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Neurociencias | Cocaína, dopamina y genes: científicos investigan las claves del comportamiento adictivo

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NOTICIAS: 24-11-2020

En el cerebro existen dos regiones denominadas área tegmental ventral (ATV) y núcleo accumbens, que controlan el estado motivacional y se comunican a través de sustancias químicas conocidas como neurotransmisores. Uno de estos, es la dopamina que es producida en neuronas del ATV y liberada hacia el núcleo accumbens, proceso clave para regular la sensación de placer. La cocaína actúa sobre estas neuronas bloqueando la recaptura de dopamina, lo que genera un mayor ingreso del neurotransmisor en las células del núcleo accumbens. Este proceso tiene como consecuencia que las personas asocien el consumo de droga con el placer y de esta manera, se genere la adicción. De forma interesante, este mecanismo junto con cambios en la expresión de genes que afectan la comunicación entre neuronas serían claves para generar el síndrome de abstinencia, sin embargo, hasta la fecha no se había propuesto que ambos procesos interactuarán entre sí, de modo que la dopamina regulara la expresión de genes lo que sería fundamental para explicar la recaída en el consumo de cocaína.

“Corre al rescate con amor y la paz te seguirá” fue la frase con la que un emocionado Joaquín Phoenix, recordó a su fallecido hermano River al recibir el premio Oscar de mejor actor por su interpretación en la película “Joker”. En una fatídica noche de octubre de 1993, Joaquín de solo 19 años, marcó el 911 mientras su hermano estaba desplomado en una calle de Los Ángeles por una sobredosis de drogas. “¡Está teniendo convulsiones, por favor vengan pronto!” fue parte del angustiante llamado que el protagonista de “Joker” realizó a servicios médicos. Dos horas más tarde, River Phoenix falleció en un hospital cercano por una intoxicación aguda a múltiples drogas, entre ellas, la cocaína.

El suceso vivido por los Phoenix está lejos de ser un hecho aislado ya que, año a año más de 15.000 familias estadounidenses pierden un ser querido a causa de la cocaína. En nuestro país, la situación es igualmente compleja, dado que un estudio realizado por la Organización de Estados Americanos el 2019, situó a los estudiantes chilenos de educación secundaria en el primer lugar del continente en consumo de marihuana y cocaína. Esto cobra relevancia en el contexto actual en que gran parte de la población mundial es afectada por la pandemia más devastadora de los últimos cien años. En este sentido, el Informe Mundial de Drogas 2020 emitido por la Organización de Naciones Unidas, señala que el aumento del desempleo y el deterioro de la salud mental a causa de la pandemia del coronavirus podría generar que un mayor número de personas recurra a actividades vinculadas con drogas para obtener ingresos económicos. En el caso de nuestro país, según datos del Instituto Nacional de Estadísticas, la tasa de desocupación durante el primer semestre del 2020 fue la más elevada de la última década y adicionalmente, el Ministerio de Educación estima que más de 80.000 escolares abandonarán sus estudios luego de la crisis. Por lo tanto, la pandemia del coronavirus no solo debe preocuparnos en términos del contagio y mortalidad sino también, en las consecuencias sobre la salud mental y el consumo de drogas en los chilenos.

Cocaína, una amenaza para nuestro cuerpo

La cocaína es una droga estimulante altamente adictiva que genera variados efectos en el cuerpo humano. A nivel físico, es común el incremento de la frecuencia cardiaca y la presión sanguínea que a largo plazo se asocia con un mayor riesgo de sufrir un infarto cardíaco. A nivel mental, se produce una sensación de euforia acompañada de un exceso de energía que, en ausencia de consumo, dan paso a una fuerte ansiedad que incentiva a las personas a la búsqueda de la droga, lo que se conoce como síndrome de abstinencia. Pero ¿qué ocurre en el sistema nervioso al consumir cocaína?

En el cerebro existen dos regiones denominadas área tegmental ventral (ATV) y núcleo accumbens, que controlan el estado motivacional y se comunican a través de sustancias químicas conocidas como neurotransmisores. Uno de estos, es la dopamina que es producida en neuronas del ATV y liberada hacia el núcleo accumbens, proceso clave para regular la sensación de placer. La cocaína actúa sobre estas neuronas bloqueando la recaptura de dopamina, lo que genera un mayor ingreso del neurotransmisor en las células del núcleo accumbens. Este proceso tiene como consecuencia que las personas asocien el consumo de droga con el placer y de esta manera, se genere la adicción. De forma interesante, este mecanismo junto con cambios en la expresión de genes que afectan la comunicación entre neuronas serían claves para generar el síndrome de abstinencia, sin embargo, hasta la fecha no se había propuesto que ambos procesos interactuarán entre sí, de modo que la dopamina regulara la expresión de genes lo que sería fundamental para explicar la recaída en el consumo de cocaína.

Dopamina y genes, una nueva ruta

“Locura es hacer siempre lo mismo y esperar resultados diferentes”, señaló la escritora Rita Mae Brown en su libro “Muerte súbita”. Esta cita es un fiel reflejo del diseño de los experimentos realizados por un grupo de científicos del laboratorio liderado por Ian Maze del Friedman Brain Institute en New York, quienes fueron los primeros en proponer que la dopamina además de actuar como neurotransmisor, podría regular la expresión de genes en neuronas del ATV. Para estudiar esto, aislaron células de esta región cerebral en ratas adultas y las analizaron a través de espectrometría de masas, técnica que permite evaluar la identidad de las moléculas presentes en una muestra biológica. De esta forma, determinaron que en las neuronas del ATV, la dopamina sufre una modificación en su estructura que permite su unión a las histonas, que son proteínas que ayudan a compactar el ADN. A este proceso los autores le denominaron “dopaminilación” y se interesaron por estudiar si en humanos estaba asociado con el consumo de drogas. Para ello, utilizaron la técnica de “Western Blot” que permite evaluar la cantidad de una proteína en una muestra biológica y observaron en estudios post mortem, que los niveles de dopaminilación en personas adictas a la cocaína eran menores que quienes no consumían esta sustancia.

Pero, ¿la dopaminilación podría generar la adicción a la cocaína? Para estudiar esto, utilizaron un modelo de autoadministración de droga en que se coloca una sonda en el cerebro de las ratas, que libera cocaína una vez que los animales presionan un interruptor. A través de esta metodología, se observó que al impedir a las ratas tocar el botón de autoadministración durante un mes, aumentaban los niveles de dopaminilación en el ATV. Luego, se preguntaron si este proceso podría afectar la expresión de genes en las neuronas de esta área cerebral. Para evaluar esto, utilizaron dos grupos de ratas, uno en que la dopaminilación ocurría normalmente y otro con una modificación genética que impedía que este proceso ocurriera. Para estudiar la expresión de genes utilizaron la técnica de “secuenciación de ARN”, que informa la identidad y abundancia de estos en una muestra biológica. De esta manera, observaron que el grupo en que la dopaminilación ocurría normalmente presentaba una mayor expresión de genes asociados a la adicción a drogas en comparación con el otro grupo, por lo tanto, la unión de dopamina a la histona sería relevante para generar el comportamiento adictivo.

Una vez demostrada la importancia de la dopaminilación en la adicción, cabe preguntarse si impedir este proceso podría evitar el síndrome de abstinencia. Para estudiar esto, inicialmente utilizaron voltametría cíclica, que es una técnica que permite cuantificar sustancias químicas como la dopamina. En este caso, emplearon esta metodología en el núcleo accumbens puesto que es el sitio donde se libera dopamina desde las neuronas del ATV. Así, los científicos observaron que las ratas con la modificación genética que impedía la dopaminilación, liberaban menor cantidad de dopamina en comparación a los animales en que este proceso ocurría normalmente. Finalmente, utilizando la prueba de autoadministración de droga, observaron que en las ratas en que la dopamilación no sucedía, presentaban un menor consumo de cocaína luego del periodo de abstinencia en comparación al otro grupo. En consecuencia, este trabajo sugiere que la unión de dopamina a las histonas aumenta la liberación del neurotransmisor hacia el núcleo accumbens y desencadena la recaída en el uso de cocaína luego de un tiempo de privación a la droga.

Desde hace décadas se ha evidenciado que la dopamina, en su rol clásico como neurotransmisor, está asociada a las adicciones y el síndrome de abstinencia. Sin embargo, el presente estudio muestra que en ratas desempeñaría un rol adicional al unirse a una histona en las neuronas del ATV, ya que esto afectaría la expresión de genes asociados con la adicción, la liberación de dopamina hacia el núcleo accumbens y la recaída en el consumo de cocaína posterior a un periodo de abstinencia. Además, estudios post mortem demuestran que la dopaminilación ocurre en seres humanos, pero estudios adicionales son necesarios para demostrar si este proceso biológico tiene los mismos efectos observados en ratas sobre la adicción.

Por otra parte, la alta prevalencia del consumo de drogas en Chile y las repercusiones negativas sobre esta que podría tener la pandemia del coronavirus, posicionan a nuestro país en un escenario especialmente complejo en términos de adicciones. En este sentido, las investigaciones que ayuden a entender cómo funciona el cerebro de las personas adictas a las drogas son claves para el diseño de politicas públicas sobre el consumo de estas sustancias en nuestro país. Tomar decisiones basadas en la evidencia científica resultará fundamental para el cuidado de la salud mental de los chilenos y evitar que familias pierdan un ser querido a causa del uso de drogas.

Link del artículo: https://science.sciencemag.org/content/368/6487/197

Fuente: El mostrador

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