Opiate addictionneuronal plasticity on brain reward system and emotional memory-related areas = Adicción a opiáceos : plasticidad neuronal en los circuitos neuronales de recompensa y en áreas de memoria emocional

Resumen

RESUMEN Los opiáceos, como la morfina, son unos potentes analgésicos que se usan para tratar diversas formas de dolor agudo y crónico. Sin embargo, el uso crónico de opiáceos produce cambios neuroadaptativos a nivel cerebral que conllevan efectos indeseables, como la adicción. La creciente evidencia implica a varios mecanismos de regulación génica (incluyendo epigenéticos, moleculares, celulares y a nivel de circuitos neuronales) en los cambios que las drogas de abuso provocan en el cerebro, siendo el conocimiento de éstos una posible estrategia terapéutica para el tratamiento de la adicción. Hemos centrado el presente estudio en varios neurocircuitos implicados en la adicción a opiáceos: i) el eje hipotálamo-hipófisis-adrenal (HPA) y el sistema extrahipotalámico del estrés, ii) el sistema dopaminérgico de recompensa, y iii) circuitos relacionados con las memorias aversivas. 1. El primer objetivo consistió en examinar el papel de los glucocorticoides (GCs) en la expresión de ?FosB en poblaciones neuronales específicas del sistema cerebral del estrés durante la dependencia de morfina. Para ello, la expresión de ?FosB se cuantificó en ratas control (sham) y adrenalectomizadas (ADX) que desarrollaron dependencia de morfina. 2. Segundo objetivo: Dada la importante implicación de la transmisión dopaminérgica en los desórdenes adictivos, hemos centrado esta parte de nuestro estudio en identificar los marcadores dopaminérgicos que resultan alterados con la administración aguda y crónica de morfina, así como durante el síndrome de abstinencia inducido por naloxona, tanto en el área tegmental ventral (VTA) como el núcleo accumbens (NAc). Para ello, hemos determinado: i) la expresión del miR-133b y Agonauta 2 (Ago2) en el VTA; ii) el contenido de tirosina hidroxilasa (TH) y su actividad; iii) la actividad dopaminérgica (recambio de DA y activación de TH) en el sistema mesolímbico de ratas tratadas con morfina. 3. El tercer objetivo fue estudiar: i) posibles cambios en los niveles de mRNA y proteína de Nurr1 y Pitx3, así como la expresión de Ago2 y de TH en regiones específicas del sistema mesolímbico; ii) actividad dopaminérgica en el NAc; iii) co-localización cuantitativa de Nurr1 y Pitx3 en el VTA en las neuronas que expresan TH, iv) cambios en la plasticidad de subpoblaciones neuronales dopaminérgicas del VTA en respuesta a morfina aguda, crónica o durante el síndrome de abstinencia. 4. Cuarto objetivo: Los efectos del síndrome de abstinencia a morfina sobre la expresión de Nurr1 y Pitx3 nos llevó a investigar la expresión de otros genes y proteínas que están implicadas en la regulación de la función dopaminérgica, algunos de los cuáles son dianas de Nurr1 y Pitx3. Para ello, las ratas recibieron morfina de forma aguda o crónica. Otro grupo fue sometido a un síndrome de abstinencia a morfina. Se estudió: i) la expresión del transportador de dopamina (Dat)-DAT, transportador vesicular de monoaminas 2 (Vmat2)-VMAT2, receptor de DA tipo 2 (Drd2)-DRD2 y DRD1 en VTA/NAc; ii) la co-localización de Nurr1 y/o Pitx3 con neuronas que expresan TH en el VTA, así como el porcentaje de neuronas dopaminérgicas que expresan Nurr1 y Pitx3; iii) la posible correlación entre la expresión de Nurr1/Pitx3 y los niveles de los diferentes marcadores dopaminérgicos. 5. Quinto objetivo: Por otra parte, cada día es más evidente que las drogas de abuso producen alteraciones en el sistema inmune del CNS. Por ello, se ha propuesto que los astrocitos contribuirían a la plasticidad sináptica que se produce durante el desarrollo de la adicción mediante la síntesis y liberación de sustancias, como las citoquinas. Dado que pleiotrofina (PTN) y midkina (MK) tienen los mismos efectos que las neurotrofinas y que los astrocitos pueden liberar MK y PTN después de diversos estímulos, nuestro siguiente objetivo fue: i) estudiar posibles cambios en la expresión de PTN, MK, su receptor, así como alteraciones en sus vías de señalización intracelular en respuesta a morfina aguda, crónica o durante el síndrome de abstinencia en el VTA y NAc; ii) la posible activación de los astrocitos durante los tratamientos descritos; iii) identificar las subpoblaciones celulares que producen y secretan PTN y/o MK. Las conclusiones de nuestro trabajo son: 1. El presente trabajo demuestra que los GCs están críticamente involucrados en la acumulación de FosB/?FosB en el sistema cerebral del estrés durante la administración crónica de morfina, lo que resultaría en cambios duraderos en los patrones de expresión génica en las áreas relacionadas con el estrés. 2. Aunque no hallamos cambios significativos en los niveles de miR-133b en el VTA, proponemos el papel de Ago2 en combinación con otros miRs en la regulación de la estabilidad y/o traducción del mRNA de TH en respuesta a la administración crónica de morfina y al síndrome de abstinencia a opiáceos. Nuestros resultados sugieren un papel importante de Nurr1 y Pitx3 en los cambios en la expresión génica durante la dependencia y abstinencia a opiáceos, y que la regulación epigenética de TH puede estar asociada a los mecanismos moleculares que contribuyen a los cambios en la función dopaminérgica inducida por los opiáceos. 3. La dependencia de morfina y el síndrome de abstinencia a la misma están asociados con alteraciones de la mayoría de los marcadores dopaminérgicos (DAT, VMAT2, DRD2) en la vía mesolímbica de recompensa, que se correlacionan con alteraciones en los factores de transcripción encargados del mantenimiento de las neuronas dopaminérgicas (Nurr1 y Pitx3). 4. Debido a la activación glial en el VTA durante la administración aguda y crónica de morfina, junto con el incremento de los niveles de mRNA de MK y PTN, proponemos la importancia de estas citoquinas al mediar, al menos en parte, las adaptaciones tróficas que se observan durante el fenómeno de adicción.