A review of epigenetic contributions to post-traumatic stress disorder

Dialogues Clin Neurosci. 2019 Dec;21(4):417-428. doi: 10.31887/DCNS.2019.21.4/kressler.

Abstract

Post-traumatic stress disorder (PTSD) is a syndrome which serves as a classic example of psychiatric disorders that result from the intersection of nature and nurture, or gene and environment. By definition, PTSD requires the experience of a traumatic exposure, and yet data suggest that the risk for PTSD in the aftermath of trauma also has a heritable (genetic) component. Thus, PTSD appears to require both a biological (genetic) predisposition that differentially alters how the individual responds to or recovers from trauma exposure. Epigenetics is defined as the study of changes in organisms caused by modification of gene expression rather than alteration of the genetic code itself, and more recently it has come to refer to direct alteration of DNA regulation, but without altering the primary sequence of DNA, or the genetic code. With regards to PTSD, epigenetics provides one way for environmental exposure to be "written" upon the genome, as a direct result of gene and environment (trauma) interactions. This review provides an overview of the main currently understood types of epigenetic regulation, including DNA methylation, histone regulation of chromatin, and noncoding RNA regulation of gene expression. Furthermore, we examine recent literature related to how these methods of epigenetic regulation may be involved in differential risk and resilience for PTSD in the aftermath of trauma. .

El trastorno de estrés postraumático (TEPT) constituye un síndrome que sirve como ejemplo clásico de los trastornos psiquiátricos que resultan de la intersección entre la naturaleza y la crianza, o el gen y el medio ambiente. Aunque por definición, el TEPT requiere la experiencia de una exposición traumática, los datos sugieren que el riesgo de TEPT después del trauma tiene también un componente hereditario (genético). Por lo tanto, el TEPT parece requerir de una predisposición biológica (genética) que altere de manera diferencial la forma en que el individuo responde o se recupera de la exposición traumática. La epigenética se define como el estudio de los cambios en los organismos causados por la modificación de la expresión génica en lugar de la alteración del código genético en sí mismo, y más recientemente se ha referido a la alteración directa de la regulación del ADN, pero sin cambios en la secuencia primaria del ADN o en el código genético. En relación con el TEPT, la epigenética constituye una forma de “escritura” de la exposición ambiental sobre el genoma, como resultado directo de las interacciones genéticas y ambientales (trauma). En esta revisión se entrega una visión general de los principales tipos de regulación epigenética conocidos en la actualidad, como la metilación del ADN, la regulación de la histona de la cromatina y la regulación de la expresión génica del ARN no codificante. Además, se examina la literatura reciente relacionada con la forma en que estos métodos de regulación epigenética pueden estar involucrados en el riesgo diferencial y en la resiliencia para el TEPT después del trauma.

Le syndrome de stress post-traumatique (SSPT) est un exemple classique de trouble psychiatrique résultant du croisement de l’inné et de l’acquis, ou du gène et de l’environnement. Par définition, le SSPT sous-entend une exposition à un traumatisme et cependant, d’après certaines données, le risque de SSPT dans les suites d’un traumatisme a aussi une composante héritable (génétique). Le SSPT semble donc nécessiter une prédisposition biologique (génétique) qui modifie différemment la façon dont la personne répond à ou guérit d’une exposition à un traumatisme. L’épigénétique se définit comme l’étude des changements dans l’organisme provoqués par une modification de l’expression des gènes plus que par une modification du code génétique lui-même ; plus récemment, l’épigénétique renvoie à une modification directe de la régulation de l’ADN mais sans changement de la séquence primaire de l’ADN ou du code génétique. Dans le cadre d’un SSPT, l’épigénétique permet d’ « inscrire » l’exposition à l’environnement dans le génome, en tant que résultat direct des interactions du gène et de l’environnement (traumatisme). Cet article propose une vision globale des principaux modes de régulation épigénétique actuellement compris, dont la méthylation de l’ADN, la régulation de la chromatine par les histones et la régulation de l’expression génique par l’ARN non codant. En outre, nous analysons la littérature récente qui étudie la façon dont ces méthodes de régulation épigénétique sont impliquées dans les différents risques et résilience pour le SSPT à la suite d’un traumatisme.

Keywords: DNA methylation; childhood abuse; epigenetics; genetics; histone acetylation; noncoding RNA; post-traumatic 
stress disorder; trauma.

Publication types

  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review

MeSH terms

  • DNA Methylation / physiology
  • Depressive Disorder, Major / genetics*
  • Epigenesis, Genetic / genetics*
  • Gene-Environment Interaction*
  • Genetic Predisposition to Disease / genetics
  • Humans
  • Stress Disorders, Post-Traumatic / genetics
  • Stress Disorders, Post-Traumatic / psychology*