A Review of Epigenetics of PTSD in Comorbid Psychiatric Conditions

Abstract

Post-traumatic stress disorder (PTSD) is an acquired psychiatric disorder with functionally impairing physiological and psychological symptoms following a traumatic exposure. Genetic, epigenetic, and environmental factors act together to determine both an individual’s susceptibility to PTSD and its clinical phenotype. In this literature review, we briefly review the candidate genes that have been implicated in the development and severity of the PTSD phenotype. We discuss the importance of the epigenetic regulation of these candidate genes. We review the general epigenetic mechanisms that are currently understood, with examples of each in the PTSD phenotype. Our focus then turns to studies that have examined PTSD in the context of comorbid psychiatric disorders or associated social and behavioral stressors. We examine the epigenetic variation in cases or models of PTSD with comorbid depressive disorders, anxiety disorders, psychotic disorders, and substance use disorders. We reviewed the literature that has explored epigenetic regulation in PTSD in adverse childhood experiences and suicide phenotypes. Finally, we review some of the information available from studies of the transgenerational transmission of epigenetic variation in maternal cases of PTSD. We discuss areas pertinent for future study to further elucidate the complex interactions between epigenetic modifications and this complex psychiatric disorder.

Literature review and methodological considerations for understanding circulating risk biomarkers following trauma exposure

“…Examples of circulating blood-based biomarkers that have been assessed via previous research as risk factors for APNS are displayed in Figure 1 . Of note, genetic polymorphisms and epigenetic factors are also promising biomarkers of APNS, however, these will not be reviewed here as a number of review articles have recently covered this topic 57 – 66 .…”

Rationale, Relevance, and Limits of Stress-Induced Psychopathology in Rodents as Models for Psychiatry Research: An Introductory Overview

“…Overgeneralized Conditional Fear, and the associated pathological conditions, such as PTSD, can be at least partially modeled in rodents through the administration of specific paradigms of stress. For example, the foot shock paradigm reproduces some of the core symptoms of PTSD, such as hyperarousal, avoidance, and anxiety behaviors, together with sleep disturbances [ 71 ]. More in detail, this paradigm is based on the simultaneous administration of a traumatic stimulus such as a weak electric shock — the unconditioned stimulus — and a neutral one, such as a colored light or a tone — the conditioned stimulus.…”

La herencia de la pandemia por COVID-19

“…La respuesta adecuada al estrés se asocia a un estado de alerta fisiológica regulada por dos sistemas hormonales interrelacionados: el sistema simpático-adrenérgico, que produce adrenalina, y el eje hipotálamo-hipófisis-adrenal (HHA), que produce cortisol. La activación descontrolada de alguno de estos sistemas se asocia a patologías mentales como ansiedad severa, estrés tóxico y estrés post-traumático (EPT) 1 . Dada la influencia del ambiente en la expresión de nuestros genes, es válido preguntarnos cómo los últimos acontecimientos vividos producto de la pandemia por COVID-19 afectarán nuestro material genético, y el de nuestra descendencia.…”

“…Dada la influencia del ambiente en la expresión de nuestros genes, es válido preguntarnos cómo los últimos acontecimientos vividos producto de la pandemia por COVID-19 afectarán nuestro material genético, y el de nuestra descendencia. Los cambios epigenéticos se asocian a alteraciones químicas del ADN y de las histonas, así como a la modificación de su expresión por acción de distintos tipos de ARNs no codificantes (micro ARNs, ARNs largos, pequeños ARNs de interferencia y piwi ARNs), sin involucrar cambios en la secuencia del ADN 1 . En este proceso participan, por ejemplo, nutrientes como el ácido fólico como dador de grupos metilo, y la vitamina C como cofactor de desmetilasas de ADN e histonas.…”

“…Los principales cambios epigenéticos asociados a condiciones de estrés involucran la hipometilación de las regiones promotoras de genes específicos, como el FKB5 (FK 506 binding protein 5), el receptor de glucocorticoides, el receptor NMDA de glutamato (sigla en inglés de ácido N-metil-D-aspártico) y el BDNF (sigla en inglés del factor neurotrófico derivado de cerebro) [1][2][3] . También se han encontrado cambios en el grado de metilación de las histonas H3 y H4 asociado con restricción calórica y trastornos de aprendizaje [1][2][3] ; y en el contenido de miARN en oocitos y espermatozoides. Estos miRNA regulan la modificaciones post-traduccionales de las histonas y afectan el neurodesarrollo fetal 5,6 .…”