Efectos del estrés agudo en la consolidación de la memoria espacial y la acetilación de la histona 3 en el cerebro

Abstract

La consolidación de la memoria a largo plazo involucra cambios en la expresión génica; un proceso que puede ser afectado por mecanismos epigenéticos como la acetilación de las histonas. Se ha evidenciado que el estrés puede afectar la consolidación de la memoria, y recientemente se ha sugerido que el estrés puede afectar la acetilación de dichas proteínas. Sin embargo, no se ha evaluado si los efectos del estrés agudo sobre la consolidación de la memoria se asocian con cambios en la acetilación de las histonas, y tampoco se ha evaluado si estresores o tareas alternativas a los reportados previamente afectan dicha acetilación. En el presente estudio se evaluó el efecto del estrés agudo sobre la consolidación de la memoria y su relación con la acetilación de la histona 3 en la lisina 14 (H3K14ac), un marcador epigenético asociado a la actividad transcripcional; y se evaluó el efecto del estrés por restricción motora, así como el efecto del entrenamiento en el laberinto de Barnes sobre el mismo marcador. Para ello se realizaron dos experimentos. En el experimento 1, un grupo de ratas Wistar fue entrenado en la tarea espacial e inmediatamente después, la mitad de los animales fue sometida a estrés por restricción motora. 24h más tarde se realizó una prueba de recobro y se observó que los animales con estrés tuvieron un mejor desempeño en los indicadores de memoria. En el experimento 2, se evaluó el nivel de H3K14ac en distintos grupos de ratas. Al evaluar el efecto del estrés por restricción de movimientos se observó una reducción global en CA1 y el giro dentado (DG); pero una hiperacetilación en el núcleo basolateral de la amígdala (BLA). Al evaluar el efecto del entrenamiento en la tarea de Barnes se observó una reducción global en CA1 pero no se observaron cambios en otras regiones, sugiriendo que los cambios en DG y BLA son específicos del estresor. Y finalmente, al evaluar el efecto del estrés administrado durante la consolidación de la memoria se observó que la reducción en CA1 fue significativamente mayor en comparación con el grupo entrenado sin exposición al estrés y se observaron los cambios particulares inducidos por el estresor. Los resultados sugieren una posible modulación del núcleo basolateral de la amígdala sobre los efectos del estrés y los efectos del aprendizaje. En este estudio se reportó por primera vez que el estrés por restricción motora, así como el entrenamiento en el laberinto de Barnes afectan el estado de la cromatina a través de modificaciones epigenéticas en las histonas, se reportó por primera vez que los efectos del estrés agudo sobre la consolidación de la memoria se asocian con cambios epigenéticos en dichas proteínas y se reportó por primera vez una hiperacetilación en el núcleo basolateral de la amígdala en respuesta al estrés agudo.

Abstract. Long-term memory consolidation involves changes in gene expression; a process affected by epigenetic mechanisms such as histone acetylation. It has been shown that stress can affect the memory consolidation; and it has recently been suggested that stress may affect the acetylation of these proteins. However it has not been assessed whether the effects of acute stress on memory consolidation are associated with changes in histone acetylation, and it has not been evaluated whether other stressors or tasks (alternatives to those previously reported) affect the acetylation of these proteins. In the present study the effect of acute stress on memory consolidation and its relationship with the acetylation of histone 3 at lysine 14 (H3K14ac), an epigenetic marker associated with transcriptional activity was assessed; also the effect of restraint stress and the training in the Barnes Maze on the same marker was evaluated. Two experiments were performed. In Experiment 1 a group of Wistar rats was trained in the spatial task and immediately thereafter, half of the animals were subjected to restraint stress. 24h later a retrieval test was performed and it was found that stressed animals performed better on memory indicators. In experiment 2, H3K14ac level was evaluated in differents groups of rats. In evaluating the effect of restraint stress H3K14 an overall reduction in CA1 and dentate gyrus (DG) was observed; but hyperacetylation in the basolateral nucleus of the amygdala (BLA) was seen. In assessing the effect of training on the Barnes maze an overall reduction was observed in CA1 but no changes were observed in other regions, suggesting that changes in DG and BLA are specific to the stressor. And finally, when assessing the effect of stress administered during memory consolidation it was observed that the reduction in CA1 was significantly higher compared to the trained group without exposure to stress; and the stressor particular changes were observed. The results suggest a possible modulation of BLA on the effects of stress and the effects of learning. In this study it was reported for the first time that acute restraint and training in the Barnes maze affect the state of chromatin by epigenetic modifications in histones; it was reported for the first time that the effects of acute stress on memory consolidation are associated with epigenetic changes in these proteins and it was reported for the first time an hyperacetylation in the basolateral nucleus of the amygdala in response to acute stress.