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Un biomarqueur cérébral prédit la consommation compulsive d'alcool

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Des chercheurs dirigés par des équipes du Salk Institute et du Massachusetts Institute of Technology ont découvert un circuit cérébral qui contrôle le comportement de consommation d'alcool des souris.

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Leurs études ont identifié un biomarqueur qui prédisait le développement de la consommation compulsive d'alcool chez les animaux et qui pourrait, si les résultats se traduisent chez les humains, devenir une cible thérapeutique pour les troubles liés à la consommation d'alcool (TSA). "J'espère qu'il s'agira d'une étude marquante, car nous avons découvert (pour la première fois) un circuit cérébral capable de prédire avec précision quelles souris développeront une consommation compulsive d'alcool des semaines avant le début du comportement ", a déclaré Kay Tye, PhD, professeur au Salk Institute du Laboratoire de neurobiologie des systèmes et titulaire de la chaire Wylie Vale. "Cette recherche comble le fossé entre l'analyse des circuits et la recherche sur l'alcoolisme et la toxicomanie, et donne un premier aperçu de la façon dont les représentations de la consommation compulsive d'alcool se développent au fil du temps dans le cerveau

Tye et ses collègues ont publié leurs conclusions dans Science, dans un article intitulé "A cortical-brainstem circuit predicts and governs compulsive alcohol drinking"

Plus de 80 % des adultes sont exposés à l'alcool au cours de leur vie, ont écrit les auteurs. Bien que moins de 30 % des gens développeront un trouble lié à la consommation d'alcool, l'alcool est la substance dont l'abus est le plus fréquent. La consommation excessive d'alcool est liée à plus de 200 maladies et constitue l'une des principales causes de décès évitables.

Les National Institutes of Health définissent le trouble de la consommation d'alcool comme une maladie chronique du cerveau dans laquelle une personne boit compulsivement, souvent accompagnée d'émotions négatives. "La consommation compulsive d'alcool, définie comme la consommation continue d'alcool face à une conséquence négative, est une caractéristique distinctive des AUD, expliquent les auteurs, mais ce qui n'est pas compris, c'est pourquoi certaines personnes qui consomment trop d'alcool perdent la capacité de contrôler leur consommation, malgré des conséquences personnelles et sanitaires négatives importantes, alors que d'autres peuvent conserver un certain contrôle. Des recherches antérieures se sont concentrées sur l'examen du cerveau après l'apparition d'un trouble de la consommation d'alcool, mais l'équipe de Tye a tenté d'identifier les circuits cérébraux qui pourraient soutenir une prédisposition à la consommation compulsive, ce qui n'a pas été étudié auparavant.

Des recherches antérieures ont suggéré que des changements dans le cortex préfrontal (CPF) pourraient contribuer à la consommation compulsive de substances. "Les changements préexistants et ceux induits par l'alcool dans la fonction de la PFC peuvent contribuer à des comportements inadaptés, y compris la consommation compulsive d'alcool ", ont déclaré les auteurs. Toutefois, les études menées jusqu'à présent n'ont pas réussi à tenir compte de la variété des résultats qui se manifestent dans le développement d'un comportement de consommation compulsive chez les personnes qui boivent.

Tye et ses collègues ont mis au point une tâche de compulsion induite par la compulsion (BICT) pour évaluer comment la prédisposition interagit avec l'expérience pour produire une consommation compulsive chez la souris. Le BICT a permis aux chercheurs d'examiner la consommation d'alcool ainsi que la consommation ayant des conséquences négatives (ou punitives), comme un goût amer ajouté à l'alcool. "Le BICT permet l'évaluation longitudinale de deux résultats comportementaux associés aux critères diagnostiques des AUD : la consommation d'alcool et la consommation continue malgré des résultats négatifs ", ont déclaré les chercheurs. Grâce à cette série de tests, ils ont observé que les souris pouvaient être classées en trois groupes : ceux qui consomment peu d'alcool (avec ou sans conséquence négative), ceux qui consomment beaucoup d'alcool (ces animaux consomment beaucoup d'alcool, mais sont sensibles aux punitions) et ceux qui boivent beaucoup et de façon compulsive et qui persistent malgré la sanction.

Les chercheurs ont ensuite utilisé une technique d'imagerie appelée imagerie microendoscopique du calcium à résolution unicellulaire pour représenter graphiquement les cellules et les régions cérébrales d'intérêt avant de boire, pendant et après avoir bu de l'alcool. Ils se sont concentrés sur l'activité neuronale dans deux régions impliquées dans le contrôle comportemental et la réponse aux événements indésirables : le cortex préfrontal médial et la matière grise périaquéductale (PAG), respectivement. Leurs études d'imagerie ont indiqué que le développement de la consommation compulsive d'alcool était lié aux schémas de communication neuronale entre les deux régions du cerveau et qu'il s'agissait d'un biomarqueur pour prédire la consommation compulsive future.

"Bien qu'il n'y ait pas eu de différences décelables entre les groupes en ce qui a trait au comportement durant l'exposition initiale à l'alcool, la réponse neurale durant l'exposition initiale prédisait le développement futur de la consommation compulsive d'alcool ", ont noté les scientifiques. "La proportion de réponses excitatrices à inhibitrices des neurones mPFC-dPAG individuels pour chaque animal n'était pas corrélée avec le comportement avant ou après la consommation excessive d'alcool, mais avec le comportement après la consommation excessive > 2 semaines après que les enregistrements neuraux pendant l'exposition initiale ont été recueillis En utilisant l'optogénétique pour activer et désactiver ce circuit cérébral, les chercheurs ont pu soit augmenter la consommation compulsive d'alcool, soit la réduire.

"Nous avons identifié un circuit cortical-cerveau qui sert à la fois de biomarqueur et de substrat cellulaire spécifique pour le développement de la consommation compulsive d'alcool ", ont-ils conclu. "Nous avons d'abord cherché à comprendre comment le cerveau est altéré par la consommation excessive d'alcool au volant pour conduire avec une consommation compulsive d'alcool ", a déclaré Cody Siciliano, PhD, professeur adjoint au département de pharmacologie de l'Université Vanderbilt et premier auteur et co-correspondant du document Science. "Ce faisant, nous sommes tombés sur une découverte surprenante qui nous a permis de prédire quels animaux deviendraient compulsifs à cause de leur activité neuronale la première fois qu'ils buvaient."

C'est la première fois que nous sommes capables d'obtenir une image longitudinale des neurones depuis le début de l'exposition initiale à l'alcool jusqu'à l'apparition d'habitudes compulsives de consommation excessive d'alcool ", a déclaré M. Tye. "Maintenant, nous pouvons examiner le cerveau et trouver des modèles d'activité qui permettent de prédire si les souris deviendront des buveuses compulsives dans l'avenir, avant que la compulsion ne se développe. Nous ne savons pas si ce circuit cérébral est spécifique à l'alcool ou si le même circuit est impliqué dans de multiples comportements compulsifs différents tels que ceux liés à d'autres substances d'abus ou de récompenses naturelles, alors c'est quelque chose que nous devons étudier."

Les scientifiques prévoient séquencer ces neurones du tronc cérébral cortical dans le but d'identifier des cibles qui pourraient être utilisées à des fins thérapeutiques.

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