Rol de la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en núcleo Accumbens en un modelo experimental de estrés crónico y vulnerabilidad a la adicción a la Cocaína
Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2021
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | doctoralThesis |
| Language: | spa |
| Published: |
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/11086/18113 |
| _version_ | 1801212486368624640 |
|---|---|
| author | Avalos, María Paula |
| author2 | Cancela, Liliana Marina |
| author_facet | Cancela, Liliana Marina Avalos, María Paula |
| author_sort | Avalos, María Paula |
| collection | Repositorio Digital Universitario |
| description | Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2021 |
| format | doctoralThesis |
| id | rdu-unc.18113 |
| institution | Universidad Nacional de Cordoba |
| language | spa |
| publishDate | 2021 |
| record_format | dspace |
| spelling | rdu-unc.181132023-08-30T14:23:51Z Rol de la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en núcleo Accumbens en un modelo experimental de estrés crónico y vulnerabilidad a la adicción a la Cocaína Avalos, María Paula Cancela, Liliana Marina Virgolini, Miriam Beatriz Iribarren, Pablo Lopez, Pablo Héctor Horacio Genaro, Ana María Neurofarmacología Neuroquímica Neurobiología de la adicción Homeostasis Núcleo Accumbens Estrés fisiológico Represión-Sensibilización Farmacología Cocaína Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2021 Fil: Avalos, María Paula. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Fil: Cancela, Liliana Marina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacología; Argentina. Fil: Cancela, Liliana Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; Argentina. Fil: Virgolini, Miriam Beatriz. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacología; Argentina. Fil: Virgolini, Miriam Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; Argentina. Fil: Iribarren, Pablo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Fil: Iribarren, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Fil: Lopez, Pablo Héctor Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina. Fil: Genaro, Ana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina. La exposición a eventos estresantes a lo largo de la vida constituye un factor de riesgo importante para el desarrollo de diversas neuropatologías, incluida la adicción a drogas. Estudios en modelos experimentales de adicción han centrado su atención en la proyección glutamatérgica proveniente de Corteza Prefrontal (CPf) hacia Núcleo Accumbens (NAc), principal área de integración límbico-motora, ya que la misma ha sido críticamente implicada en la conducta de búsqueda de una amplia variedad de drogas de abuso. La hipótesis glutamatérgica de la adicción establece un estrecho vínculo entre la alteración de la transmisión glutamatérgica y la función astroglial en NAc. Sobre la base de esta hipótesis y teniendo en cuenta la influencia proactiva del estrés sobre el efecto de cocaína en la transmisión glutamatérgica, estudios de nuestro laboratorio reportaron una marcada y persistente desregulación de la homeostasis de glutamato en NAc core. Esta alteración homeostática fue propuesta como mecanismo neurobiológico que sustenta la potenciación del efecto estimulante motor y reforzante de cocaína en animales previamente expuestos a estrés. Por otro lado, evidencias recientes postulan que la microglía, un tipo de célula glial que comprende el sistema inmune innato residente del cerebro, modula la transmisión glutamatérgica. Interesantemente, tanto el estrés como las drogas de abuso constituyen estímulos capaces de inducir cambios morfológicos y funcionales significativos en estas células. En conjunto, estos hallazgos sientan las bases de que la transmisión glutamatérgica y la función glial forman parte de un mecanismo común susceptible de ser perturbado por la exposición a drogas de abuso y a experiencias estresantes, lo cual sugiere que las alteraciones biológicas inducidas por la exposición a estrés en el cerebro constituirían un escenario propicio para facilitar el desarrollo de conductas adictivas. A la fecha no existe una intervención farmacológica eficaz para tratar la comorbilidad existente entre los desórdenes de estrés y del uso de sustancias psicoactivas. Por consiguiente, es importante, desde el punto de vista fisiopatológico, estudiar la base neurobiológica común de ambos trastornos, a fin de encontrar nuevos blancos terapéuticos para tratar esta comorbilidad. Más aún, se desconoce el rol jugado por la microglía en la homeostasis de glutamato en NAc core que media la vulnerabilidad a la adicción inducida por estrés. Esta tesis se enfoca en el estudio del rol que desempeña la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en NAc core, en un modelo de estrés crónico que induce sensibilización a los efectos estimulantes de cocaína y facilitación de la conducta de autoadministración de la droga, mediante el empleo de un tratamiento farmacológico sistémico con minociclina, un potente inhibidor de la activación de la microglía cuyo efecto neuroprotector ha sido atribuido a sus propiedades anti-inflamatorias. Para ello, los animales fueron sometidos a un protocolo de estrés crónico por restricción de movimiento durante una semana (2 h/día) y dos semanas después del último episodio de estrés (día 21) evaluamos: 1) la expresión de la sensibilización conductual a cocaína (15 mg/Kg, intraperitoneal: i.p.), 2) la liberación sináptica de glutamato y dopamina inducida por cocaína mediante la técnica de microdiálisis in vivo en NAc core y shell, 3) la influencia de un tratamiento sistémico con minociclina (30 mg/Kg cada 12 h, i.p.) en aspectos morfológicos y funcionales de la microglía, la concentración basal de glutamato extracelular por el método de no net flux, la expresión del transportador de glutamato GLT-1 por western blot, la inmunoreactividad de GFAP (marcador de astocitos) y la plasticidad estructural postsináptica en NAc core; la expresión de la sensibilización cruzada conductual a cocaína y la facilitación de la adquisición de la conducta de autoadministración de cocaína. En primer lugar, los resultados obtenidos en este estudio demostraron que, tres semanas después del primer episodio de estrés crónico, la administración no contingente de una dosis aguda de cocaína fue suficiente para poner en evidencia el fenómeno de sensibilización cruzada al efecto estimulante motor de cocaína. Esta alteración conductual fue evidenciada en paralelo a la sensibilización dopaminérgica observada en NAc core, pero no en shell, en animales previamente expuestos a estrés, lo que nos permitió validar el modelo de sensibilización cruzada entre estrés crónico y cocaína. Además, se evidenció una robusta atenuación de la liberación sináptica de glutamato en NAc core, pero no en shell, en respuesta a una inyección i.p. de cocaína dos semanas después del último episodio de estrés. Dicha alteración neuroquímica fue asociada a una diferencia observada en los niveles de glutamato extracelular de la línea de base experimental. Por otro lado, este efecto no fue evidenciado en NAc shell, lo que demostró una contribución diferencial entre ambos compartimentos de NAc y destacó el rol clave que desempeña NAc core a largo plazo en el fenómeno de sensibilización. El sello distintivo de la desregulación de la homeostasis de glutamato observada en NAc core fue el aumento de la concentración basal de glutamato extracelular, el cual fue atribuido a una reducida expresión del transportador de glutamato, GLT-1, principalmente expresado en astrocitos. Consistentemente, se observó una reducida actividad astroglial, evidenciada por la disminución de la inmunoreactividad de GFAP. Consecuente a esta desregulación homeostática, se evidenció una importante remodelación estructural postsináptica en la misma región cerebral al día 21 del protocolo experimental, la cual consistió en un incremento en la densidad total de espinas dendríticas y de espinas tipo mushroom en los animales previamente estresados. En segundo lugar, se observaron persistentes cambios morfológicos y funcionales en la microglía en NAc core inducidos por la exposición a estrés crónico. Estas alteraciones se caracterizaron por un aumento de la complejidad y extensión de los procesos microgliales con un perfil característico de hiper-ramificación sin alteración del número de ramificaciones primarias, un incremento de la inmunoreactividad de Iba-1, un aumento de los niveles de expresión de ARNm que codifica para TNF-α, en paralelo a una marcada tendencia de aumento de ARNm que codifica para IL-1β y un aumento del número de células Iba-1 positivas. Estos cambios fueron asociados a la alteración, previamente descripta, de los mecanismos glutamatérgicos que subyacen la comorbilidad entre los trastornos de estrés y uso de sustancias psicoactivas ya que; al restablecer los niveles de glutamato basal a través de la normalización de la expresión de GLT-1 y de la actividad astroglial, y restaurar los cambios plásticos estructurales postsinápticos mediante un tratamiento sistémico con minociclina, se suprimió la capacidad del estrés para facilitar la adquisición de la conducta de autoadministración de cocaína y potenciar la actividad psicomotora luego de una inyección no contingente de cocaína. Importantemente, este efecto preventivo de minociclina fue atribuido a su capacidad para restaurar la morfología y función de la microglía y su acción como inhibidor selectivo de la polarización microglial hacia el estado proinflamatorio. Los resultados aquí presentados son altamente consistentes y se correlacionan con los resultados previos del laboratorio. Importantemente, estos hallazgos sugieren que los cambios en la función microglial inducidos por la exposición a estrés ejercen un rol adaptativo en el establecimiento y mantenimiento a largo plazo de alteraciones pre y postsinápticas en la transmisión glutamatérgica y alteraciones funcionales en los astrocitos, los cuales predisponen al desarrollo de la adicción. Más aún, este estudio propone a la minociclina como un potencial candidato para el tratamiento de la comorbilidad entre los desordenes de estrés y el abuso de cocaína. Finalmente, nuestros resultados sientan las bases de un potencial mecanismo neurobiológico en NAc core que sería el responsable de la vulnerabilidad a la adicción inducida por estrés. La alteración de los niveles basales de glutamato extracelular desencadenada a partir del deterioro de la recaptación de este neurotransmisor, a expensas de la disminución de GLT-1, constituye una adaptación compartida inducida tanto por la exposición a estrés como por la administración repetida de drogas de abuso. En este contexto, la disminuída expresión de GLT-1, mediada por TNF-α liberado por la microglía activada tras la exposición repetida a estrés, en combinación con el consecuente impacto de los niveles incrementados de glutamato basal extracelular y TNF-α en la señalización postsináptica, proporciona no sólo las bases de un mecanismo fisiopatológico clave para promover cambios neuroadaptativos postsinápticos que conduzcan al desarrollo de conductas adictivas, sino que abre nuevos caminos para futuros estudios sobre la temática de la adicción a drogas inducida por la exposición a estrés. 2023-02-28 Fil: Avalos, María Paula. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Fil: Cancela, Liliana Marina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacología; Argentina. Fil: Cancela, Liliana Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; Argentina. Fil: Virgolini, Miriam Beatriz. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacología; Argentina. Fil: Virgolini, Miriam Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; Argentina. Fil: Iribarren, Pablo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Fil: Iribarren, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Fil: Lopez, Pablo Héctor Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina. Fil: Genaro, Ana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina. 2021-05-03T23:09:35Z 2021-03-01 doctoralThesis http://hdl.handle.net/11086/18113 spa Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| spellingShingle | Neurofarmacología Neuroquímica Neurobiología de la adicción Homeostasis Núcleo Accumbens Estrés fisiológico Represión-Sensibilización Farmacología Cocaína Avalos, María Paula Rol de la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en núcleo Accumbens en un modelo experimental de estrés crónico y vulnerabilidad a la adicción a la Cocaína |
| title | Rol de la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en núcleo Accumbens en un modelo experimental de estrés crónico y vulnerabilidad a la adicción a la Cocaína |
| title_full | Rol de la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en núcleo Accumbens en un modelo experimental de estrés crónico y vulnerabilidad a la adicción a la Cocaína |
| title_fullStr | Rol de la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en núcleo Accumbens en un modelo experimental de estrés crónico y vulnerabilidad a la adicción a la Cocaína |
| title_full_unstemmed | Rol de la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en núcleo Accumbens en un modelo experimental de estrés crónico y vulnerabilidad a la adicción a la Cocaína |
| title_short | Rol de la microglía en la desregulación de la homeostasis de glutamato en núcleo Accumbens en un modelo experimental de estrés crónico y vulnerabilidad a la adicción a la Cocaína |
| title_sort | rol de la microglia en la desregulacion de la homeostasis de glutamato en nucleo accumbens en un modelo experimental de estres cronico y vulnerabilidad a la adiccion a la cocaina |
| topic | Neurofarmacología Neuroquímica Neurobiología de la adicción Homeostasis Núcleo Accumbens Estrés fisiológico Represión-Sensibilización Farmacología Cocaína |
| url | http://hdl.handle.net/11086/18113 |
| work_keys_str_mv | AT avalosmariapaula roldelamicrogliaenladesregulaciondelahomeostasisdeglutamatoennucleoaccumbensenunmodeloexperimentaldeestrescronicoyvulnerabilidadalaadiccionalacocaina |