L’herència d’experiències traumàtiques en rossegadors

El mot “atavisme” prové del llatí “atauus”, que vol dir ancestre (més específicament “el pare del rebesavi”). El seu ús habitual fa referència al “retorn a un tipus ancestral” i, en aquest sentit, s’empra tant en biologia del desenvolupament com en ciències socials. Menys comunament, es fa servir per assenyalar la persistència d’un tret adquirit en generacions anteriors. Alguns patrons comportamentuals humans, com l’aracnofòbia han estat interpretats com a pors atàviques, fixades per la selecció natural per l’avantatge selectiu que confereixen. Deixant de banda, la justesa d’aquesta apreciació, la biologia moderna post-Weismann (de la qual parlàvem fa uns dies) entén que la selecció actua a nivell dels gens implicats en el comportament, seleccionant les variants més favorables, i no pas més directament a través de l’herència de les pors adquirides. Així doncs, hom distingeix l’adaptació genètica de l’abaptació neurològica. La primera s’hereta verticalment, de pares a fills; la segona és producte de les exposicions sensorials de cada individu i no són transferibles a la descendència. No obstant, diversos estudis han assenyalat, particularment en rates i ratolins, l’herència d’exposicions traumàtiques parentals. Aquesta herència no sembla explicar-se per canvis genètics ni tampoc per una transmissió comportamentual (fenomen prou estrany als rossegadors). Brian G. Dias i Kerry J. Ressler han estudiat el fenomen en ratolins, i publicaran properament a Nature Neuroscience un article que n’elucida el mecanisme: l’herència epigenètica.

Per tal de distingir entre un mecanisme d’herència biològica i un mecanisme de transmissió social, Dias & Ressler elaboraren un disseny experimental que incloïa cries criades amb les mares biològiques i cries criades amb mares surrogades

L’herència del condicionament a olors

Brian G. Dias i Kerry K. Ressler són membres del Departament de Psiquiatria i Ciències Comportamentuals de l’Emory University School of Medicine, a Atlanta (Geòrgia). Tots dos també participen en el Yerkes National Primate Research Center, també a Atlanta. Ressler, a més, és membre del Howard Hughes Medical Institute. Aquest projecte sobre l’herència d’exposicions parentals fou concebut per Dias. El disseny dels experiments el feren conjuntament tots dos, i fou Dias qui els dugué a terme. L’anàlisi de dades i la redacció fou, de nou, un treball conjunt.

El condicionament clàssic o pavlovià és un mecanisme experimental d’aprenentatge que té lloc quan un “estímul condicionat” s’aparella a un “estímul incondicionat”. Inicialment, tan sols l’estímul incondicionat és capaç de generar en l’animal una resposta comportamentual incondicionada. L’aparellament dels dos estímuls, però, fa possible que finalment l’estímul condicionat, per si sol, sigui capaç de generar la resposta incondicionada.

En els experiments de Dias & Ressler, l’estímul incondicionat són descàrregues elèctriques en el peu o sorolls en la banda dels 6 kHz. L’estímul condicionat és l’exposició a dos productes olorosos: l’acetofenona i el propanol. La resposta incondicionada consisteix en el comportament exhibit pel ratolí en un laberint que consta de segments oberts i tancats: la tendència a restar en els segments tancats s’empra com a mesura de l’ansietat de l’animal.

Canvis estructurals i funcionals en el sistema nerviós

Una generació inicial (F0) de ratolins mascles C57BI/6J fou dividida en tres grups:
– un grup control (F0-home).
– un grup condicionat a l’acetofenona (F0-Ace). Durant 3 dies seguits, els ratolins eren exposats a una sessió diària de cinc aparellaments entre l’estímul olorós (l’acetofenona) i les descàrregues podals.
– un grup condicionat al propanol (F0-Prop). Que seguien el mateix patró de condicionament, però amb propanol per comptes d’acetofenona.

Deu dies després tots aquests ratolins F0 eren aparellats amb femelles. Deu dies després de l’aparellament, els mascles F0 i les femelles eren separats. Els ratolins F1 eren els fills d’aquestes femelles i dels mascles F0. Part dels tres grups de ratolins mascles F1 (F1-Home, F1-Ace, F1-Prop, en arribar als dos mesos d’edat, passaven per un test en el qual s’observava el seu comportament en laberints quan eren exposats a acetofenona o a propanol. Una altra part dels mascles F1, sense passar per aquest estudi, eren aparellats al seu torn per donar lloc als ratolins F2 (F2-Home, F2-Ace, F2-Prop). Als 2 mesos d’edat, els ratolins F2 mascles passaven per la mateixa prova que havien passat els “oncles paterns”.

Aquest disseny experimental perseguia minimitzar la “transmissió social”, i per això els ratolins F0 no tingueren cap contacte directe amb els ratolins F1, més enllà dels primers dies de gestació després d’haver-ne cobert les futures mares.

Una comparació en un indicador d’ansietat basal entre ratolins F1-Home, F1-Ace i F1-Prop. No hi havia diferències entre els grups

Tant els ratolins F1-Ace com els ratolins F2-Ace mostraven una major sensibilitat comportamentual a l’acetofenona, però no al propanol. Similarment, els ratolins F1-Prop i els ratolins F2-Prop mostraven una major sensibilitat comportamentual al propanol, però no a l’acetofenona. Els ratolins F1-Home i F2-Home no en mostraven ni a un olor ni a l’altre. Aquests resultats confirmen l’existència del fenomen de l’herència biològica d’una experiència traumàtica en ratolins.

Cal dir que l’acetofenona com el propanol són olors que desencadenen aversió en ratolins. Ara bé, a concentracions mitjanes (0,03%) són evidents les diferències de comportament entre els ratolins F1-Ace i F1-Prop.

El receptor olfactiu que estimula l’acetofenona en ratolins és l’Olfr151. De fet, en els ratolins F1-Ace i F2-Ace, hom troba una expansió neuroanatòmica de la via de senyalització associada a l’Olfr151. Aquesta és la base neurològica de l’ansietat que exhibeixen aquests ratolins en olor acetofenona.

Aquesta base neurològica s’acompanya d’un canvi epigenètic. La tècnica de seqüenciació amb bisulfit permet conèixer el grau de metilació d’una seqüència genètica. Dias & Ressler han aplicat aquesta tècnica de l’ADN d’espermatozoides dels ratolins mascles F0-Ace i F1-Ace, i han trobat una disminució del nivell de metilació dels dinucleòtids CpG del gen Olfr151.

Una transmissió de la por adquirida a l’acetofenona a través dels espermatozoides

La barrera de Weismann ens diu que un caràcter adquirit per un individu adult no pot ésser transferit a la seqüència genètica dels seus gàmetes. Aquest estudi de Dias & Ressler no rebat pas això, però sí que ens diu que una característica adquirida pot ésser transferida a factors epigenètics dels espermatozoides.

Experiments de fertilització in vitro emprant espermatozoides de mascles F0-Ace i F1-Ace revelen que la transferència transgeneracional de la por a l’acetofenona és vehiculada pels gàmetes parentals. Això, de fet, ja ho indicava el fet que els ratolins F2-Ace retinguessin encara aquesta por. Els experiments de criança creuada entre els grups de ratolins ho acaben per confirmar.

Un marc per entendre l’herència transgeneracional d’informació ambiental

Per Dias & Ressler, la rellevància del seu estudi consisteix en haver fornit “un marc per explicar com es pot heretar transgeneracionalment informació ambiental a nivell comportamentual, neuroanatòmic i epigenètic“. D’altra banda, l’estudi posa de manifest la capacitat de modificar el comportament animal epigenèticament, sense alterar cap característica genètica, i com aquesta modificació epigenètica pot perdurar durant més d’una generació. Recentment, David Dobbs ha publicat un assaig on contextualitza el rol evolutiu del gen en els canvis de paradigma que ha produït l’avenç del coneixement epigenètic.

El Laboratori Ressler centra els seus estudis en els mecanismes moleculars i cel·lulars de l’aprenentatge de la por. Una de les tasques que tenen pendent és conèixer amb més precisió els mecanismes neurològics, cel·lulars i moleculars que fan que un senyal percebut per l’olfacte pugui arribar a alterar el grau de metilació d’un gen situat en les cèl·lules germinals que donaran lloc als espermatozoides.

Aquesta entrada ha esta publicada en 4. L'Animal. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada