Epigenetics, microRNA, and addiction Translated title: Epigenética, micro ARNs y adicciones Translated title: Épigénétique, microARN et addiction

Abstract

Drug addiction is characterized by uncontrolled drug consumption and high rates of relapse to drug taking during periods of attempted abstinence. Addiction is now largely considered a disorder of experience-dependent neuroplasticity, driven by remodeling of synapses in reward and motivation relevant brain circuits in response to a history of prolonged drug intake. Alterations in gene expression play a central role in addiction-relevant neuroplasticity, but the mechanisms by which additive drugs remodel brain motivation circuits remains unclear. MicroRNAs (miRNAs) are a class of noncoding RNA that can regulate the expression of large numbers of protein-coding mRNA transcripts by binding to the 3' untranslated region (3' UTR) of target transcripts and blocking their translation into the encoded protein or triggering their destabilization and degradation. Emerging evidence has implicated miRNAs in regulating addiction-relevant neuroplasticity in the brain, and in controlling the motivational properties of cocaine and other drugs of abuse. Here, the role for miRNAs in regulating basic aspects of neuronal function is reviewed. The involvement of miRNAs in controlling the motivational properties of addictive drugs is also summarized. Finally, mechanisms by which miRNAs exert their actions on drug intake, when known, are considered.

Translated abstract

La adicción a drogas se caracteriza por el consumo no controlado de éstas y una alta frecuencia de recaídas de consumo durante los períodos en que se intenta mantener la abstinencia. Actualmente la adicción se considera en gran medida un trastorno de la neuroplasticidad dependiente de la experiencia, que se produce por la remodelación de las sinapsis en importantes circuitos cerebrates de recompensa y motivacíon en respuesta a una prolongada historia de ingesta de drogas. Aunque las alteracíones en la expresión génica juegan un papel central en la neuroplasticidad de las adicciones, los mecanismos a través de los cuales las drogas adictivas remodelan los tircuitos cerebrates de la motivación aun no están aclarados. Los microARNs (miARNs) son un tipo de ARN no codificante que pueden regular la expresión de un gran número de transcriptores de ARNm que codifican proteínas al unirse a la región 3' no transcrita (3' UTR) de los transcriptores bianco y bloquean su transcripción a la proteina codificada o gatillan su desestabilización y degradación. Existe una evidencia creciente que ha vinculado a los miARNs con la regulación de la neuroplasticidad de las adicciones en el cerebro, y con el control de las propiedades de motivación de la cocaína y otras drogas de abuso. En este artículo se revisa el papel de los miARNs en los aspectos básicos de la regulación de la función neuronal. También se resume la participación de los miARNs en el control de las propiedades motivacionales de las drogas adictivas y se revisan los mecanismos que se conocen a través de los cuales los miARNs ejercen sus acciones en la ingesta de drogas.

Translated abstract

L'addiction aux drogues se caractérise par une consommation incontrôlée de drogues et un taux élève de rechute pendant les périodes d'essai d'abstinence. L'addiction est maintenant considérée en grande partie comme un trouble de la neuroplasticité dépendant de l'expérience, dominé par le remodelage des synapses des circuits cérébraux se rapportant à la motivation et à la récompense en réponse à des antécédents de prise prolongée de drogues. Les modifications de l'expression génique jouent un rôle central dans la neuroplasticité liée à l'addiction mais les mécanismes du remodelage des circuits cérébraux de motivation par les drogues addictives sont mal connus. Les microARN (ARNmi), classe d'ARN non codants, régulent l'expression de nombreux brins transcrits d'ARN codant les protéines, en se liant à la région 3' non traduite (3'UTR) des transcrits cibles et en bloquant leur traduction en protéine encodée ou en provoquant leur déstabilisation et leur dégradation. D'après des données récentes, les ARNmi sont impliqués dans la régulation de la neuroplasticité cérébrale liée à l'addiction et dans le contrôle des propriétés de la cocaïne et d'autres drogues illégales liées à la motivation. Le rôle des ARNmi dans la régulation des aspects fondamentaux de la fonction neuronale est analysé ici, et leur participation dans le contrôle des propriétés motivationnelles des drogues addictives est aussi résumée. Enfin, les mécanismes d'action des ARNmi sur la prise de drogue sont examinés, quand ils sont connus.