Potenziazione evocata da a droga in sinapsi excitatori in u VTA

Un studiu pionieri da Ungless è i culleghi in 2001 hà dimustratu chì una sola esposizione à a cocaina hà causatu un rinfurzà a forza sinaptica in sinapsi eccitatorie nantu à i neuroni VTA DA quandu misurata 24 ore dopu in fette di cervellu (Ungless et al., 2001). Questu hè statu misuratu cum'è un aumentu di u rapportu di i currenti postsinaptici excitatori mediati da AMPA (EPSCs) annantu à l'EPSC mediati da NMDA (chjamatu u rapportu AMPA / NMDA). A LTP evocata elettricamente successiva hè stata dimustrata per esse occlusa in sinapsi VTA eccitatorie in topi trattati cù cocaina mentre chì LTD hè stata rinfurzata. Queste osservazioni cum'è una serie di altre misure elettrofisiologiche indicanu chì u cambiamentu di plasticità osservatu hà potenzialmente spartutu meccanismi simili à LTP evocatu sinapticamente (Ungless et al., 2001). Dapoi hè statu dimustratu chì l'amministrazione di altre droghe di abusu cumpresi anfetamina, morfina, etanol, nicotina è benzodiazepine pò ancu induce aumentu di a forza sinaptica in u VTA, un effettu chì ùn hè micca vistu cù droghe psicoattive chì ùn anu micca putenziale di abusu. (Saal et al., 2003; Gao et al., 2010; Tan et al., 2010). Questa osservazione mostra una convergenza di e risposte cellulari in u VTA da tutte e droghe abusate è furnisce un pussibule mecanismu neurale da quale l'iniziali neuroadattazioni sottostanti l'addiction puderanu esse attivate.

L'effettu di l'amministrazione di droga non contingente nantu à a plasticità sinaptica VTA hè spressione transitoriamente, durà almenu 5 ma menu di 10 ghjorni è hè statu dimustratu per correlate positivamente cù u sviluppu iniziale di sensibilizazione cumportamentale ma micca cù a so espressione. (Ungless et al., 2001; Saal et al., 2003; Borgland et al., 2004). Se a cocaina hè autoamministrata, u risultatu hè piuttostu diversu postu chì a plasticità in u VTA diventa persistente è pò esse rilevata ancu 90 ghjorni dopu a retirazzione. (Chen et al., 2008).

A potenziazione di sinapsi glutamatergiche nantu à e cellule VTA DA hè presumibilmente ligata à a capacità di droghe d'abusu per rinfurzà DA extracellulare in NAc. (Di Chiara è Imperato, 1988) ènd potenzialmente rapprisenta l'iniziu di l'apprendimentu di ricumpensa "patologicu" induve si verifica un "stamping in" di l'associazioni di cue di droga. Infatti, l'aumentu dipendente da u receptore NMDA in a forza sinaptica glutamatergica hè statu signalatu in i neuroni VTA DA durante l'acquistu di una associazione cue-reward (Stuber et al., 2008) è recentemente hè statu cunfirmatu chì a cocaina aumenta selettivamente u rapportu AMPA / NMDA di i neuroni VTA chì prughjettanu à u NAc in uppusizione à u PFC (Lammel et al., 2011); hè ben stabilitu chì a trasmissione di dopamina in u NAc hè critica per l'acquistu di una associazione pavloviana. (Kelley, 2004). Cusì pò esse chì quella potenziazione di i neuroni VTA DA pò rapprisintà una codificazione neurale simile à LTP, possibbilmente un prucessu di apprendimentu assuciativu, chì pò esse essenziale per i primi risposti comportamentali indotti da cocaina è hà a capacità di innescà adattazioni à longu andà chì sò sottumessi à l'addiction. ma ùn rapprisenta micca u statu addicted stessu. Cum'è prupostu da altri, pò esse chì e droghe addictive cooptanu circuiti di ricumpensa di u cervellu per "imparare" u valore di una droga à l'organismu. (Kauer è Malenka, 2007).

L'urighjini di e proiezioni glutamatergiche pertinenti à u VTA implicati in a plasticità inducida da a droga restanu da esse cumpletamente elucidati. Un studiu hà revelatu chì e sinapsi glutamatergiche VTA mirate da e proiezioni da u VTA stessu è da u nucleu pedunculopontine (PPN) mostranu una potenziazione rinfurzata da a cocaina, ma solu e sinapsi chì ricevenu input da afferenti PPN sò potenziate cù Δ.⁹-tetrahydrocannabinol (THC) (Bon è Lupica, 2010). Cusì, pare chì l'afferenti glutamatergici particulari implicati in a putenziazione induva da a droga pò varià secondu a droga in quistione è pò ancu esse u casu chì una projezzione particulare hè cumuna à tutte e plasticità excitatory evocata da droga in u VTA; l'ultimu hè ancu da esse determinatu. TU VTA riceve proiezioni estensive da parechje regioni cerebrali cumprese u PFC, l'amigdala è u nucleu subtalamicu (Geisler è Wise, 2008), parechji di i quali sò stati dimustrati per influenzà l'esplosione di i neuroni VTA DA (Grillner et Mercuri, 2002). Esperimenti futuri chì utilizanu tecniche optogenetiche puderanu aiutà à determinà e proiezioni particulare rispunsevuli di a potenziazione evocata da a droga in sinapsi VTA osservate in risposta à diverse droghe d'abusu, mettendu cusì luce nantu à a natura esatta di sta neuroadattamentu.

Meccanismi sottostanti a plasticità sinaptica evocata da a droga à a sinapsi eccitatoria in u VTA

Cum'è cù LTP indotta elettricamente in i neuroni DA midbrain, l'aumentu di a forza sinaptica in a VTA indotta da a cocaina è a nicotina hè statu dimustratu. dipende da l'attivazione di u receptore NMDA (Bonci è Malenka, 1999; Unngless et al., 2001; Mao et al., 2011). In cuntrastu, u mantenimentu di a potenziazione evocata da cocaina hè statu recentemente dimustratu chì necessitava l'attività di protein kinase Mζ (Ho et al., 2012), una isoforma di proteina chinasi C (PKC) attiva in modu autonomu, mentre chì LTP dipendente da spike timing in neuroni VTA DA di topi naïve di droga dipende da isoforme PKC convenzionali (Luu è Malenka, 2008). In u casu di a nicotina, a potenziazione sinaptica VTA richiede l'eccitazione di neuroni DA mediata da recettori somatodendritici α4β2 nicotinici acetilcolina (nAChRs) (Mao et al., 2011). L'aumentu di a liberazione presinaptica di glutamate indotti da nicotina cuntribuiscenu ancu à l'induzione di sta plasticità sinaptica particulare, probabilmente per l'attivazione aumentata di i receptori NMDA (Mao et al., 2011).

Hè relativamente più cunnisciutu di i meccanismi sottostanti à a plasticità sinaptica evocata da a cocaina cà a plasticità sottostante indotta da altre droghe d'abusu. L'applicazione di cocaina à e fette di midbrain si traduce in una potenziazione di a trasmissione di u receptore NMDA in pochi minuti è hè pruposta per esse da l'inserzione di NMDAR chì cuntenenu NR2B in sinapsi per mezu di un mecanismu chì richiede l'attivazione di D.₅ recettori è a nova sintesi di proteine ​​​​(Schilstrom et al., 2006; Argilli et al. 2008). Orexin A hè statu ancu dimustratu chì hè necessariu per l'inserzione rapida indotta da cocaina di i receptori chì cuntenenu NR2B è l'aumentu di i rapporti AMPA / NMDA; dunque l'orexina₁ L'antagonista di u receptore SB334867 hè statu dimustratu per impedisce u sviluppu di a sensibilizazione à a cocaina (Borgland et al., 2006). In più di i cambiamenti in l'espressione di subunità di u receptore NMDA, i livelli aumentati di receptori AMPA chì cuntenenu GluR1 (manca GluR2) in sinapsi sò stati osservati appena 3 h dopu l'esposizione à a cocaina.e (Argilli et al., 2008). Questa osservazione cumminata cù altre evidenza recenti hà purtatu à l'ipotesi chì l'inserzione sinaptica di receptori mancanti di GluR2 di alta conduzione cuntribuiscenu à l'espressione di potenziale sinaptica indotta da cocaina in VTA (Dong et al., 2004; Bellone et Luscher, 2006; Mameli et al., 2007; Brown et al. 2010; Mameli et al., 2011), per i recensioni vede (Kauer è Malenka, 2007; Lupu è Tseng, 2012). Questa inserzione di receptori AMPA mancanti di GluR2 dipende da a trasmissione di u receptore NMDA in i neuroni VTA DA postu chì hè assente in i topi mancanti di receptori NMDA funzionali in i neuroni DA (Engblom et al., 2008; Mameli et al., 2009). IL'inserzione di receptori AMPA mancanti di GluR2 hè significativu perchè anu proprietà uniche; sò permeabili à u calciu, anu una conduttanza di un canale unicu più grande cà i receptori chì cuntenenu GluR2, è dunque anu una grande capacità per alterà a trasmissione sinaptica. (Isaac et al., 2007). Dunque, l'inserzione di receptori AMPA mancanti di GluR2 in u VTA rapprisenta un pussibule mecanismu da quale e droghe di abusu ponu istanziate l'adattamenti plastichi sottumessi à e fasi iniziali di l'usu di droghe..

L'inserzione di receptori AMPA mancanti di GluR2 in sinapsi eccitatorie VTA hè stata ora dimustrata per esse in risposta à l'amministrazione di droghe da parechje classi, cum'è a nicotina è a morfina, è ancu dopu l'attivazione optogenetica di i neuroni DA VTA. (Brown et al., 2010). TIl a conduit à l'idée que l'insertion de récepteurs AMPA perméables à GluR2 et dépourvus de calcium représente un mécanisme universel qui pourrait sous-tendre la potentialisation des synapses VTA provoquée par la drogue.Brown et al., 2010), anche se i dati per l'anfetamina ùn sò micca necessariamente cunsistenti cù questa ipotesi (Faleiro et al., 2004). Inoltre, cum'è i receptori AMPA mancanti di GluR2 sò rettificanu internamente è cusì cunducenu assai pocu corrente à + 40 mV, a so inserzione sola ùn pò micca spiegà l'aumentu evocatu da a droga in i rapporti AMPA / NMDA. Un studiu recente chì hà misuratu risposte sinaptiche unitaria evocate da una fonte di glutamate altamente localizata (fotolisi di dui fotoni di glutammatu in gabbia) hà dimustratu, in più di affettà l'EPSC mediati da u receptor AMPA, l'esposizione à a cocaina hà ancu diminuitu l'EPSC mediati da u receptore NMDA unitario (Mameli et al. al., 2011), chì furnisce cusì un mecanismu pussibule per quale i rapporti AMPA / NMDA puderanu esse aumentati in stu scenariu (per bassu u denominatore di u rapportu). Questu hè ancu da esse investigatu cù altre droghe di abusu.

U scambiu induvatu da droga di GluR2 chì cuntenenu cù i receptori AMPA mancanti di GluR2 pò esse invertitu da l'attivazione di i receptori mGluR1 in u VTA. (Bellone è Luscher, 2006; Mameli et al., 2007). Cusì, u scambiu di i receptori AMPA mediatu da mGluR1 furnisce un mecanismu chì pò spiegà perchè a potenziazione evocata da a droga di sinapsi VTA hè di natura transitoria, dura 5 ma micca 10 ghjorni (Ungless et al., 2001; Mameli et al., 2007). Infatti, se a funzione mGluR1 in u VTA hè ridutta 24 ore prima di l'amministrazione di cocaina, a rettificazione interna indotta da cocaina persiste oltre 7 ghjorni (Mameli et al., 2007, 2009). Dunque, una spiegazione pussibule per perchè u rinfurzamentu sinapticu evocatu da a cocaina persiste in a VTA dopu l'auto-amministrazione di cocaina (a cuntrariu di l'amministrazione non contingente) puderia esse chì l'auto-amministrazione di cocaina porta à a depressione di a segnalazione mGluR1 in u VTA.

Plasticità sinaptica evocata da a droga in sinapsi inibitori in u VTA

EI sinapsi xcitatori ùn sò micca l'unicu tipu di sinapsi in i neuroni VTA DA chì sò affettati da l'amministrazione non contingente di droghe d'abusu. Sinapsi inibitori in a VTA anu ancu un rolu criticu in u cuntrollu di a freccia di u focu di i neuroni DA, cusì a plasticità in sinapsi GABAergica hà a capacità di influenzallu drammaticamente a trasmissione DA. Infatti, a cocaina, a morfina è l'etanolu ponu tutti influenzà a plasticità sinaptica inibitoria in u VTA (Melis et al., 2002; Liu et al. 2005; Nugent et al., 2007). Esposizione ripetuta di cocaina in vivo per 5-7 ghjorni provoca una riduzione di l'amplitude di i currenti sinaptici mediati da GABA, facilitendu cusì l'induzione di LTP in e cellule VTA riducendu a forza di l'inibizione GABAergica (Liu et al., 2005). Studi successivi palesanu u miccanisimu di sta inhibition per esse LTD dipendente da endocannabinoidi in sinapsi GABAergic chì implica l'attivazione di ERK1/2 (Pan et al., 2008, 2011). GABA_A sinapsi di u receptore nantu à i neuroni di dopamina VTA mostranu ancu una robusta LTP dipendente da NMDA (chjamata LTP_GABA) in risposta à una stimulazione à alta frequenza (Nugent et al., 2007). Questu LTP_GABA hè assente in fette VTA 2 è / o 24 h dopu in vivo somministrazione di morfina, nicotina, cocaina o etanolo (Nugent et al., 2007; Guan è Ye, 2010; Niehaus et al., 2010). In u casu di l'etanol, a prevenzione di LTP_GABA hè mediata da u receptore μ-opioide (Guan è Ye, 2010) Inseme cù a putenziazione sinaptica in sinapsi excitatory, sta perdita di LTP_GABA duverebbe aumentà u focu di i neuroni VTA DA dopu l'esposizione à a droga.

A trasmissione lenta di GABA hè statu ancu dimustrata recentemente per esse affettata da droghe di abusu. Cusì una sola dosa di metanfetamina o cocaina hè abbastanza per debilitatu significativamente a capacità di GABA._B i receptori per cuntrullà u tiru di neurone VTA GABA quandu hè misuratu ex vivo 24 h dopu (Padgett et al., 2012). A perdita indotta da metanfetamina di u potenziale postsinapticu inibitore lento (IPSC) nasce da una riduzione di GABA._B I currenti di u canali di potassiu (GIRK) accoppiati à a proteina GIRK, per via di cambiamenti in u trafficu di prutezione, è hè accumpagnatu da una diminuzione significativa di a sensibilità di GABA presinaptic._B recettori in i neuroni GABA di u VTA. A cuntrariu di l'influenze indutte da a droga nantu à GABA_A sinapsi sta depressione di GABA_BA signalazione R-GIRK persiste per ghjorni dopu l'iniezione (Padgett et al., 2012).

Correlates comportamentali di a putenziazione evocata da a droga in e cellule VTA DA

Cumu l'ammentatu prima, l'effettu di l'amministrazione di droghe non contingente nantu à a plasticità sinaptica in i neuroni VTA DA hè spressu transitoriamente, durà almenu 5 ma menu di 10 ghjorni è hè statu dimustratu per correlate positivamente cù u sviluppu iniziale di sensibilizazione cumportamentale, ma micca cù a so espressione. (Ungless et al., 2001; Saal et al., 2003; Borgland et al., 2004). In supportu di l'ipotesi chì a potenziazione evocata da a droga di sinapsi VTA rapprisenta l'induzione di sensibilizazione cumportamentale, l'amministrazione intra-VTA di antagonisti di glutamate riduce, è l'up-regulation GluR1 mediata viralmente aumenta e proprietà di sensibilizazione locomotore di droghe (Carlezon et al., 1997; Carlezon è Nestler, 2002). Una forte evidenza di l'implicazione di u receptore NMDA chì cuntene NR2A è B hè furnita da l'osservazione chì l'inibizione farmacologica di l'una o l'altra impedisce sia u sviluppu di a sensibilizazione è l'aumentu assuciatu da a cocaina in i rapporti AMPA / NMDA (Schumann et al., 2009). Tuttavia, i topi cù l'eliminazione mirata di NR1 o GluR1 (selettiva per i neuroni DA midbrain) o l'eliminazione globale di GluR1 mostranu una sensibilizazione comportamentale intatta è ancu mostranu correnti di recettore AMPA alterati dopu u trattamentu di cocaina (Dong et al., 2004; Engblom et al., 2008). Una torsione addiziale hè furnita da l'osservazione chì u CPP è u cumpurtamentu locomotore cundizionatu hè assente in i topi knockout GluR1 (Dong et al., 2004) è l'estinzione di cocaina CPP hè assente in i topi cù l'eliminazione di GluR1 destinata à i neuroni DA midbrain (Engblom et al., 2008), mentri in i topi knockout NR1 a reintegrazione di cocaina CPP è l'espressione di sensibilizazione cumportamentale hè attenuata (Engblom et al., 2008; Zweifel et al., 2008). Cusì, ancu cù l'avvertimentu di a cumpensazione di u sviluppu potenziale in i topi mutanti è / o una pussibule eliminazione incompleta, hè pussibule chì i prucessi neurali chì guvernanu a potentiazione evocata da a droga di i neuroni DA è a sensibilizazione cumportamentale sò dissociati. Piuttostu pò esse chì a putenziazione di sinapsi VTA pò cuntribuisce à l'attribuzione di salience d'incentive à i segnali assuciati à a droga.

A misurazione di i cambiamenti sinaptici dopu l'amministrazione di droghe non contingente hè limitata in quantu à l'infurmazioni nantu à u statu di a malatia attuale di l'addiction. Più rilevanti per a cundizione umana sò studii induve i cambiamenti in a plasticità sinaptica sò misurati dopu l'amministrazione contingente di droghe, per esempiu, l'auto-amministrazione operante. In questu sensu, u rinfurzamentu sinapticu di e cellule VTA DA induce da l'auto-amministrazione di cocaina hè unicu persistente, dura 3 mesi in l'astinenza è dimustratu chì hè resistente à a furmazione di estinzione (Chen et al., 2008). Cusì, ancu s'ellu inizialmente prupostu per esse un avvenimentu transitoriu, pare chì a plasticità evocata da a droga in u VTA hà a capacità di esse longu, dimustrendu chì u metudu di amministrazione (contingent versus non-contingent) hè un determinante criticu di a so longevità. . Questu hè sustinutu da l'osservazione chì i cuntrolli di u yoked in stu studiu ùn anu micca mostratu un aumentu simili in u rapportu AMPA / NMDA; suggerenu chì hè l'apprendimentu di l'associazione cue-ricompensa o azione-risultatu chì guida a plasticità. In cuntrastu, l'auto-amministrazione di l'alimentariu o di saccarosi sottu paràmetri simili producenu aumenti in i rapporti AMPA / NMDA chì persistenu per 7, ma micca 21 ghjorni in l'astinenza, dimustramente transitori paragunatu à quellu indottu da a cocaina (Chen et al., 2008). A mancanza di persistenza di a plasticità indotta da l'alimentariu dimostra chì u cambiamentu in a forza sinaptica indotta da a cocaina ùn hè micca solu una rappresentazione neurale di i prucessi d'apprendimentu strumentali o cue-reward implicati in u paradigma di autoamministrazione operante. per se, piuttostu un effettu specifichi di droga chì potenzialmente rapprisenta un rinfurzamentu patologicu di l'associazioni di droga-cue. Cum'è diciatu prima, i segnali chì predicanu a ricumpensa sò stati ancu trovati per causà un aumentu di i rapporti AMPA / NMDA in u VTA, ancu s'ellu ùn hè micca cusì persistente, chì sustene un rolu per questa mudificazione di a funzione sinaptica excitatoria in l'apprendimentu di ricumpensa (Stuber et al., 2008).

Curiosamente, a magnitudine di l'aumentu di u rapportu AMPA / NMDA hè simile, indipendentemente da u numeru di injections (single vs multiple), protokollu di amministrazione (contingent versus non-contingent), è a durata di l'accessu (accessu limitatu versus accessu allargatu) (Borgland et al., 2004; Chen et al., 2008; Mameli et al., 2009). Questu indica chì l'aumentu di u rapportu AMPA / NMDA osservatu in e cellule VTA DA hè potenzialmente un avvenimentu permissiu, forse chì signala "salienza" in uppusizione à rapprisintà una iniziazione di neuropatologia sottostante chì presumibilmente aumenteria cù l'esposizione cuntinuata.

Plasticità evocata da droghe in sinapsi eccitatorie in NAc

A cuntrariu di u VTA, una sola iniezione di cocaina ùn causa micca aumenti di forza sinaptica in NAc quandu misurata 24 h dopu. (Thomas et al., 2001; Kourrich et al., 2007). Questa osservazione è a scala di tempu bidirezionale chì seguita cù l'amministrazione ripetuta è a retirazzione ddimostra chì a plasticità indotta da droga in NAc hè marcatamente sfarente da quella osservata in VTA.. Infatti, quandu iniezioni ripetute di cocaina sò amministrate (per induce a sensibilizazione cumportamentale), una diminuzione di u rapportu AMPA / NMDA hè osservata in sinapsi di cunchiglia NAc quandu misurata 24 h dopu l'ultima amministrazione.n (Kourrich et al., 2007). Questa depressione sinaptica da a cocaina ripetuta pare esse ligata à a plasticità in u VTA; dopu a disrupzione selettiva di a funzione mGluR1 in u VTA, solu una sola iniezione di cocaina hè necessaria per causà sta stessa depressione di sinapsi NAc (Mameli et al., 2009). TL'autori di stu studiu postulanu chì l'excitazione rinfurzata di e proiezioni VTA pò facilità a liberazione coincidente di DA è glutamate in NAc per via di una liberazione rinfurzata di DA.. Questu pò cambià a soglia per l'induzione di plasticità lucale in u NAc affettendu l'eccitabilità di u circuitu o integrendu prucessi di signalazione intracellulare (Mameli et al., 2009).

U significatu funziunale di a depressione di sinapsi NAc durante a retirazzione aguda ùn hè micca chjaru in questa fase. Una spiegazione pussibule pò esse chì a depressione di i neuroni spinosi medii NAc (MSN) riduce a so risposta à stimuli naturali gratificante, cuntribuiscenu dunque à l'anedonia sperimentata durante l'abstinenza acuta. Puderia ancu esse chì a diminuzione osservata in u rapportu AMPA / NMDA pò esse u risultatu di l'inserzione di a membrana di i receptori NMDA chì cuntenenu NR2B (aumentendu cusì u denominatore di u rapportu) postu chì si trovanu novi sinapsi silenti in a cunchiglia NAc dopu l'esposizione di cocaina. (Huang et al., 2009). Sinapsi glutamatergiche silenziose, chì esprimenu currenti funziunali mediati da u receptore NMDA in l'absenza di currenti mediati da u receptor AMPA, sò pensati à pussede una capacità aumentata di sottumette u rinfurzamentu di a trasmissione sinaptica (Isaac et al., 1995). Una volta generati, sti sinapsi silenzii ponu facilità u reclutamentu di i receptori AMPA, aumentendu cusì a trasmissione sinaptica eccitatoria. Questu furnisce un pussibule mecanismu per spiegà l'aumentu di u livellu di a superficia di i receptori AMPA è u rapportu AMPAR / NMDAR sussegwente osservatu in NAc durante a retirazzione prolungata. (Boudreau è lupu, 2005; Boudreau et al., 2007; Kourrich et al., 2007; Conrad et al., 2008). I receptori NMDA chì cuntenenu NR2B in u NAc puderianu ancu esse implicati in a furmazione di associazioni di cuntestu di droghe cum'è u siRNA knockdown di sta subunità impedisce a morfina CPP in i topi ma micca a sensibilizazione cumportamentale (Kao et al., 2011).

A cuntrariu di a cocaina, un regime ripetutu di esposizione intermittente à l'etanol si traduce in una potenziazione di sinapsi in risposta à un protokollu di stimulazione chì induceva prima LTD quandu misurata 24 h dopu l'ultima esposizione (Jeanes et al., 2011). Questa potenziazione dipendente da NMDA hè transitoria, postu chì dopu à 48 ore di ritirata hè stata dissipata è nè LTP nè LTD ponu esse indotti (Jeanes et al., 2011). L'autori interpretanu tali cambiamenti robusti in a plasticità NAc cum'è un indicatore di l'impurtanza potenziale di stu prucessu in neuroadattazioni indutte da etanolu. Inoltre, à u cuntrariu di i psicostimulanti, l'etanolu pò agisce à i receptori NMDA, dunque hà a capacità di influenzà direttamente a signalazione glutamatergica.

Potenziazione sinaptica osservata in NAc dopu un periodu di ritirata

In cuntrastu à a depressione osservata durante l'abstinenza acuta, a potenziazione di sinapsi di shell NAc hè osservata dopu à 10-14 ghjorni di ritirata da l'amministrazione ripetuta di cocaina o morfina (Kourrich et al., 2007; Wu et al. 2012). Inoltre, dopu à 7 ghjorni di ritirata da una sola amministrazione di cocaina, un aumentu di l'amplitude di mEPSC è una perdita di LTP indotta da stimulazione d'alta frequenza (HFS) si trova in i neuroni NAc core è shell chì esprimenu a dopamina D.₁ récepteur (Pascoli et al., 2012). Tu so cambiamentu in a capacità di induce a plasticità sinaptica hè chjamata metaplasticità. A metaplasticità indotta da a cocaina hè ancu osservata dopu a ritirata da l'auto-amministrazione di cocaina. Cusì, i ratti chì anu auto-amministratu cocaina seguita da 3 settimane di estinzione o astinenza mostranu un marcatu. in vivo deficit in a capacità di sviluppà LTP in u core NAc dopu a stimulazione di u PFC. Questa osservazione hè stata accumpagnata da un shift versu a sinistra in a curva input-output suggerendu una potenziazione di l'amplitude fEPSP (Moussawi et al., 2009). A potenziazione di sinapsi NAc hè ancu osservata in forma di currenti aumentati mediati da AMPA dopu à un periudu prolongatu di astinenza dopu l'auto-amministrazione (Conrad et al., 2008). Cullittivamenti, sti dati suggerenu chì a potenziazione sinaptica in u NAc si sviluppa sia in funzione di a durata di a retirazzione, sia in funzione di u tempu da a prima amministrazione di cocaina. Un studiu recente sustene l'ultima interpretazione cum'è aumenti simili in a frequenza di mEPSC sò stati osservati in D₁ MSN chì esprimenu u receptore in i topi malgradu l'assenza o a presenza di un periodu di ritirata prolungatu dopu l'amministrazione ripetuta di cocaina (Dobi et al., 2011). Dunque, pare chì l'avvenimenti chì portanu à i cambiamenti in a trasmissione glutamatergica in u NAc piglianu un pocu di tempu per sviluppà.

A cuntribuzione di e subunità specifiche di u receptor AMPA à questu cambiamentu varieghja secondu u stadiu di a retirazzione è u metudu di amministrazione; 10-21 ghjorni dopu a rinuncia da i receptori AMPA passivi è auto-amministrativi chì cuntenenu GluR2 parenu esse rispunsevuli di cambiamenti in a trasmissione AMPA. (Boudreau è lupu, 2005; Boudreau et al., 2007; Kourrich et al., 2007; Ferrario et al., 2010) mentre chì oltre 21 ghjorni, i receptori AMPA mancanti di GluR2 sò aghjuntu à sinapsi. L'ultima scuperta pare esse u casu solu quandu a cocaina hè autoamministrata (Conrad et al., 2008; McCutcheon et al., 2011), si veda (Mameli et al., 2009). Data l'aumentu di a conduttanza di i receptori AMPA mancanti di GluR2, pò esse chì a so inserzione si faci in risposta à a depressione di sinapsi NAc causata da l'auto-amministrazione di cocaina, risultatu in una risposta MSN aumentata à input eccitatori chì attivanu a ricerca di cocaina in u futuru. Infatti, bluccà i receptori AMPA mancanti di GluR2 in NAc impedisce l'espressione di a ricerca di cocaina indotta da cue incubata (Conrad et al., 2008), è a ricerca di cocaina indotta da AMPA o da cocaina hè ancu bluccata da iniezioni di oligonucleotidi antisensu di GluR1 mRNA in u NAc (Ping et al., 2008).

A sfida di a droga dopu a ritirata torna a putenza sinaptica à a depressione

L'aumentu di a forza sinaptica è l'espressione di a superficia di subunità di u receptore AMPA indotta da a cocaina in u NAc dopu a ritirata da l'amministrazione non contingente hè successivamente invertita dopu l'amministrazione di più iniezioni di cocaina (re-challenge) (Thomas et al., 2001; Boudreau et al., 2007; Kourrich et al., 2007; Ferrario et al., 2010). Cusì, a depressione sinaptica hè di novu osservata in a cunchiglia NAc quandu hè misurata 24 h dopu à sta iniezione di cocaina (Thomas et al., 2001), si veda (Pascoli et al., 2012). Cumportamentu, questu pare esse correlate cù l'espressione di sensibilizazione, è in u casu di l'anfetamina almenu, hè statu dimustratu per esse mediata da clatrina è dipendente da l'endocitosi dipendente da GluR2 di i receptori AMPA postsinaptici (Brebner et al., 2005). A diminuzione di l'espressione di a superficia di i receptori AMPA dopu a sfida di cocaina hè transitoria postu chì in 7 ghjorni l'espressione superficiale si recupera à livelli paragunabili à i ratti pretrattati di cocaina senza sfida (Ferrario et al., 2010). Comu tali, pare chì a storia di l'esposizione à a cocaina è u ritiru pò cambià facilmente a direzzione di a plasticità sinaptica in u NAc.

Un ligame direttu hè statu fattu recentemente trà a putenziazione di sinapsi cortico-accumbali nantu à D₁ e cellule pusitive di u receptore dopu a retirazzione di 7 ghjorni è l'espressione di sensibilizazione. Cum'è diciatu prima, dopu à 7 ghjorni di ritirata da una sola amministrazione di cocaina, queste sinapsi si trovanu potenziate in u core è in a cunchiglia (cum'è misurata da un aumentu di l'amplitude mEPSC) è a LTP indotta da HFS hè ridutta. U listessu ùn hè statu trovu per sinapsi nantu à D₂ cellule positive per i recettori (Pascoli et al., 2012). Quandu inverte optogenetically in vivo via un protocolu cunnisciutu per induce LTD, sinapsi cortico-accumbal nantu à D₁- e cellule pusitive di u receptore mostravanu mEPSC ridotti è l'espressione di sensibilizazione locomotore hè stata impedita. Hè impurtante chì a capacità di HFS per induce LTP hè stata restituita à questi neuroni (Pascoli et al., 2012), dimustrendu cusì un ligame direttu trà questa adattazione sinaptica particulare in sinapsi cortico-accumbal è l'espressione di sensibilizazione à a cocaina.

Fattori di trascrizione

I fattori di trascrizione sò proteine ​​​​chì si liganu à sequenze di DNA specifiche per regulà a trascrizione genica interagisce cù u cumplessu RNA polimerasi II (Mitchell è Tjian, 1989). I fattori di trascrizzione ponu esse indotti o ripressi in risposta à stimuli ambientali, risultatu in cambiamenti in l'espressione genica è in ultimamente a funzione neuronale. Un numeru di fattori di trascrizione sò stati identificati per u so rolu potenziale in l'addiction perchè a so espressione è attivazione hè regulata in a via mesocorticolimbica dopu l'esposizione à droghe d'abusu. ΔFosB hè un tali fattore di trascrizzione chì hà ricevutu una attenzione particulare per via di a so stabilità inusual. ΔFosB hè una variante di splice troncata di u genu FosB, è sparte l'omologia cù altri membri di a famiglia Fos cumpresi c-Fos, FosB, Fra1, è Fra2 chì tutti heterodimerize cù e proteine ​​​​di a famiglia Jun (c-Jun, JunB, o JunD) per furmà. fattori di trascrizione attivatori di proteina-1 (AP-1) (Morgan è Curran, 1995). Questi altri membri di a famiglia Fos sò indotti rapidamente in u striatum in risposta à l'amministrazione aguda di psicostimulanti, ma per via di a so inestabilità, sta espressione hè transitoria è torna à i livelli basali in pochi ore (Graybiel et al., 1990; Young et al., 1991; Hope et al., 1992). À u cuntrariu, ΔFosB s'accumula in u striatum dopu l'amministrazione cronica di droga, è a so espressione persiste per parechje settimane dopu l'ultima esposizione di droga (Hope et al., 1994; Nye et al., 1995; Nye è Nestler, 1996; Pich et al., 1997; Muller è Unterwald, 2005; McDaid et al., 2006). I dati da esperimenti di cumportamentu sustenenu un rolu per ΔFosB in alcuni di l'effetti duraturi impartiti da droghe di abusu. L'espressione eccessiva di ΔFosB in u striatum risulta in risposti locomotori aumentati à a cocaina acuta è cronica, è aumenta e proprietà di rinforzu di a cocaina è di a morfina (Kelz et al., 1999; Colby et al., 2003; Zachariou et al., 2006), mentri l'inibizione di ΔFosB produce l'effetti comportamentali opposti (Peakman et al., 2003). A causa di a so capacità di aumentà e proprietà motivazionali incentive di droghe di abusu, stu fattore di trascrizione hè statu prupostu di rapprisintà un "switch molecular" chì facilita a transizione à l'addiction (Nestler, 2008).

A proteina di legame di l'elementu di risposta cAMP (CREB) hè un altru fattore di trascrizione chì hè statu u focu di una quantità considerableu di ricerca per via di u so rolu prupostu in a plasticità indotta da droghe (McPherson è Lawrence, 2007). CREB hè spressione ubiquitously in u cervellu, è pò esse attivatu da una multitùdine di vie di signalazione intracellulare chì culminanu in a so fosforilazione à a serina 133 (Mayr è Montminy, 2001). CREB fosforilata (pCREB) stimola u reclutamentu di a proteina CREB-binding protein (CBP) chì facilita a trascrizione di vari geni downstream (Arias et al., 1994). pCREB hè induce rapidamente in u striatu dopu l'esposizione à psicostimolanti (Konradi et al., 1994; Kano et al., 1995; Walters è Blendy, 2001; Choe et al., 2002) è questu hè l'ipotesi di rapprisintà un mecanismu omeostaticu chì contrasta e risposti comportamentali à e droghe d'abusu (McClung è Nestler, 2003; Dong et al., 2006). In cunfurmità cù questu, l'overespressione di CREB in a cunchiglia NAc riduce e proprietà gratificante di a cocaina in un paradigma di preferenza di locu cundizionatu (CPP), mentre chì u cuntrariu hè osservatu annantu à l'inibizione di CREB in questa regione (Carlezon et al., 1998; Pliakas et al., 2001). In listessu modu, u knockdown geneticu o l'inibizione di CREB in u striatum dorsale conferisce una sensibilità aumentata à e proprietà di attivazione locomotore di i psicostimulanti, aghjunghjendu più sustegnu à questa ipotesi (Fasano et al., 2009; Madsen et al., 2012).

Mentre i dati di l'esperimenti CPP sustene l'idea di CREB chì agisce cum'è un modulatore negativu di a ricumpensa di droga, almenu in quantu à a cocaina, questu pò esse una simplificazione eccessiva. Una quantità di studii chì utilizanu diverse tecniche per cambià a funzione CREB in a cunchiglia NAc anu revelatu chì l'inibizione di CREB riduce u rinforzu di cocaina in un paradigma di autoamministrazione (Choi et al., 2006; Green et al., 2010; Larson et al., 2011), mentre chì u rinforzu di cocaina hè rinfurzatu da a sovraespressione CREB in questa regione (Larson et al., 2011). Questi risultati divergenti sò prubabilmente dovuti à differenze fundamentali trà e prucedure di cundizionamentu strumentale è pavlovianu, è ancu volontariu. vs. amministrazione involuntaria di droga. CPP implica prucessi di apprendimentu assuciativu, è hè pensatu per esse una misura indiretta di e proprietà hedonic di una droga piuttostu cà u rinforzu di droga. per se (Bardo è Bevins, 2000). L'auto-amministrazione voluntaria di droghe pò esse influenzata da una quantità di fatturi emotivi, è a capacità di l'attività CREB in u NAc per riduce e risposte à stimuli ansiogeni (Barrot et al., 2002) è attenuà u cumpurtamentu depressivu (Pliakas et al., 2001) puderia influenzà a propensione à l'auto-amministrazzioni di droga. Curiosamente, l'eliminazione di CREB da u PFC risulta in una motivazione diminuita per autoamministrare cocaina (McPherson et al., 2010), chì dimustranu chì l'effettu di a manipulazione CREB nantu à u cumpurtamentu varieghja ancu per e diverse regioni cerebrali. Questu ùn hè forse micca surprisante postu chì u transcriptome CREB differisce marcatamente secondu u tipu di cellula (Cha-Molstad et al., 2004) è saria dunque impurtante d'identificà i cambiamenti in l'espressione genica chì si verificanu in a valle di CREB chì cuntribuiscenu à questi fenotipi. Cumplicà ancu e cose hè l'osservazione chì CREB in a cunchiglia NAc hè essenziale per a CPP di nicotina (Brunzell et al., 2009), chì suggerenu chì i meccanismi sottumessi à a ricumpensa di nicotina cundizionata differenu da quelli sottostanti a cocaina è a morfina, chì sò tramindui rinfurzati da l'inibizione di CREB in a cunchiglia NAc (Carlezon et al., 1998; Pliakas et al., 2001; Barrot et al., 2002).

Mekanismi epigenèticu

L'epigenetica hà una quantità di definizioni, ma in a neuroscienza hè comunmente definita cum'è cambiamenti in l'espressione genica chì si verificanu per a modulazione di a cromatina chì ùn sò micca purtati da cambiamenti in a sequenza di DNA sottostante (McQuown è Wood, 2010). A cromatina descrive u statu di DNA quandu hè imballatu in a cellula. L'unità ripetitiva di basa di a cromatina hè u nucleosoma, chì hè custituitu da 147 coppie di basi di DNA avvolte attornu à un octamer cumpostu da coppie di quattru istoni core (H2A, H2B, H3 è H4) (Luger et al., 1997). Le code aminoterminali di queste istoni core possono subire una serie di modifiche post-traduzionali, tra cui acetilazione, metilazione, fosforilazione, ubiquitinazione e sumoilazione (Berger, 2007). L'aggiunta è a rimozione di sti gruppi funzionali da a coda di istoni hè realizata da un gran numaru di enzimi chì modificanu l'istone, cumprese acetiltransferasi, deacetilasi, metiltransferasi, demetilasi è kinasi (Kouzarides, 2007). Queste mudificazioni di l'histone serve per signalà u reclutamentu di fatturi di trascrizzione è altre pruteine ​​implicate in a regulazione trascrizionale, è alteranu a conformazione di cromatina per rende l'ADN più o menu accessibile à a machina trascrizionale (Strahl è Allis, 2000; Kouzarides, 2007; Taverna et al., 2007). I miccanismi epigenetici rapprisentanu dunque un mezzu impurtante per quale stimuli ambientali ponu regulà l'espressione genica è in ultimamente u cumpurtamentu.

Recentemente, a mudificazione di a cromatina hè stata ricunnisciuta cum'è un mecanismu impurtante sottu à i cambiamenti indotti da droghe in plasticità è cumpurtamentu (Renthal è Nestler, 2008; Bredy et al., 2010; McQuown è Wood, 2010; Maze è Nestler, 2011; Robison è Nestler, 2011). A prima evidenza per questu hè vinuta da esperimenti di Kumar è i culleghi chì anu utilizatu analisi di immunoprecipitazione di cromatina (ChIP) per dimustrà chì a cocaina induce mudificazione di l'histone à i promotori di geni specifichi in u striatum (Kumar et al., 2005). In particulare, l'amministrazione aguda di cocaina hà risultatu in l'iperacetilazione H4 cFos promotore, mentre chì l'amministrazione cronica hà risultatu in l'iperacetilazione H3 di u BDNF e Cdk5 promotori. L'acetilazione di l'istone implica u trasferimentu enzimaticu di un gruppu acetile à a coda N-terminale basica di l'histone, chì neutralizza l'interazzione elettrostatica trà l'istone è l'ADN caricatu negativamente, rendendu più accessibile à l'apparatu trascrizionale (Loidl, 1994). Questu hè coherente cù a capacità di a cocaina per aumentà l'espressione di i fatturi di trascrizione di a famiglia Fos in modu acutu (Graybiel et al., 1990; Young et al., 1991), mentri BDNF è Cdk5 sò indotti solu nantu à l'esposizione cronica (Bibb et al., 2001; Grimm et al., 2003).

Un statu iperacetilatu di l'histone pò ancu esse ottenutu sperimentalmente da l'amministrazione di l'inhibitori di l'histone deacetylase (HDAC), è queste droghe sò state aduprate per esaminà l'effetti di l'aumentu glubale di l'acetilazione di l'histone nantu à risposti comportamentali à droghe d'abusu. L'amministrazione sistemica di inibitori HDAC aumenta sinergicamente l'iperacetilazione osservata in risposta à a cocaina in u striatum (Kumar et al., 2005), è questu potenzia a locomozione indotta da cocaina è a ricumpensa di cocaina (Kumar et al., 2005; Sun et al. 2008; Sanchis-Segura et al., 2009). L'inibizione di HDAC pò ancu aumentà a sensibilizazione locomotoria à l'etanol è a morfina, è facilita a CPP di morfina (Sanchis-Segura et al., 2009), In ogni modu, l'inhibitori HDAC sò stati ancu trovati per impediscenu u sviluppu di sensibilizazione à una sola esposizione di morfina (Jing et al., 2011), è riduce a motivazione per l'autosomministrazione di cocaina (Romieu et al., 2008). Queste scuperte cuntrastanti ponu riflette diffirenzii in i protokolli di l'amministrazione, è impurtante dimustranu chì l'inhibitori di HDAC ùn potenzianu micca indiscriminatamente e risposte cumportamentali à e droghe in tutte e cundizioni.

A causa di u so effettu permissivu nantu à a trascrizione di geni, l'inhibitori HDAC ponu ancu agisce per facilità certi tipi di apprendimentu (Bredy et al., 2007; Lattal et al., 2007). Hè statu recentemente dimustratu chì l'amministrazione di un inibitore HDAC dopu a riesposizione à un ambiente precedentemente accoppiatu di cocaina pò facilità l'estinzione di CPP indotta da cocaina, è questu hè probabilmente ligatu à l'aumentu di l'acetilazione di l'histone H3 in NAc (Malvaez et al., 2010). L'infusione di l'inhibitore HDAC suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA) direttamente in NAc durante a fase di cundizionamentu di CPP aumenta a ricumpensa di cocaina condizionata (Renthal et al., 2007), chì indica chì l'inibizione HDAC in questa regione pò facilità l'apprendimentu in relazione à a ricumpensa è l'apprendimentu di l'estinzione, secondu u cuntestu in quale a droga hè amministrata. Ulteriori esperimenti anu revelatu un rolu per HDAC5, è HDAC endogenu spressione assai in u NAc in modulazione di ricumpensa di cocaina. L'amministrazione di cocaina aumenta a funzione HDAC5 regulendu a so defosforilazione è l'importazione nucleare successiva, è a defosforilazione di HDAC5 in u NAc impedisce u sviluppu di una CPP di cocaina (Taniguchi et al., 2012). In modu simile, l'espressione eccessiva di HDAC5 in NAc durante a fase di cundizionamentu di CPP attenua a ricumpensa di cocaina, è questu effettu hè invertitu annantu à l'espressione di una forma mutante di HDAC5 in NAc (Renthal et al., 2007). Hè pussibule chì HDAC5 esercite questi effetti inibendu a trascrizione di geni indotta da droghe chì normalmente aumenta e proprietà gratificante di a cocaina.

L'analisi di u genoma di e mudificazioni di cromatina chì si verificanu in NAc per via di l'esposizione à a cocaina hà revelatu una multitùdine di mudificazioni di cromatina in e regioni promotrici di geni a valle di CREB è ΔFosB (Renthal et al., 2009). Questa analisi hà ancu revelatu una regulazione di duie sirtuine, SIRT1 è SIRT2, chì sò proteine ​​​​chì pussedenu attività HDAC è ponu ancu deacetilate altre proteine ​​​​cellulari (Denu, 2005). L'induzione di SIRT1 è SIRT2 hè assuciata à l'aumentu di l'acetilazione di H3 è a legame aumentatu di ΔFosB à i so promotori di geni, suggerenu chì sò target downstream di ΔFosB (Renthal et al., 2009). L'up-regulazione di SIRT1 è SIRT2 hè pensatu per avè una rilevanza cumportamentale; sirtuine diminuite l'eccitabilità di NAc MSN in vitro, è l'inibizione farmacologica di sirtuine diminuisce a ricumpensa di cocaina, mentri a so attivazione aumenta e risposti gratificante à a cocaina (Renthal et al., 2009).

In più di u rolu funziunale per l'HDAC, i studii genetichi anu ancu revelatu un rolu per l'histone acetyltransferases (HAT) in a mediazione di alcune di e risposti cumportamentali à e droghe d'abusu. Probabilmente u mecanismu più impurtante da quale CBP hè capaci di rinfurzà a trascrizione di geni hè per via di a so attività HAT intrinseca (Bannister è Kouzarides, 1996), è i scuperti recenti implicanu l'attività HAT di CBP in alcuni di i cambiamenti epigenetici chì risultanu da l'esposizione di droghe. In risposta à a cocaina aguda, CBP hè recrutatu à u FosB promotore induve acetilate l'istone H4 è aumenta l'espressione di FosB (Levine et al., 2005). In i topi aploinsufficianti per CBP, menu CBP hè reclutatu à u promotore chì risulta in una diminuzione di l'acetilazione di l'histone è l'espressione FosB. Questu currisponde ancu à menu accumulazione di ΔFosB in u striatum, è ùn hè micca surprisante chì questi topi mostranu una sensibilizazione diminuita in risposta à una sfida di cocaina (Levine et al., 2005). Recentemente, utilizendu u sistema di ricombinazione cre-lox Malvaez è i culleghi anu investigatu u rolu di l'attività CBP situata specificamente in u NAc nantu à a trascrizione è u cumpurtamentu di geni indotti da cocaina (Malvaez et al., 2011). Hè statu infurmatu chì l'eliminazione mirata di CBP in u NAc hà risultatu in una riduzzione di l'acetilazione di l'istone è l'espressione di c-Fos, è l'attivazione locomotoria alterata in risposta à a cocaina sia aguda sia cronica (Malvaez et al., 2011). A ricumpensa di cocaina cundizionata hè stata ancu inibita in questi topi, fornendu a prima evidenza chì l'attività di CBP in NAc hè impurtante per a furmazione di ricordi assuciati à a droga (Malvaez et al., 2011).

Ricertamenti, esperimenti da u laboratoriu Kandel anu revelatu chì i meccanismi epigenetici ponu esse sottumessi à l'ipotesi di capacità di a nicotina per agisce cum'è "droga di porta". I topi pretrattati cronicamente cù nicotina prima di l'esposizione à a cocaina mostravanu una sensibilizazione locomotoria rinfurzata è una ricumpensa di cocaina cumparatu cù i topi ingenu à a nicotina (Levine et al., 2011). Inoltre, u pretrattamentu di nicotina hà risultatu in una depressione indotta da cocaina aumentata di LTP in sinapsi eccitatorie in u core NAc, un effettu chì ùn hè micca vistu cù a nicotina sola. L'analisi di e mudificazioni di l'histone indotte da l'esposizione à a nicotina di 7 ghjorni hà revelatu un aumento di l'acetilazione H3 è H4 à u FosB promotore in u striatum, un effettu chì ùn era micca cusì pronunzianu in risposta à l'amministrazione di cocaine di 7 ghjorni. L'attività HDAC hè stata ridutta in u striatum di i topi trattati cù nicotina, ma invariata in i topi trattati cù cocaina. Sorprendentemente, l'infuzione di un inibitore HDAC direttamente in u NAc hà sappiutu imità l'effetti di u pretrattamentu di nicotina in potenziale l'effetti di a cocaina. Nisunu di sti cambiamenti sò stati osservati quandu i topi sò stati trattati cù cocaine prima di nicotina, cunfirmendu a specificità tempurale di questi effetti. Questa elegante serie di esperimenti hà furnitu una spiegazione epigenetica pussibule per quessa chì u fumu di sigaretta precede quasi sempre l'usu di cocaina in a pupulazione umana (Kandel, 1975; Kandel et al., 1992).

In più di l'acetilazione di l'istone, a metilazione di l'istone hè stata recentemente ricunnisciuta cum'è una modificazione di cromatina rilevanti per u cumpurtamentu indotta da droghe d'abusu (Laplant et al., 2010; Maze et al., 2010, 2011). A metilazione di l'istone implica l'aggiunta enzimatica di unu, dui o trè gruppi metilici à i residui di lisina o arginina à l'N-terminale di e code di istona, è hè assuciatu cù l'attivazione trascrizionale o a ripressione, secondu a natura di a mudificazione (Rice è Allis). , 2001). I primi studii per esaminà a metilazione di l'istone indotta da a cocaina anu purtatu à l'identificazione di duie metiltransferasi di istona, G9a è G9a-like protein (GLP), chì eranu persistentemente regulate in u NAc 24 h dopu à l'esposizione di cocaina non contingente è a cocaina. - l'amministrazione (Renthal et al., 2009; Maze et al., 2010). Questa down-regulation hè stata ligata à diminuzioni simili in l'histone H3 lysine 9 (H3K9) è 27 (H3K27) metilazione. Successivamente, a sovraespressione G9a in NAc hè stata dimustrata per riduce l'espressione indotta da cocaina di geni selezziunati, diminuisce a ricumpensa di cocaina misurata da CPP, è inibisce l'aumentu di a densità di a spina dendritica normalmente osservata in risposta à a cocaina ripetuta (Maze et al., 2010). U cuntrariu hè accadutu quandu l'espressione G9a in u NAc hè stata inibita, risultatu in una densità di spina dendritica aumentata è una ricumpensa di cocaina rinfurzata. Ci hè evidenza chì questi cambiamenti indotti da cocaina in l'espressione di G9a è e diminuzioni successive in H3K9 è H3K27 sò regulati da ΔFosB (Maze et al., 2010). In cullettivu, sti esperimenti identificanu un rolu impurtante per a metilazione di l'histone da G9a in alcune di e cunsequenze comportamentali è biochimiche à longu andà di l'esposizione ripetuta à a cocaina.

Recentemente, a trimetilazione di l'istone H3 lisina 9 (H3K9me3) chì prima era pensata per esse una marca eterocromatica relativamente stabile, hè stata dimustrata per esse regulata dinamicamente in NAc per esposizione aguda è cronica di cocaina (Maze et al., 2011). A cocaina ripetuta hà risultatu in diminuzioni persistenti in u ligame repressiu H3K9me3 chì era particularmente arricchitu in regioni genomiche non codificanti (Maze et al., 2011). Queste scuperte iniziali suggerenu chì l'esposizione ripetuta à a cocaina pò purtà à u silenziu di certi elementi retrotrasponibili in i neuroni NAc, è saria di grande interessu per stabilisce e cunsequenze comportamentali di questi novi adattamenti epigenetici.

Data a natura duratura di l'addiction, a ricerca recente hà ancu esploratu u rolu di a metilazione di l'ADN, chì hè un adattamentu epigeneticu più stabile cumparatu cù a modificazione di l'histone. La metilazione del DNA implica l'aggiunta di gruppi metilici a basi di cisteina nel DNA, ed è generalmente associata alla repressione trascrizionale (Stolzenberg et al., 2011). L'analisi di i cervelli di i rati chì anu ricevutu iniezioni passive di cocaina in 7 ghjorni, o chì a cocaina auto-amministrata in 13 ghjorni hà revelatu una regulazione di l'ADN metiltransferasi DNMT3a in NAc 24 ore dopu l'ultima esposizione di cocaina (Laplant et al., 2010). À u cuntrariu, dopu à una esposizione più cronica di cocaina (sia passiva è auto-amministrata per 3 settimane o più) è un periodu di ritirata di 28 ghjorni, dnmt3a L'ARNm hè statu rinforzatu significativamente in u NAc (Laplant et al., 2010). L'inibizione di a metilazione di DNA / DNMT3a specificamente in NAc hè stata successivamente dimustrata per rinfurzà sia a CPP sia a sensibilizazione locomotoria à a cocaina, mentre chì u cuntrariu hè statu osservatu dopu a sovraespressione di DNMT3a in questa regione. Inoltre, l'inibizione di DNMT3a in u NAc hà ancu impeditu l'aumentu indottu da cocaina in a densità di a spina dendritica (Laplant et al., 2010). A rilevanza cumportamentale di l'alterazioni indotte da a cocaina in a densità di a spina NAc ùn hè ancu ben capitu. Manipulazioni chì inibiscenu l'induzione di a spina indotta da droghe sò state dimustrate per riduce e proprietà gratificante di a cocaina (Russo et al., 2009; Maze et al., 2010); in ogni modu, altri studii anu truvatu chì l'inibizione di spinogenesi potenzia a ricumpensa di cocaina (Pulipparacharuvil et al., 2008; Laplant et al., 2010). Siccomu a cocaina pare induce una regulazione altamente cumplessa di diverse spine dendritiche durante u cursu di l'esposizione è di u ritiru (Shen et al., 2009), hè statu suggeritu chì sti diffirenzii ponu dipende da u tipu di spine dendritiche chì sò alterati (Laplant et al., 2010).

Da l'esperimenti descritti quì, hè chjaru chì a regulazione indotta da droghe di u potenziale trascrizionale di e cellule rapprisenta un mecanismu chjave chì influenza e risposte cumportamentali à e droghe è l'apprendimentu di ricumpensa. Un passu prossimu impurtante seria di identificà quale di sti cambiamenti epigenetici sò più rilevanti per u statu di a malatia umana di l'addiction. Dapoi chì a mera esposizione à e droghe hè insufficiente per pruduce "addiction" sia in l'omu sia in l'animali, l'incorporazione di mudelli chì misuranu più strettamente i segni di cumportamentu di a dipendenza, cum'è l'usu compulsivo di droghe è a ricaduta serà di valore significativu.