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Neurophysiologie Clinique / Clinical Neurophysiology

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OPRM1 and BDNF polymorphisms associated with a compensatory neurophysiologic signature in knee osteoarthritis patients - 08/11/23

Doi : 10.1016/j.neucli.2023.102917 
Fernanda de Toledo Gonçalves a, c, Lucas Murrins Marques b, Anne Victório Pessotto a, c, Sara Pinto Barbosa b, Marta Imamura b, c, Marcel Simis b, c, Felipe Fregni d, ⁎ , Linamara Battistella b, c
a Departamento de Medicina Legal, Ética Médica e Medicina Social e do Trabalho, Laboratório de Imunohematologia e Hematologia Forense (LIM40), Hospital das, Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC da FMUSP), São Paulo, Brazil 
b Instituto de Medicina Física e Reabilitação, Hospital das Clínicas HCFMUSP, Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brazil 
c Departamento de Medicina Legal, Bioética, Medicina do Trabalho e Medicina Física e Reabilitação do da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), São Paulo, Brazil 
d Neuromodulation Center and Center for Clinical Research Learning, Spaulding Rehabilitation, Hospital and Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, USA 

⁎Corresponding author at: Harvard Medical School, Harvard T.H. Chan School of Public Health, Neuromodulation Center and Center for Clinical Research Learning, Spaulding Rehabilitation, Hospital and Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 1575 Cambridge Street, Cambridge, Boston, MA, 02138, USA.Harvard Medical School, Harvard T.H. Chan School of Public Health, Neuromodulation Center and Center for Clinical Research Learning, Spaulding Rehabilitation, Hospital and Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School1575 Cambridge Street, CambridgeBostonMA02138USA

Abstract

Objective

The present study investigated the relationship between three genetic polymorphisms of OPRM1 (rs1799971 - A118G and rs1799972 - C17T) and BDNF (rs6265 - C196T) and EEG-measured brain oscillations in Knee Osteoarthritis (KOA) patients.

Materials and Methods

We performed a cross-sectional analysis of a cohort study (DEFINE cohort), KOA arm, with 66 patients, considering demographic (age, sex, and education), clinical (pain intensity and duration), OPRM1 (rs1799971 - A118G and rs1799972 - C17T) and BDNF (rs6265 - C196T) genotypes, and electrophysiological measures. Brain oscillations relative power from Delta, Theta, Alpha, Low Alpha, High Alpha, Beta, Low Beta and High Beta oscillations were measured during resting state EEG. Multivariate regression models were used to explore the main brain oscillation predictors of the three genetic polymorphisms.

Results

Our findings demonstrate that Theta and Low Beta oscillations are associated with the variant allele of OPRM1-rs1799971 (A118G) on left frontal and left central regions, respectively, while Alpha brain oscillation is associated with variant genotypes (CT/TT) of BDNF-rs6265 on frontal (decrease of oscillation power) and left central (increase of oscillation power) regions. No significant model was found for OPRM1-rs1799972 (C17T) in addition to the inclusion of pain intensity as a significant predictor of this last model.

Conclusion

One potential interpretation for these findings is that polymorphisms of OPRM1 – that is involved with endogenous pain control - lead to increased compensatory oscillatory mechanisms, characterized by increased theta oscillations. Along the same line, polymorphisms of the BDNF lead to decreased alpha oscillations in the frontal area, likely also reflecting the disruption of resting states to also compensate for the increased injury associated with knee OA. It is possible that these polymorphisms require additional brain adaption to the knee OA related injury.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Genetic polymorphism, BDNF, OPRM1, EEG, Knee osteoarthritis, Rehabilitation


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Vol 53 - N° 6

Article 102917- décembre 2023 Retour au numéro
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  • The effects of anodal tDCS on pain reduction in people with knee osteoarthritis: A systematic review and meta-analysis
  • Thusharika Dissanayaka, Piumi Nakandala, Kavinda Malwanage, Aron T. Hill, Deborah N. Ashtree, Melissa M. Lane, Nikolaj Travica, Elizabeth Gamage, Wolfgang Marx, Shapour Jaberzadeh
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  • Suboptimal postnatal function of brainstem auditory pathway in late preterm infants who do not have major perinatal and postnatal complications
  • Cui Wang, James K. Jiang, Rong Yin, Ze D. Jiang

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