PEC 3

Empezar

La dopamina estriada dorsal induce hipoactividad frontocortical y atenúa la ansiedad y los comportamientos compulsivos en ratas

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Hipótesis

GRUPO 5

GRUPO 4

GRUPO 3

GRUPO 2

GRUPO 1

Potenciar la actividad dopaminérgica específicamente en mDS perturbará el metabolismo en el circuito CTSC, al tiempo que reducirá la ansiedad y los síntomas conductuales similares a los compulsivos que se asemejan a los presentes en trastornos como el TOC.

Grupo 5 Discusión

Utilizando un procedimiento quimiogenético...

...se han podido probar los efectos metabólicos conductuales y cerebrales de la modulación de dopamina del circuito córtico-estriado-tálamo-cortical (CSTC) en ratas.

Algunas aplicaciones en estudio en el ámbito farmacéutico son los receptores diseñados exclusivamente activados por fármacos diseñados (DREADDs, por sus siglas en inglés). Se pretende que los receptores no se activen ante ligandos endógenos, sino en presencia de ligandos sintéticos. Actualmente, existen muchas investigaciones en las cuales se estudian DREADDs para la identificación de neuronas y de vías de señalización involucradas en patologías como el miedo, la ansiedad, la depresión, la adicción y la obesidad.

El conocimiento de las interacciones entre moléculas y proteínas específicas han ayudado al desarrollo de nuevas herramientas biotecnológicas y a la identificación de novedosas dianas farmacológicas que pudieran conducir a conocimientos más específicos.

surge en torno años 80

La QUIMIOGENÉTICA se refiere al estudio de las características genéticas de un paciente para optimizar la Farmacoterapia y predecir la eficacia, los efectos secundarios y la dosificación de fármacos selectos.

QUIMIO GENÉTICA

Los resultados principales obtenidos con la estimulación dopaminérgica nigroestriada han sido:

4. Aumenta el glutamato y el ácido N-acetilaspartylglutámico en la corteza prefrontal medial y los niveles de glutamato en el estriado dorsal

1. Aumenta las conductas exploratorias y disminuye el autoaseo

3. Afecta la actividad metabólica en la corteza prefrontal medial y la corteza orbitofrontal

2. Afecta la inhibición prepulso de la respuesta de sobresalto acústico de manera diferente en hombres y mujeres

Disminuye el autoaseo

Aumenta las conductas exploratorias

1. La estimulación dopaminérgica nigroestriada

Limitaciones

Las ratas macho mDS-DREADD durante la activación quimiogenética no mostraron tal efecto.

Las ratas hembras mDS-DREADD durante la activación quimiogenética habían aumentado la inhibición de prepulso - IBP

2. Afecta la inhibición prepulso (IBP) de la respuesta de sobresalto acústico de manera diferente en hombres y mujeres

A baja amplitud de prepulso

Info

Limitaciones

CONFIRMANDO que la activación de la dopamina mDS controla la actividad neuronal frontocortical a través del circuito CSTC.

Encontramos que la activación quimiogenética en ratas mDS-DREADD provocaba hipometabolismo en áreas frontocorticales

3. Afecta la actividad metabólica en la corteza prefrontal medial y la corteza orbitofrontal

glutamato

glutamato y el ácido N-acetilaspartylglutámico

4. Aumenta el glutamato y el ácido N-acetilaspartylglutámico en la corteza prefrontal medial y los niveles de glutamato en el estriado dorsal

Estriado dorsal

Corteza prefrontal medial

Estos resultados apoyan nuestra hipótesis.

Cambios fisiológicos

• reducción de la actividad metabólica en la corteza frontal
• aumento de los niveles de glutamato y NAAG

Cambios conductuales

• potenció el comportamiento exploratorio de las ratas
• disminuyó el autoacicalamiento
• mejoró el PPI de la respuesta de sobresalto.

¿Los resultados obtenidos son compatibles con la hipótesis?

Se descubre que la activación quimiogenética de las neuronas dopaminérgicas que se proyectan al estriado dorsal medial-mDS:

Grupo 5

Alumna de Psicobiología

Grupo 5

Alumna de Psicobiología

Grupo 5

Alumna de Psicobiología

Desislava

Mar León

Silvia

El circuito cortico-estriado-tálamo cortical es un sistema neuronal complejo que interviene en la regulación de muchas funciones (motoras, emocionales, cognitivas...)

La actividad del circuito CSTC está modulada por proyecciones de dopamina nigro-estriada hacia el cuerpo estriado dorsal.

El circuito córtico-estriado-tálamo-cortical es una vía de comunicación bidireccional entre:

• la corteza cerebral
• el estriado (compuesto por el núcleo caudado y el putamen)
• el tálamo
• y nuevamente la corteza cerebral.

Circuito córtico-estriado-tálamo-cortical

Se sabe que la estimulación in vivo de los DREADDs hM3Dq induce la hidrólisis de fosfatidilinositol, la activación de c-fos, la liberación de dopamina, el aumento de la excitabilidad de las neuronas dopaminérgicas con un patrón de disparo de ráfaga y, en última instancia, el aumento de la locomoción como lectura conductual, de acuerdo con nuestras constataciones. También observamos un aumento en los comportamientos exploratorios, las entradas en el campo central y la cría en todas las ratas mDS-DREADD durante la activación quimiogenética. Tales comportamientos exploratorios suelen aumentar después del tratamiento con fármacos ansiolíticos y disminuyen después del estrés, a menudo de una manera independiente de la hiperlocomoción, lo que sugiere efectos ansiolíticos de la perturbación actual del circuito CSTC.

En las ratas tratadas con transducción neuronal retrógrado por el serotipo AAV6 encontramos que la CNO -clozapina-N-óxido (ligando exógeno) aumentó la actividad locomotora en todas las ratas mDS-TERD.

Conclusión 1

Una vía clave de la dopamina en el cerebro es la vía nigroestriada, que se proyecta desde los cuerpos celulares dopaminérgicos de la sustancia negra del tronco encefálico a través de axones que terminan en los ganglios basales y el cuerpo estriado (núcleo estriado).La vía nigroestriada contiene alrededor del 80% de la dopamina cerebral. La vía nigroestriada de la dopamina controla los movimientos motores. La deficiencia de dopamina en esta vía causan trastornos del movimiento. Estos trastornos del movimiento pueden ser replicados por drogas que bloquean los receptores de la dopamina D2 en esta vía.

Vía nigroestriada de la dopamina

Trabajos anteriores mostraron que:- las ratas macho con lesiones SN - los ratones macho con lesiones estriadas Mostraron una interrupción de la inhibición de prepulso-IBP, pero no hubo una investigación correspondiente de ratas hembras. En otra investigación, la estimulación cerebral profunda (ECP) del núcleo accumbens-NAc interrumpió la inhibición de prepulso-IBP en ratas WT macho, mientras que la misma ECP rescató la inhibición de prepulso-IBP interrumpidos en un modelo de esquizofrenia en ratas macho, lo que implica una dependencia del contexto de las consecuencias conductuales de la liberación de dopamina estimulada.

Nuestro uso del escáner PET HRRT humano, que tiene una resolución espacial menor (2 mm) en comparación con los escáneres contemporáneos dedicados a animales pequeños (1 mm), limita nuestra capacidad para detectar pequeños cambios focales en el metabolismo.

El IBP de la respuesta de sobresalto acústico está modulado por la función del circuito CSTC y se ve afectado en el TOC y otros trastornos neuropsiquiátricos

La inhibición prepulso (IBP) del reflejo de la respuesta de sobresalto se considera una medida operacional del proceso de inhibición preatencional. La IBP tiene lugar cuando un estímulo de baja intensidad (prepulso) se presenta 30-500 ms antes de un estímulo más intenso (pulso), lo que produce una atenuación del reflejo de la respuesta de sobresalto.

AUTOACICALAMIENTO

El autoacicalamiento es un comportamiento innato de los roedores caracterizado por un patrón secuencial de movimientos , que sirve como un indicador útil del comportamiento compulsivo. El tiempo y la frecuencia de acicalamiento están bajo control por la actividad eferente de las neuronas de proyección espinal estriatales - SPN. a) La activación de receptores D1 en los SPN de la vía directa ("go") aumentan el acicalamiento b) La activación de los receptores D2 en los SPN indirectos ("no-go") disminuyen el acicalamiento. Nuestras ratas mDS-DREADD mostraron una disminución significativa de la frecuencia y duración del acicalamiento durante la activación quimiogenética.

Podemos indicar que se han activado los receptores D2 de las SPN indirectas, aunque solo con este estudio no se puede descartar la posibilidad de un efecto secundario debido a la hiperlocomoción y al aumento de la exploración. REFUERZO Y RESPALDO A NUESTRAS CONCLUSIONES Como la estimulación optogenética directa de la vía indirecta también ha demostrado reducir el acicalamiento excesivo en ratones knockout de Sapap3, nuestra conclusión se ve apoyada. Un informe reciente (tras el mapeado mediante rastreo retrógrado) de que las fibras de dopamina que inervan el estriado dorsal medial mDS se dirigen predominantemente a la vía indirecta respaldan nuestra conslusión. Además, un estudio realizado por Ahmari et al, mostró que la hiperactivación de la vía de la corteza orbito-frontal (OFC) al estriado dorsal (DS) aumentó el autoaseo en ratas, lo que respalda nuestros hallazgos donde una menor actividad de OFC conduce a un menor autoacicalamiento.

CONCLUSIONES 1

AUTOACICALAMIENTO

El autoacicalamiento es un comportamiento innato de los roedores caracterizado por un patrón secuencial de movimientos , que sirve como un indicador útil del comportamiento compulsivo. El tiempo y la frecuencia de acicalamiento están bajo control por la actividad eferente de las neuronas de proyección espinal estriatales - SPN. a) La activación de receptores D1 en los SPN de la vía directa ("go") aumentan el acicalamiento b) La activación de los receptores D2 en los SPN indirectos ("no-go") disminuyen el acicalamiento. Nuestras ratas mDS-DREADD mostraron una disminución significativa de la frecuencia y duración del acicalamiento durante la activación quimiogenética.

Una limitación de este estudio radica en nuestro uso de CNO para activar DREADDs. El CNO metaboliza in vivo a clozapina, que es presumiblemente el principal agonista de los DREADD [21, 65-67]. Mientras que la clozapina es un antagonista de la dopamina D endógena2/3 y serotonina 5-HT2A receptores, tiene selectividad para los DREADD cuando se administra a la dosis baja actual. De hecho, no observamos ningún efecto conductual de CNO/clozapina en ratas control en este estudio, ni habíamos visto ninguna ocupación en D2/3 o 5-HT2A receptores en un experimento anterior de unión in vivo [21]. Además, el tratamiento con clozapina puede restaurar los IBP alterados [57, 60, 68], pero ni nosotros ni otros [66] hemos medido ningún efecto intrínseco de la CNO sobre los IBP en WT o animales de control a la dosis utilizada, lo que también argumenta a favor de la activación selectiva de los DREADD.

AUTOACICALAMIENTO

El autoacicalamiento es un comportamiento innato de los roedores caracterizado por un patrón secuencial de movimientos , que sirve como un indicador útil del comportamiento compulsivo. El tiempo y la frecuencia de acicalamiento están bajo control por la actividad eferente de las neuronas de proyección espinal estriatales - SPN. a) La activación de receptores D1 en los SPN de la vía directa ("go") aumentan el acicalamiento b) La activación de los receptores D2 en los SPN indirectos ("no-go") disminuyen el acicalamiento. Nuestras ratas mDS-DREADD mostraron una disminución significativa de la frecuencia y duración del acicalamiento durante la activación quimiogenética.