Plasticidad sináptica altamente específica en adicciones
Un paso de la metodología utilizada para aislar y medir la actividad de MMP. Crédito: Elsevier
La adicción, o trastorno por uso de sustancias (SUD), es una condición neurológica compleja que incluye el comportamiento de búsqueda de drogas entre otras características cognitivas, emocionales y conductuales. La plasticidad sináptica, o cambios en la forma en que las neuronas se comunican entre sí, impulsa estos comportamientos adictivos. Estos cambios cerebrales duraderos están en el quid de por qué la adicción es tan difícil de tratar.
Un nuevo estudio en Biological Psychiatry ahora muestra que los jugadores en el entorno extracelular, no solo en las interfaces neuronales, contribuyen a la plasticidad de la adicción. Se sabe que las neuronas en un área del cerebro llamada núcleo accumbens sufren plasticidad relacionada con la adicción. Específicamente, los cambios en las sinapsis de las neuronas espinosas medianas (MSN), que detectan el neurotransmisor dopamina, se han asociado con comportamientos de búsqueda y extinción de drogas.
Investigaciones anteriores habían demostrado que la plasticidad en las MSN que expresan el tipo D1 del receptor de dopamina está relacionado con la búsqueda de drogas, mientras que la extinción de la búsqueda de drogas implica plasticidad en los MSN que contienen el receptor de dopamina tipo D2. Ahora, la investigación dirigida por Peter Kalivas, Ph.D., y Vivian Chioma, Ph.D., muestra que distintas enzimas que funcionan en MSN de tipo D1 y D2 subyacen a los comportamientos de extinción y búsqueda de drogas.
Los investigadores entrenaron a las ratas para que se autoadministraran heroína presionando una palanca durante 10 días, seguido de un período de retiro de 10 días. Luego examinaron cuidadosamente los cerebros de las ratas bajo un microscopio para detectar actividad enzimática alrededor de las sinapsis MSN.
El estudio se centró en la actividad de enzimas extracelulares llamadas metaloproteinasas (MMP). Las MMP descomponen las proteínas que constituyen la matriz extracelular alrededor de las células nerviosas. Esta matriz de proteínas respalda las conexiones sinápticas, pero también restringe la remodelación de las conexiones sinápticas en respuesta a la experiencia. Por lo tanto, la actividad de las MMP afecta directamente la capacidad de las células para manifestar cambios neuroplásticos.
Para evaluar la actividad de las MMP, los investigadores utilizaron una técnica llamada zimografía in vivo, en la que se inyectó un tinte fluorescente en el cerebro de las ratas. encapsulado en una capa protectora de gelatina en varios puntos durante el régimen de entrenamiento de drogas. Una vez que las enzimas MMP lo abren, el tinte se vuelve visible, lo que permite a los investigadores observar la morfología de las células, así como la actividad de las enzimas alrededor de tipos de células específicos y ubicaciones subcelulares.
«Descubrimos que las señales de las drogas aumentó la actividad de MMP en un tipo de célula en el núcleo accumbens», dijo el Dr. Kalivas, refiriéndose a las MSN de tipo D1, «y disminuyó la actividad en otro tipo de célula», las MSN de tipo D2. «Al mostrar esta especificidad celular de la activación e inactivación de MMP por señales, hemos identificado moléculas novedosas que pueden ser objetivos potenciales para el desarrollo de fármacos en el tratamiento de la adicción a las drogas», agregó.
«Este artículo destaca la exquisita selectividad de la neuroplasticidad relacionada con la adicción», dijo John Krystal, MD, editor de Biological Psychiatry. «En este estudio, las señales asociadas con el suministro de heroína activaron las MMP cerca de las MSN que contienen el receptor de dopamina D1 en el núcleo accumbens, promoviendo la plasticidad en las células clave implicadas en la adicción. En lugar de reducir este efecto relacionado con la adicción sobre la plasticidad, el entrenamiento de extinción aumentó la actividad de las MMP cerca de células MSN vecinas que contienen receptores de dopamina D2 implicadas en la protección contra la adicción».
Es importante destacar que los investigadores también observaron actividad de MMP asociada con células adyacentes a las MSN llamadas astrocitos, un tipo de célula glial. Los astrocitos, la matriz extracelular y las dos neuronas que forman una sinapsis forman parte de lo que se denomina complejo sináptico tetrapartito o de cuatro partes.
«Nuestro trabajo investiga las neuroadaptaciones sinápticas específicas de tipo celular en el núcleo accumbens proporciona evidencia de avances novedosos en nuestra comprensión de la actividad sináptica tetrapartita durante la búsqueda de heroína», dijo el Dr. Chioma. «Esta investigación demuestra cómo la integración de componentes de la sinapsis tetrapartita regula fenotipos de adicción específicos».
Dr. Krystal agregó: «Este hallazgo sugiere que la recuperación de la adicción no es simplemente una reversión de los cambios en el cerebro relacionados con la adicción, sino que también implica el establecimiento de nuevos cambios contra la adicción que protegen contra el uso de sustancias».
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La investigación del cerebro revela un circuito para la recaída de la cocaína Más información: Vivian C. Chioma et al, Búsqueda de heroína y extinción de la búsqueda Activate Matrix Metalloproteinases at Synapses on Distinct Subpopulations of Accumbens Células, Psiquiatría Biológica (2020). DOI: 10.1016/j.biopsych.2020.12.004 Información de la revista: Biological Psychiatry
Proporcionado por Elsevier Cita: Plasticidad sináptica altamente específica en la adicción (26 de enero de 2021 ) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-highly-specific-synaptic-plasticity-addiction.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.