Instituto de Neurociencias UMH-CSIC

• Un trabajo publicado en Science Advances, liderado por el doctor Santiago Canals, del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC en Alicante, presenta un mecanismo hasta ahora desconocido de adicción dependiente de la interacción sistema inmune-cerebro.
• En los bebedores habituales, las células del sistema inmune del cerebro (microglia) facilitan vías de comunicación neuronal habitualmente limitadas.
• Por estas vías, la dopamina, un neurotransmisor clave en la adicción, circula en mayor cantidad y puede convertir las propiedades gratificantes débiles del alcohol en poderosos efectos que conducen a la adicción.
• En abril de 2019 este grupo demostró también que, en contra de lo que se creía, el alcohol sigue dañando el cerebro incluso después de dejar de beber.

El alcohol facilita la adicción cambiando la geometría de la sustancia gris del cerebro, como evidencia un estudio llevado a cabo en ratas y humanos que publica la revista Science Advances. El trabajo, coordinado por los doctores Santiago Canals del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC, y Wolfgang Sommer, del Instituto Central de Salud Mental de la Universidad de Heidelberg (Alemania), propone un mecanismo de adicción al alcohol totalmente desconocido hasta ahora.

Este trabajo muestra que las responsables del cambio de geometría del espacio extracelular de la sustancia gris son las células del sistema inmune que residen en el cerebro, denominadas microglía. El alcohol, como sustancia perjudicial, activa estas células de defensa, que cambian su forma y característica bioquímicas. Esta activación altera la geometría del espacio extracelular y habilita rutas de difusión de sustancias que en ausencia de alcohol estarían limitadas.

“El espacio extracelular es lo que queda libre entre los cuerpos celulares y sus numerosas ramificaciones citoplasmáticas, como las dendritas y los axones de las neuronas y otras células gliales y está ocupado por líquido y proteínas. En el líquido extracelular circulan sustancias fundamentales para varios procesos fisiológicos. Y lo que nosotros vemos es que, al encoger sus numerosas prolongaciones, la microglía elimina barreras para la difusión, o lo que es lo mismo, habilita rutas que estaban bloqueadas. El siguiente paso es averiguar si la microglía lo hace directamente o a través de intermediarios, como podrían el hígado o la microbiota intestinal”, explica el doctor Canals.

En un trabajo previo, publicado en abril del año pasado en JAMA Psychiatry, este mismo grupo demostró que el alcohol sigue dañando el cerebro incluso después de dejar de beber. Ese trabajo ya reflejaba un aumento de la difusividad en el cerebro por efecto del alcohol, pero los investigadores no sabían aún el motivo.

Este nuevo estudio, continuación del anterior, resuelve el misterio al demostrar que el aumento en difusividad se debe a la activación de las células inmunes del cerebro y tendría un efecto importante sobre los neurotransmisores que se propagan en volumen, como la dopamina, fundamental para el funcionamiento del sistema de recompensa del cerebro.

“La difusión por volumen es un tipo de señalización un poco distinta a la sináptica, que es una comunicación “punto a punto” entre un elemento presináptico y otro postsináptico. En la difusión en volumen el neurotransmisor se libera al espacio extracelular y difunde por él, como una hormona, afectando a más de un elemento postsináptico. Por tanto, si la difusión en la sustancia gris está aumentada, la transmisión por volumen también”, aclara la Dra. Silvia de Santis, investigadora del Instituto de Neurociencias y primera firmante del artículo.

Este estudio traslacional demuestra que hay una mayor difusividad media en la materia gris cerebral de los seres humanos y ratas que beben habitualmente. Estas alteraciones aparecen poco después del inicio del consumo de alcohol en ratas, persisten en la abstinencia temprana tanto en roedores como en humanos, y se asocian con una fuerte disminución de las barreras del espacio extracelular explicada por una reacción de la microglía a un agente agresor como el alcohol.

“Por una vía indirecta como es cambiar la geometría del espacio extracelular, el alcohol facilita la adición. Este es un mecanismo totalmente nuevo de adicción. Al mismo tiempo, identificamos también un nuevo mecanismo de interacción sistema inmune-cerebro”, resalta el Dr. Wolfgang Sommer, del Instituto Central de Salud Mental de la Universidad de Heidelberg (Alemania).

El aumento de la concentración con el tiempo de neurotransmisores como la dopamina, el glutamato o neuropéptidos, junto con su reducción en las sinapsis, puede convertir las propiedades gratificantes débiles del alcohol en poderosos efectos de formación de hábito que eventualmente conducen a la adicción en algunas personas, señalan los investigadores. Comprender y, en última instancia, revertir estos cambios puede ayudar al desarrollo de tratamientos más eficaces.

Este estudio se ha desarrollado en el contexto de una amplia colaboración europea por investigadores del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC en Alicante, la Universidad Politécnica de Valencia, el Instituto Central de Salud Mental Alemán, la Universidad de camerino (Italia) y la Universidad Carolina de Praga (República Checa).

Referencia: De Santis S, et al. Chronic alcohol consumption alters extracellular space geometry and transmitter diffusion in the brain. Sci Adv. 2020. Doi: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aba0154

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