Adicción a cocaína Estudio del receptor dopaminérgico D3 (D3R) como posible diana farmacológica en la prevención de las recaídas en su consumo

Abstract

La adicción a sustancias de abuso constituye un grave problema de salud pública a nivel global. Entre ellas, la cocaína sigue siendo la droga estimulante ilegal más utilizada en Europa, con la mayor prevalencia en los países del sur y oeste, como es el caso de España. La adicción puede definirse como un trastorno mental crónico y recurrente caracterizado por la búsqueda compulsiva de la droga. Durante largos períodos de abstinencia existe un alto riesgo de recaída en el consumo, por lo tanto, su prevención se ha convertido en un objeto de estudio para el manejo de la adicción debido a la falta de terapias efectivas para evitarlas. La importancia de estudiar las recaídas es porque pueden ser desencadenadas tanto por estímulos estresantes como por la reexposición a la droga en sí. Estos mismos desencadenantes se utilizan para restablecer los comportamientos asociados a las drogas en modelos animales. El paradigma pavloviano de preferencia de lugar condicionada inducida por drogas (CPP) se utiliza para evaluar las propiedades gratificantes de las drogas de abuso.

Como consecuencia, los objetivos de este trabajo han sido:

- Evaluar la posible implicación del receptor dopaminérgico D3 (D3R) en la recaída en el consumo de cocaína, ya que la evidencia acumulada indica que los antagonistas de estos receptores parecen ser muy prometedores para atenuar la recompensa y la recaída de la cocaína en modelos preclínicos de adicción.

- Estudiar si D3R está involucrado en el aumento de los niveles plasmáticos de corticosterona durante la recaída en la CPP.

- Estudiar las modificaciones en la expresión de DAT y D3R en el núcleo NAc (shell) durante la recaída en el CPP causada por el estrés y por un priming de cocaína en ratones condicionados a la cocaína; Además, estudiamos si el bloqueo de D3R impide las modificaciones de esas expresiones.

- Investigar los cambios en la cascada de mTOR en BLA y DG en la recaída en la CPP inducida por un priming de cocaína y estrés social.

La metodología desarrollada se ha dividido en dos fases, primero se realizó un estudio de comportamiento utilizando la CPP, y luego un estudio molecular procesando las muestras obtenidas (cerebro y plasma) para interpretar los cambios que ocurrieron en la primera fase.

Los diferentes grupos experimentales de ratones machos de la cepa C57BL/6 se condicionaron con cocaína a una dosis de 25 mg/kg durante cuatro días. Al quinto día, se realizó una prueba de condicionamiento posterior (Post-C) y luego, durante 7-8 semanas, se extinguió la CPP (ext). Una vez que el comportamiento adictivo había cesado, se estudió la posible participación de D3R en la restauración de la CPP inducida por cocaína. Para eso, treinta minutos antes de la administración de una dosis de priming de cocaína o un solo episodio de estrés [social defeat (SD), inmovilización o dolor], administramos una dosis única del antagonista selectivo de D3R, SB-277011-A. Las dosis administradas en cada grupo fueron a) 24 o 48 mg/kg, i.p. para el grupo de priming de cocaína, estrés de inmovilización y estrés por dolor; b) 12 o 24 mg/kg, i.p. para el grupo de estrés SD. Los animales de control recibieron una inyección de vehículo (agua desionizada, 1 ml/kg, i.p.). Además, los niveles plasmáticos de corticosterona (como marcador de estrés) se cuantificaron por radioinmunoensayo (RIA) después de una recaída. Los resultados mostraron que el bloqueo de D3R con SB-277011-A no antagonizó la recaída en CPP causada por un priming de cocaína; por el contrario, el pretratamiento con SB-277011-A inhibió la restauración de la CPP causada por el estrés social. También hemos observado que el pretratamiento con SB-277011-A inhibió la restauración de la CPP causada por diferentes tipos de estrés fisiológico. A nivel molecular, hubo cambios en la expresión de DAT y D3R en el NAc (shell) después de la recaída en la CPP causada por un priming de cocaína y el estrés social. Además, hemos encontrado que la cascada de señalización de Akt-mTOR podría acoplarse a D3R debido a un aumento en la expresión de pAkt y pmTOR en el NAc después de la recaída en la CPP causada por un priming de cocaína y el estrés social. En la recaída en la CPP inducida por un priming de cocaína o por estrés social se modificó la expresión D3R y DAT en BLA, pero no en DG hipocampal. Hubo una disminución en la activación de mTOR en BLA y DG después del restablecimiento de CPP inducido por priming de cocaína o estrés social. En conclusión, nuestros resultados sugieren que el antagonismo de D3R podría ser un objetivo farmacológico en la prevención de la recaída inducida por el estrés en el consumo de cocaína. Además, los resultados actuales son consistentes con la hipótesis de que D3R jugaría un papel importante en el restablecimiento de la búsqueda de cocaína.

Drug addiction constitutes a serious public health problem at the international level. Among them, cocaine continues to be the most widely used illegal stimulant drug in Europe, with the highest prevalence in southern and western countries, as is the case in Spain. Addiction can be defined as a chronic and recurrent mental disorder characterized by the compulsive search for the drug. During long periods of abstinence there is a high risk of relapse in consumption, therefore, its prevention has become an object of study for the management of addiction due to the lack of effective therapies to avoid them. The importance of studying relapses is that they can be triggered by both stressful stimuli and by re-exposure to the drug itself. These same triggers are used to re-establish drug-associated behaviors in animal models. The Pavlovian paradigm of drug-induced conditioned place preference (CPP) is used to evaluate the rewarding properties of drugs of abuse.

As a consequence, the Objectives of this work have been:

- To evaluate the possible involvement of the dopaminergic receptor D3 (D3R) in the relapse in cocaine use, since accumulated evidence indicates that antagonists of these receptors seem to be very promising in attenuating cocaine reward and relapse in preclinical models of addiction.

- To study if D3R is involved in the increase of plasma corticosterone levels during relapse in CPP.

- To test the changes in the expression of DAT and D3R in the NAc shell during the relapse in the CPP caused by stress and by a priming of cocaine in mice conditioned to cocaine; in addition, we studied if the D3R blockade prevents the modifications those expression.

- To investigate the changes in the mTOR cascade in BLA and DG in the relapse in CPP induced by cocaine priming and social stress. The methodology developed has been divided into two phases, first a behavioral study using the CPP has been carried out, and then a molecular study by processing the samples obtained (brain and plasma) to interpret the changes that occurred in the first phase.

The different experimental groups of male mice of the C57BL/6 strain were conditioned with cocaine at a dose of 25 mg/kg for four days. On the fifth day, a post-conditioning test (Post-C) was performed and then, for 7-8 weeks, the CPP was extinguished (ext). Once the addictive behavior had ceased, the possible involvement of D3R in the restoration of cocaine-induced CPP was studied. For that, thirty minutes before the administration of a cocaine priming dose or a single stress episode (SD, immobilization or pain), we administered a single dose of the selective D3R antagonist, SB-277011-A. The doses administered in each group were a) 24 or 48 mg/kg, i.p. for the cocaine priming group, immobilization stress and pain stress; b) 12 or 24 mg/kg, i.p. for the SD stress group. Control animals received a vehicle injection (deionized water, 1 ml/kg, i.p.). In addition, plasma levels of corticosterone (as marker of stress) were quantified by radioimmunoassay (RIA) after relapse. The results showed that blocking D3R with SB-277011-A did not antagonize the relapse in CPP caused by cocaine-prime; by contrast, pretreatment with SB-277011-A inhibited the restoration of CPP caused by social stress. We have also observed that pretreatment with SB-277011-A inhibited the restoration of CPP caused by different types of physiological stress. At the molecular level, there were changes in the expression of DAT and D3R in the NAc shell after the relapse in CPP caused by cocaine priming and social stress. In addition, we have found that the Akt-mTOR signaling cascade could be coupled to D3R due to an increase in the expression of pAkt and pmTOR in the NAc after the relapse in CPP caused by cocaine priming and social stress. Relapse in CPP induced by cocaine priming or social stress modified D3R and DAT expression in BLA, but not in hippocampal DG. There was a decrease in mTOR activation in BLA and DG after reinstatement of CPP induced by cocaine priming or social stress. In conclusion, our results suggest that D3R antagonism could be a pharmacological target in the prevention of stress-induced relapse in the consumption of cocaine. Furthermore, present results are consistent with the hypothesis that D3R would play an important role in the reinstatement of cocaine-seeking.