgen se integra en elcromosoma del ratón en una o varias copias, en una posición aleatoria. Los óvulosson implantados después en madres adoptivas. Cuando los embriones sedesarrollan, una proporción de éstos tendrá el transgen integrado en el genomadel ratón. Posteriormente, los animales transgénicos resultantes son cruzados128
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NEUROCIENCIA DEL CONSUMO Y DEPENDENCIA DE SUSTANCIAS PSICOACTIVASproporcionan ninguna información sobre los genes o cromosomas implicados. Losestudios <strong>de</strong> acoplamiento y asociación se utilizan para i<strong>de</strong>ntificar regiones <strong><strong>de</strong>l</strong> ADNque podrían tener relación con la expresión <strong>de</strong> una característica, como la <strong><strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia</strong><strong>de</strong> <strong>sustancias</strong>. Los estudios <strong>de</strong> acoplamiento examinan la heredabilidad entreindividuos emparentados, en tanto que los estudios <strong>de</strong> asociación analizan la herenciaen individuos no emparentados. El concepto <strong>de</strong> acoplamiento se basa en el hecho<strong>de</strong> que genes suficientemente cercanos uno <strong><strong>de</strong>l</strong> otro en un cromosoma tienen másprobabilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> heredarse conjuntamente <strong>de</strong> uno <strong>de</strong> los padres, que dos genes queestán separados, <strong>de</strong>bido al reor<strong>de</strong>namiento que ocurre durante el proceso <strong>de</strong> recombinación.Se dice que los genes están “ligados”, puesto que hay una mayor probabilidad<strong>de</strong> que estos genes se here<strong>de</strong>n juntos. Los estudios <strong>de</strong> acoplamiento han sidouna valiosa herramienta para ubicar las regiones cromosómicas que contribuyen ala <strong><strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia</strong> <strong>de</strong> <strong>sustancias</strong>; son un apoyo para los estudios <strong>de</strong> genes candidatos yproporcionan i<strong>de</strong>ntida<strong>de</strong>s potenciales <strong>de</strong> genes <strong>de</strong>sconocidos relacionados confenotipos (Arinami, Ishiguro y Onaivi, 2000). Los estudios examinan las posicionescromosómicas que se heredan juntas en personas que tienen el fenotipo en cuestión(por ejemplo, quienes pa<strong>de</strong>cen <strong><strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia</strong> <strong>de</strong> la nicotina) con el fin <strong>de</strong> hallar zonas<strong><strong>de</strong>l</strong> cromosoma que sean relevantes para esta condición.Enfoque <strong>de</strong> genes candidatosEl enfoque <strong>de</strong> genes candidatos requiere la selección <strong>de</strong> genes que podrían serrelevantes para el fenotipo en cuestión. Por ejemplo, sería apropiado investigargenes receptores nicotínicos al examinar la genética <strong>de</strong> la <strong><strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia</strong> <strong>de</strong> lanicotina. Estos estudios examinan genes candidatos en personas con o sin <strong><strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia</strong>,para hallar diferencias entre estos grupos.Estudios en animalesMuchos estudios genéticos sobre la <strong><strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia</strong> <strong>de</strong> <strong>sustancias</strong> utilizan mo<strong><strong>de</strong>l</strong>os animales,cuya gran ventaja consiste en que la historia <strong>de</strong> la exposición a <strong>sustancias</strong> <strong>psicoactivas</strong>y la mayoría <strong>de</strong> los <strong>de</strong>más factores <strong><strong>de</strong>l</strong> entorno pue<strong>de</strong>n controlarse y manipularse,permitiendo el uso <strong>de</strong> po<strong>de</strong>rosos análisis estadísticos. A<strong>de</strong>más, las investigacionesgenéticas en animales permiten realizar estudios <strong>de</strong> cruzas que no es factiblehacer en humanos, y los resultados pue<strong>de</strong>n obtenerse en un lapso relativamente breve.A<strong>de</strong>más, aunque las primeras investigaciones sólo podían controlar la composicióngenética <strong>de</strong> los animales experimentales mediante endogamia, las mo<strong>de</strong>rnas tecnologíastransgénicas y <strong>de</strong> eliminación <strong>de</strong> genes posibilitan la manipulación <strong><strong>de</strong>l</strong>genotipo <strong>de</strong> estos animales <strong>de</strong> manera específica, <strong>de</strong> modo que es factible investigarla función <strong>de</strong> genes específicos en las conductas <strong>de</strong> interés.Se crean animales transgénicos (generalmente ratones) inyectando un genextraño (transgen) en óvulos fertilizados <strong>de</strong> ratón. El transgen se integra en elcromosoma <strong><strong>de</strong>l</strong> ratón en una o varias copias, en una posición aleatoria. Los óvulosson implantados <strong>de</strong>spués en madres adoptivas. Cuando los embriones se<strong>de</strong>sarrollan, una proporción <strong>de</strong> éstos tendrá el transgen integrado en el genoma<strong><strong>de</strong>l</strong> ratón. Posteriormente, los animales transgénicos resultantes son cruzados128