Participación del sistema encefalinérgico en la adicción a cocaína

Abstract

RESUMEN La adicción a las drogas puede ser vista como el resultado de una serie de eventos neuronales que llevan al individuo desde el uso voluntario y ocasional de una droga hasta a la pérdida del control sobre este comportamiento, llegando a la compulsión por su uso (Everitt y col., 2008). La hipótesis central en el campo de la adicción es que la exposición a una amplia variedad de estímulos ambientales, interactuando con la constitución genética de un individuo, determinan el desarrollo de la adicción. En relación a esto, se cree que las alteraciones en los patrones de expresión de genes inducidos por una droga a lo largo de los sistemas de recompensa del cerebro son un mecanismo potencial para mediar la adicción a las misma y son responsables de las alteraciones neuroquímicas y moleculares que caracterizan a la adicción (Nestler y col., 2001). En este sentido, el impacto de cocaína en el circuito de la motivación determina los cambios neuroplásticos relacionados con el consumo de la droga, dichos cambios subyacen el fenómeno de sensibilización inducido por cocaína y otras conductas asociadas a la adicción. En relación a esto, se sabe que tanto en los humanos como en animales de experimentación, la administración repetida e intermitente de drogas psicoestimulantes, como anfetamina y cocaína, produce respuestas conductuales progresivamente mayores a las observadas inicialmente, aún después de semanas o meses luego de la última administración. Este incremento en los efectos conductuales de los psicoestimulantes se conoce como sensibilización conductual. Este fenómeno es un reflejo de la sensibilización incentivo-motivacional propuesta para explicar la compulsión a la búsqueda y administración de la droga que caracteriza al proceso adictivo. Determinados sistemas neuroquímicos, el sistema dopaminérgico, glutamatérgico, así como también el sistema opioide endógeno (SOE) y determinados factores tróficos, ocupan una posición central dentro del circuito de la motivación y han sido asociados también con el desarrollo y/o la expresión de la sensibilización (Kalivas y Stewart, 1991; Pierce y Kalivas, 1997). En este sentido, si bien hay evidencia farmacológica que involucra la participación de los receptores opioides en el desarrollo y la expresión de la sensibilización conductual a cocaína, los estudios que utilizan herramientas genéticas (ratones knockout para los receptores μ-opioides) no han sido concluyentes para establecer la influencia de estos receptores en el fenómeno de sensibilización (Yooy col., 2012). Además, no se ha descripto cuál de los péptidos opioides endógenos participaría en la sensibilización inducida por cocaína. En relación a esto, determinados estudios han demostrado que el sistema de encefalina y péptidos derivados modula positivamente la neurotransmisión dopaminérgica y glutamatérgica dentro del circuito de la motivación, y sus niveles se encuentran incrementados luego de un tratamiento crónico con cocaína en áreas cerebrales relevantes para la expresión del fenómeno dsensibilización a cocaína,existiendo una posible influencia ejercida por encefalina sobre dicho proceso. Es por esto que utilizando ratones KO para el gen de la proencefalina se estudió la participación del sistema encefalinérgico en el sistema nervioso central (SNC), evaluando su rol en la sensibilización a los efectos estimulantes sobre aspectos conductuales y las neuroadaptaciones bioquímicas y moleculares en áreas del circuito mesocorticolímbico asociadas al fenómeno. Ratones de genotipo salvaje (WT) y knockout (KO) para proencefalina fueron sometidos a un tratamiento crónico con cocaína (9x15mg/kg i.p.) para inducir sensibilización. En otro set de experimentos, se administró naloxone (NX) (1 mg/kg s.c.) en ratones de la cepa C57BL/6 antes de cada inyección de cocaína durante la fase de tratamiento. Todos los animales recibieron un desafío con cocaína (7,5mg/kg i.p.) transcurridos 15 y 21 días desde el inicio del tratamiento crónico con la droga para evaluar la expresión de la sensibilización al efecto estimulante motor inducido por cocaína. El día 21, se realizaron estudios de microdiálisis in vivo para determinar los niveles extracelulares de dopamina, ensayos de inmunotransferencia de proteínas para determinar los niveles de expresión de la subunidad GluR1 del receptor AMPA, fosforilación de ERK2 (pERK2), CREB (pCREB), TrkB (pTrkB) y experimentos de inmunofluorescencia o inmonohistoquímica para medir niveles del factor trófico derivado de cerebro (BDNF) y metionina-encefalina (met-encefalina), respectivamente, en áreas del cerebro relevantes para la sensibilización provenientes de los animales KO y WT y/o pre tratados con NX o vehículo. Los resultados obtenidos en este trabajo de tesis demostraron que la exposición crónica a cocaína produce importantes incrementos en los niveles de met-encefalina en áreas del circuito mesocorticolímbico relevantes para la expresión del fenómeno de sensibilización y que la ausencia del gen que codifica para dicho neuropéptido resulta en una falla en la expresión de la sensibilización a las propiedades estimulantes de cocaína sobre la actividad locomotora y en la liberación de dopamina en el núcleo accumbens (NAc). A nivel molecular, suprime las neuroadaptaciones clave asociadas al fenómeno tales como el aumento en la señalización BDNF/TrkB, la fosforilación de ERK2/CREB y la expresión del receptor AMPA. Consistentemente, se observó una completa supresión de la plasticidad conductual y neuronal inducida por la cocaína después de pre-tratamiento con NX. Los resultados presentados en este trabajo de tesis demuestran por primera vez que el sistema de proencefalina y péptidos derivados es esencial en el desarrollo de las neuroadaptaciones fundamentales subyacentes a la sensibilización conductual inducida por cocaína y enfatizan la noción de que los genes que son alterados tras el consumo de una droga dentro del circuito de la motivación estarían involucrados en el desarrollo de dichos cambios neuroquímicos y moleculares que confieren estabilidad a los trastornos conductuales que caracterizan al proceso adictivo. Además, estas observaciones proveen la primera evidencia sobre los mecanismos neurobiológicos que explican la efectividad de los antagonistas opiáceos en el tratamiento de la adicción a cocaína apoyando su utilidad como terapia para este trastorno (Schmitz y col., 2009; Comer y col., 2013; Mooney y col., 2013).