Synapse. 2008 May;62(5):358-69.
Perrotti LI, Tecelão RR, Robison B, Renthal W, Labirinto I, Yazdani S, Elmore RG, Knapp DJ, Selley DE, Martin BR, Sim-Selley L, Bachtell RK, Próprio DW, Nestler EJ.
fonte
Departamento de Psiquiatria da Universidade do Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390-9070, EUA.
Sumário
O fator de transcrição DeltaFosB acumula-se e persiste no cérebro em resposta à estimulação crônica. Esse acúmulo após exposição crônica a drogas de abuso foi demonstrado anteriormente por Western blot de forma mais dramática em regiões do estriado, incluindo estriado dorsal (caudado / putamen) e nucleus accumbens. No presente estudo, utilizamos a imuno-histoquímica para definir com maior precisão anatômica a indução de DeltaFosB em todo o cérebro de roedores após o tratamento medicamentoso crônico. Também estendemos pesquisas anteriores envolvendo cocaína, morfina e nicotina para duas drogas adicionais de abuso, o etanol e o Delta (9) -tetraidrocanabinol (Delta (9) -THC, o ingrediente ativo da maconha). Mostramos aqui que a administração crônica, mas não aguda, de cada uma das quatro drogas de abuso, cocaína, morfina, etanol e Delta (9) -THC, induz fortemente DeltaFosB no núcleo accumbens, embora diferentes padrões nas sub-regiões núcleo vs. deste núcleo eram aparentes para as diferentes drogas. As drogas também diferiram em seu grau de indução DeltaFosB no estriado dorsal. Além disso, todas as quatro drogas induziram DeltaFosB no córtex pré-frontal, com os maiores efeitos observados com cocaína e etanol, e todas as drogas induziram DeltaFosB em pequena extensão na amígdala. Além disso, todas as drogas induziram DeltaFosB no hipocampo e, com exceção do etanol, a maior parte dessa indução foi observada no dentado. Níveis mais baixos de indução DeltaFosB foram vistos em outras áreas do cérebro em resposta a um tratamento medicamentoso particular. Essas descobertas fornecem mais evidências de que a indução de DeltaFosB no nucleus accumbens é uma ação comum de praticamente todas as drogas de abuso e que, além do nucleus accumbens, cada droga induz DeltaFosB de uma maneira específica da região no cérebro.
INTRODUÇÃO
A exposição aguda à cocaína provoca a indução transitória dos fatores de transcrição c-Fos e FosB nas regiões do estriado (Graybiel et al., 1990; Hope et al., 1992; Young et al., 1991), enquanto a exposição crônica ao medicamento no acúmulo de isoformas estabilizadas de ΔFosB, uma variante de splice truncada do gene fosB (Hiroi et al., 1997; Hope et al., 1994; Moratalla et al., 1996; Nye et al., 1995). Uma vez induzido, ΔFosB persiste nessas regiões por várias semanas devido à estabilidade incomum da proteína. Pesquisas mais recentes mostraram que a estabilidade de ΔFosB é mediada pela ausência de domínios degron encontrados nos terminais C de FosB de comprimento total e todas as outras proteínas da família Fos (Carle et al., 2007) e pela fosforilação de ΔFosB em seu N -terminus (Ulery et al., 2006). Em contraste, a administração crônica de fármaco não altera o splicing do premRNA fosB no RNAm de ΔfosB nem a estabilidade do mRNA (Alibhai et al., 2007), que indica ainda que o acúmulo da proteína ΔFosB é o mecanismo predominante envolvido.
Evidências crescentes indicam que a indução de ΔFosB em regiões do estriado, em particular, o estriado ventral ou o núcleo accumbens, é importante na mediação de aspectos da dependência. A superexpressão de ΔFosB nessas regiões de camundongos indutíveis bitransgênicos, ou via transferência gênica mediada por vírus, aumenta a sensibilidade de um animal aos efeitos de ativação e recompensa locomotora da cocaína e da morfina, enquanto a expressão de um antagonista negativo dominante de ΔFosB (denominado Δc- Jun) tem os efeitos opostos (Kelz e outros, 1999; McClung e Nestler, 2003; Peakman e outros, 2003; Zachariou e outros, 2006). A superexpressão de ΔFosB também mostrou aumentar a motivação de incentivo à cocaína (Colby et al., 2003). Além disso, ΔFosB é preferencialmente induzido pela cocaína em animais adolescentes, o que pode contribuir para o aumento da sua vulnerabilidade à dependência (Ehrlich et al., 2002).
Apesar dessa evidência, questões importantes permanecem. Embora tenha sido relatado que a administração crônica de várias outras drogas de abuso, incluindo anfetamina, metanfetamina, morfina, nicotina e fenciclidina, induz a ΔFosB em regiões do estriado (Atkins et al., 1999; Ehrlich et al., 2002; McDaid et al. 2006b; Muller e Unterwald, 2005; Nye e outros, 1995; Nye e Nestler, 1996; Pich e outros 1997; Zachariou e outros, 2006), pouca ou nenhuma informação está disponível a respeito das ações de etanol e Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC, o ingrediente ativo da maconha). Dois estudos prévios mostraram que a imunorreatividade do tipo FosB é induzida no hipocampo e em certas outras áreas cerebrais durante a retirada do etanol, mas permanece incerto se esta imunorreatividade representa ΔFosB ou FosB de comprimento total (Bachtell et al., 1999; Beckmann et al., 1997 ). O estudo do etanol e (Δ9-THC são particularmente importantes, pois são duas das drogas de abuso mais usadas atualmente nos EUA (SAMHSA, 2005). Além disso, apesar de drogas estimulantes ou opiáceos de abuso terem demonstrado induzir ΔFosB em algumas outras regiões cerebrais isoladas, que, além do núcleo accumbens e estriado dorsal, incluem córtex pré-frontal, amígdala, pálidea ventral, área tegmentar ventral e hipocampo (Liu et al., 2007; McDaid et al., 2006a, 2006b; Nye et al., 1995; Perrotti e outros, 2005), não houve um mapeamento sistemático da indução de ΔFosB no cérebro em resposta à exposição crônica a medicamentos.
O objetivo do presente estudo foi usar procedimentos imuno-histoquímicos para mapear a indução de ΔFosB em todo o cérebro após a administração crônica de quatro drogas de abuso prototípicas: cocaína, morfina, etanol e Δ9-THC.
MATERIAIS E MÉTODOS
Animais
Todas as expericias foram conduzidas utilizando ratos Sprague Dawley machos (Charles River, Kingston, 250-275g). Os animais foram alojados dois por gaiola e habituados às condições do quarto do animal durante uma semana antes dos experimentos começarem. Eles tinham acesso livre a comida e água. Os experimentos foram conduzidos de acordo com protocolos revisados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais do Centro Médico da Universidade do Texas, em Dallas.
Tratamentos medicamentosos
Cocaína crônica
Ratos (n = 6 por grupo) receberam injeções duas vezes ao dia de cloridrato de cocaína (15 mg / kg ip; Instituto Nacional sobre Abuso de Drogas, Bethesda, MD) dissolvidos em 0.9% salina por 14 dias. Ratos de controlo (n = 6 por grupo) receberam injecções ip de 0.9% de solução salina sob o mesmo procedimento crónico. Todas as injeções foram administradas nas gaiolas dos animais. Este regime de tratamento demonstrou produzir adaptações comportamentais e bioquímicas robustas (ver Hope et al., 1994).
Auto-administração de cocaína
Os animais (n = 6 por grupo) foram treinados para pressionar uma alavanca para um pellet de 45 mg de sacarose. Após este treinamento, os animais foram alimentados ad libitum e implantados cirurgicamente sob anestesia com pentobarbital com cateter jugular crônico (Silastic tubing, Green Rubber, Woburn, MA) conforme descrito anteriormente (Sutton et al., 2000). O cateter passou subcutaneamente para sair pelas costas através de uma cânula de calibre 22 (Plastics One, Roanoke, VA), embutido em cimento cranioplástico e fixado com tela cirúrgica Marlex (Bard, Cranston, RI). A autoadministração foi conduzida em câmaras de testes operantes (Med Associates, St. Alban, VT) que eram contextualmente distintas da gaiola do animal e localizadas em uma sala diferente. Cada câmara foi fechada em um cubículo de atenuação de som equipado com uma bomba de infusão formada por uma bomba Razel Modelo A (Stamford, CT) e uma seringa de vidro 10 ml conectada a um giro de fluido (Instech, Plymouth Meeting, PA) por tubulação de Teflon . O tubo Tygon conectou a articulação ao conjunto do cateter do animal e foi fechado por uma mola de metal. Cada câmara operante continha duas alavancas (4 × 2 cm2, localizado a 2 cm do chão). Durante o treino de autoadministração, uma única alavanca 20g na alavanca activa administrou uma perfusão intravenosa de cocaína (0.5 mg / kg por 0.1 ml de infusão) durante um intervalo de infusão de 5-s. A infusão foi seguida por um período de tempo limite de 10, durante o qual a luz da casa foi extinta e a resposta não produziu consequências programadas. Iluminação da luz da casa sinalizou o fim do período de tempo limite. A alavanca na alavanca inativa não produziu conseqüência. Os animais auto-administraram cocaína durante as sessões de teste diárias 14 4-h (6 dias / semana) durante o seu ciclo escuro; a ingestão diária média foi de ~ 50 mg / kg. Um grupo de animais atrelados foi tratado de forma idêntica, apenas eles receberam infusões de cocaína quando os seus homólogos auto-administrados receberam droga. Um grupo de animais de controlo salino foi autorizado a pressionar a alavanca para infusões salinas. Este regime de tratamento demonstrou produzir adaptações comportamentais e bioquímicas robustas (ver Sutton et al., 2000).
Morfina Crônica
Pastilhas de morfina (cada uma contendo 75 mg de base de morfina; Instituto Nacional sobre Abuso de Drogas) foram implantadas sc uma vez por dia durante os dias 5 (n = 6). Os ratos de controlo foram submetidos a cirurgia simulada durante 5 dias consecutivos (n = 6). Este regime de tratamento demonstrou produzir adaptações comportamentais e bioquímicas robustas (ver Nye e Nestler, 1996).
Δ9-THC
O 9-THC foi dissolvido numa solução 1: 1: 18 de etanol, emulfora e solução salina. Os ratinhos foram injectados por via subcutea duas vezes por dia com? 9-THC ou veulo durante 15 dias. A dose inicial de Δ9-THC foi de 10 mg / kg e a dose foi duplicada de três em três dias para a dose final de 160 mg / kg. Usamos camundongos para Δ9-THC, porque este regime de tratamento tem mostrado produzir adaptações comportamentais e bioquímicas robustas nesta espécie (Sim-Selley e Martin, 2002).
Etanol
O etanol (de 95% stock; Aaper, Shelbyville, KY) foi administrado por meio de uma dieta luida nutricionalmente completa. Este procedimento padrão de etanol dietético envolve a administração de etanol 7 [peso / volume (peso / vol)] numa dieta à base de lactalbumina / dextrose durante 17 dias, durante o qual os ratos consomem geralmente etanol a 8-12 g / kg / dia e atingir níveis de etanol no sangue até 200 mg / dl (Criswell e Breese, 1993; Frye e col., 1981; Knapp et al., 1998). A dieta era nutricionalmente completa (com concentrações de vitaminas, minerais e outros nutrientes derivados das Dietas de Pesquisa da ICN e balanceada de forma equilibrada (com dextrose) em ratos tratados com etanol e ratos de controle. volume de dieta equivalente ao consumo médio de ratos tratados com dieta etanólica no dia anterior Ambos os grupos ganharam peso rapidamente durante o período de exposição ao etanol (não mostrado) .Este regime de tratamento demonstrou produzir adaptações comportamentais e bioquímicas robustas (ver Knapp et al., 1998).
Imunohistoquímica
Dezoito a 24 h após o último tratamento, os animais foram profundamente anestesiados com hidrato de cloral (Sigma, St. Louis, MO) e perfundidos intracardialmente com 200 ml de solução salina tamponada com fosfato 10 mM (PBS) seguida de 400 ml de paraformaldeído 4% PBS. Os cérebros foram removidos e armazenados durante a noite em 4% paraformaldeído a 4 ° C. Na manhã seguinte, os cérebros foram transferidos para um glicerol 20% em solução 0.1 M PBS para crioprotecção. Cortes coronais (40 µm) foram cortados em micrótomo de congelamento (Leica, Bannockburn, IL) e processados para imunohistoquímica. As imunorreactividades de ΔFosB e FosB foram detectadas utilizando dois anti-soros policlonais de coelho diferentes. Um antisoro, criado contra o terminal C de FosB que está ausente em ΔFosB (aa 317-334), reconhece FosB de comprimento total, mas não ΔFosB (Perrotti et al., 2004). O outro anti-soro, um anticorpo "pan-FosB", foi criado contra uma regi interna de FosB e reconhece tanto FosB como? FosB (sc-48; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA).
A coloração tipo FosB foi revelada pelo uso do método do complexo avidina-biotina peroxidase. Para este procedimento, as secções do cérebro foram primeiro tratadas com 0.3% H2O2 para destruir peroxidases endógenas e depois incubadas para 1 h em 0.3% de Triton X-100 e 3% de soro de cabra normal para minimizar a marcação não específica. As secções de tecido foram então incubadas durante a noite à temperatura ambiente em 1% de soro normal de cabra, 0.3% Triton X-100 e anticorpo pan-FosB (1: 5000). As secções foram lavadas, colocadas para 1.5 h em 1: 200 diluição de imunoglobulina de cabra-anti-coelho biotinilada (DakoCytomation, Carpinteria, CA), lavadas e colocadas para 1.5 h em 1: 200 diluição do complexo avidina-biotina do kit Elite (Vector Laboratories, Burlingame, CA). A actividade da peroxidase foi visualizada por reacção com diaminobenzidina (Vector Laboratories). Lâminas codificadas foram usadas para contar o número de células imunorreativas a FosB. O código não foi quebrado até que a análise de uma experiência individual estivesse completa.
Uma vez que a imunorreatividade semelhante à FosB foi detectada, a dupla marcação fluorescente com o anticorpo específico para FosB (C-terminal; 1: 500) e o anticorpo pan-FosB (sc-48; 1: 200) foi conduzida para determinar se a proteína induzida era de fato ΔFosB. Um protocolo publicado foi utilizado (Perrotti et al., 2005). As proteínas foram visualizadas utilizando anticorpos secundários marcados com fluoróforo CY2 e CY3 (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA). A localização da expressão proteica foi realizada num microscópio confocal (Axiovert 100; LSM 510 com comprimentos de onda de emissão META de 488, 543 e 633; Zeiss, Thornwood, NY). As imagens apresentadas aqui foram capturadas neste sistema e representam uma seção de 1 µm de espessura através de um plano Z.
Análise estatística
A indução significativa de células ΔFosB + foi avaliada usando testes t ou ANOVAs de uma via seguida pelo teste de Newman-Keuls como análise post hoc. Todas as análises foram corrigidas para comparações múltiplas. Os dados são expressos como média ± SEM. Significância estatística foi definida como P <0.05.
PREÇO/ RESULTADOS
Indução de ΔFosB no cérebro
Para comparar diretamente os padrões de indução ΔFosB no cérebro em resposta a diferentes tipos de drogas de abuso, administramos quatro drogas prototípicas, cocaína, morfina, etanol e Δ9-THC, e examinamos a expressão ΔFosB 18-24 h após a última exposição a drogas . Utilizamos esquemas padrão de tratamento medicamentoso, que têm sido demonstrados na literatura para produzir sequelas comportamentais e bioquímicas de exposição crônica a medicamentos (ver seção Materiais e Métodos). Os níveis de ΔFosB foram quantificados por imuno-histoquímica, com foco nas regiões do mesencéfalo e pré-cerebrais implicadas na recompensa e dependência de drogas. Este mapeamento fino da indução de ΔFosB foi realizado com um anticorpo pan-FosB, que reconhece ambos ΔFosB e FosB de comprimento total. No entanto, sabemos que toda a imunorreatividade observada, para cada uma das drogas, é devida exclusivamente a ΔFosB, uma vez que um anticorpo seletivo para FosB de comprimento total (ver seção Material e Métodos) não detectou células positivas. Além disso, toda imunorreatividade detectada pelo anticorpo pan-FosB foi perdida em camundongos knockout fosB, o que confirma a especificidade deste anticorpo para produtos do gene fosB em oposição a outras proteínas da família Fos. Esses controles são mostrados para cocaína na Figura 1, mas foram observados para todas as outras drogas também (não mostrado). Esses achados não são surpreendentes, porque no momento 18-24 utilizado neste estudo, todo o FosB de comprimento total, induzido pela última administração do fármaco, deveria degradar-se, deixando o ΔFosB mais estável como o único gene fosB produto restante (ver Chen et al., 1995; Hope et al., 1994).
FIG. 1
Imuno-histoquímica de fluorescência de dupla marcação usando o anticorpo anti-FosB (pan-FosB, Santa-Cruz) ou anti-FosB (C-terminal) através do nucleus accumbens de animais tratados com cocaína aguda ou crônica e um rato controle. O anticorpo pan-FosB cora (mais ...)
Um resumo das descobertas gerais deste estudo é fornecido na Tabela I. Cada uma das quatro drogas mostrou induzir significativamente ΔFosB no cérebro, embora com padrões de indução parcialmente distintos vistos para cada droga.
Tabela I
Indução de ΔFosB no cérebro por drogas de abuso
Indução de ΔFosB em regiões estriadas
A indução mais dramática de ΔFosB foi observada no nucleus accumbens e no estriado dorsal (caudado / putâmen), onde todas as quatro drogas induziram a proteína (Fig. 2 - Fig. 4). Isso é mostrado quantitativamente na Figura 5. A indução de ΔFosB foi observada tanto no núcleo quanto nas sub-regiões do núcleo accumbens, com uma indução marginalmente maior no núcleo para a maioria das drogas. A indução robusta de ΔFosB também foi observada no estriado dorsal para a maioria das drogas. Uma exceção foi a Δ9-THC, que não induziu significativamente a ΔFosB na casca do núcleo accumbens ou no estriado dorsal, apesar de fortes tendências (ver Fig. 4; Tabela I). Curiosamente, o etanol produziu a maior indução de ΔFosB no núcleo nucleus accumbens em comparação com os outros tratamentos.
FIG. 2
Indução de ΔFosB no núcleo accumbens do rato em um rato controle (A) ou após tratamento crônico com etanol (B), morfina (C) ou cocaína (D). Os níveis de imunorreatividade do tipo FosB foram analisados por imuno-histoquímica usando um anticorpo pan-FosB. (Mais …)
FIG. 4
Indução de ΔFosB no cérebro de camundongo após tratamento crônico com Δ9-THC. Os níveis de imunorreatividade do tipo FosB foram analisados por imuno-histoquímica usando um anticorpo pan-FosB em animais controle (A, C, E) e Δ9-THC crônico (B, D, F). Nota (mais ...)
FIG. 5
Quantificação da indução de ΔFosB em regiões estriadas após tratamentos crônicos com morfina, Δ9-THC, etanol e cocaína. Os gráficos de barras mostram o número médio de células ΔFosB + em animais de controle e em animais submetidos a morfina crônica, (mais ...)
Indução de ΔFosB pela exposição volitiva versus forçada a drogas
Dada a dramática indução de ΔFosB em regiões estriatais, estávamos interessados em determinar se a capacidade de um fármaco para induzir a proteína nessas regiões variava em função da exposição volitiva versus forçada a drogas. Para abordar essa questão, estudamos um grupo de ratos que administrou cocaína por dia 14 e comparou a indução de ΔFosB nesses animais com aqueles que receberam infusões de cocaína e aquelas que receberam apenas solução salina. Como mostrado na Figura 6, a cocaína auto-administrada induziu robustamente ΔFosB no nucleus accumbens (tanto as sub-regiões do núcleo como do invólucro) e estriado dorsal, com graus equivalentes de indução observados para o fármaco auto-administrado versus administrado por jugo. A extensão da indução de ΔFosB observada nestes dois grupos de animais foi maior do que a observada com injecções ip de cocaína (ver Fig. 5), presumivelmente devido às quantidades muito maiores de cocaína na experiência de auto-administração (doses diárias: 50 mg / kg iv vs. 30 mg / kg ip).
FIG. 6
Quantificação da indução de ΔFosB em regiões estriadas após auto-administração crônica de cocaína. Os gráficos de barras mostram o número médio de células ΔFosB + em animais controle e em animais submetidos aos tratamentos com cocaína, no núcleo e (mais ...)
Indução de ΔFosB em outras regiões cerebrais
Além do complexo estriado, a administração crônica de drogas de abuso induziu ΔFosB em várias outras áreas do cérebro (ver Tabela I). Devemos enfatizar que os dados apresentados na Tabela I são semiquantitativos, e não representam a quantificação precisa da indução ΔFosB, como realizada para as regiões do estriado (Fig. 5 e Fig. 6). No entanto, estamos confiantes na indução de ΔFosB nessas regiões não estriatais: ΔFosB é virtualmente indetectável nessas regiões em condições basais, de modo que a detecção consistente de ΔFosB após a exposição crônica ao medicamento é estatisticamente significativa (P <0.05 por χ2).
A indução robusta de todas as drogas foi observada no córtex pré-frontal, com morfina e etanol parecendo produzir os efeitos mais fortes na maioria das camadas (Fig. 4 e Fig. 7). Todas as quatro drogas também causaram baixos níveis de indução ΔFosB no núcleo do leito da estria terminal (NBT), o núcleo intersticial do membro posterior da comissura anterior (IPAC) e ao longo do complexo da amígdala (Fig. 8). Efeitos adicionais, específicos para drogas específicas, também foram observados. Cocaína e etanol, mas não morfina ou Δ9-THC, pareciam induzir baixos níveis de ΔFosB no septo lateral, sem indução no septo medial. Todas as drogas induziram ΔFosB no hipocampo e, com exceção do etanol, a maior parte dessa indução foi observada no giro denteado (Tabela I e Fig. 9). Em contraste, o etanol induziu muito pouco ΔFosB no giro dentado e, em vez disso, induziu altos níveis de proteína nos subcampos CA3-CA1. Cocaína, morfina e etanol, mas não Δ9-THC, causaram baixos níveis de indução de ΔFosB no cinza periaquedutal, enquanto apenas cocaína induziu ΔFosB na área tegmentar ventral, sem indução observada na substantia nigra (ver Tabela I ).
FIG. 7
Indução de ΔFosB no córtex pré-frontal em um rato controle (A) ou após tratamento crônico com etanol (B), morfina (C) ou cocaína (D). Os níveis de imunorreatividade do tipo FosB foram analisados por imuno-histoquímica usando um anticorpo pan-FosB. Rotulagem (mais ...)
FIG. 8
Indução de ΔFosB nos núcleos basal lateral e medial central da amígdala de um rato controle (A) ou em ratos que receberam tratamento crônico com etanol (B), morfina (C) ou cocaína (D). Os níveis de imunorreatividade do tipo FosB foram analisados por imunohistoquímica (mais ...)
FIG. 9
Indução de ΔFosB no hipocampo de um rato de controle (A) ou em ratos que receberam tratamento crônico com etanol (B), morfina (C) ou cocaína (D). Os níveis de imunorreatividade do tipo FosB foram analisados por imuno-histoquímica usando um anticorpo pan-FosB. Rotulagem (mais ...)
DISCUSSÃO
Numerosos estudos demonstraram que a administração crônica de vários tipos de drogas de abuso, incluindo cocaína, anfetamina, metanfetamina, morfina, nicotina e fenciclidina, induz o fator de transcrição, ΔFosB, no núcleo accumbens e estriado dorsal. (veja a seção Introdução para referências; revisado em McClung et al., 2004; Nestler e outros, 2001). A indução de ΔFosB em regiões estriatais também foi observada após o consumo crônico de recompensas naturais, como comportamento de corrida em roda (Werme et al., 2002). Além disso, tem havido vários relatos de níveis mais baixos de indução de ΔFosB em algumas outras regiões cerebrais, incluindo córtex pré-frontal, amígdala, pálidea ventral, área tegmentar ventral e hipocampo (Liu et al., 2007; McDaid et al., 2006a, 2006b; Nye et al., 1996; Perrotti e outros, 2005), em resposta a algumas dessas drogas de abuso, no entanto, nunca houve um mapeamento sistemático da indução de fármaco de ΔFosB no cérebro. Além disso, apesar da investigação da maioria das drogas de abuso, duas das substâncias mais amplamente utilizadas, etanol e Δ9-THC, ainda não foram examinadas quanto à capacidade de induzir ΔFosB. O objetivo do presente estudo foi realizar um mapeamento inicial de ΔFosB no cérebro em resposta à administração crônica de quatro drogas de abuso prototípicas: cocaína, morfina, etanol e Δ9-THC.
As principais descobertas do nosso estudo são que o etanol e o Δ9-THC, como todas as outras drogas de abuso, induzem altos níveis de ΔFosB amplamente dentro do complexo estriado. Estes resultados estabelecem adicionalmente a indução de ΔFosB nestas regiões como uma adaptação crónica comum a virtualmente todas as drogas de abuso (McClung et al., 2004). O padrão de indução dentro do complexo estriado diferiu um pouco para as várias drogas. Todos robustamente induziram ΔFosB no núcleo nucleus accumbens, enquanto todos os fármacos - exceto para Δ9-THC - induziram ΔFosB de forma significativa no shell e no estriado dorsal do nucleus accumbens, e houve fortes tendências de Δ9-THC para produzir efeitos semelhantes em estas últimas regiões. O núcleo accumbens núcleo e shell são importantes regiões de recompensa do cérebro, que foram mostrados para ser mediadores críticos das ações recompensadoras de drogas de abuso. Da mesma forma, o estriado dorsal tem sido relacionado à natureza compulsiva ou semelhante a um hábito do consumo de drogas (Vanderschuren et al., 2005). De fato, a indução de ΔFosB nessas regiões mostrou aumentar as respostas recompensadoras à cocaína e à morfina, e também aumentar as respostas a recompensas naturais, como o comportamento de corrida em roda e a ingestão de alimentos (Colby et al., 2003; Kelz et al., 1999; Olausson e outros, 2006; Peakman e outros, 2003; Werme e outros, 2003; Zachariou e outros, 2006). Mais trabalho é necessário para determinar se a indução de ΔFosB nessas regiões medeia adaptações funcionais semelhantes na sensibilidade de um indivíduo aos efeitos recompensadores de outras drogas de abuso.
A indução de ΔFosB em regiões estriadas não é uma função da ingestão volitiva da droga. Assim, mostramos que a autoadministração de cocaína induziu o mesmo grau de ΔFosB no núcleo accumbens e no estriado dorsal, como observado em animais que receberam injeções equivalentes da droga. Estes resultados demonstram que a indução de ΔFosB no estriado representa uma ação farmacológica de drogas de abuso, independente do controle de um animal sobre a exposição ao medicamento. Em contraste, demonstramos recentemente que a autoadministração de cocaína induz níveis mais altos de ΔFosB no córtex orbitofrontal em comparação com a administração de cocaína (Winstanley et al., 2007). Este efeito foi específico para o córtex orbitofrontal, porque níveis equivalentes de indução de ΔFosB foram vistos no córtex pré-frontal sob estas duas condições de tratamento. Assim, embora a indução de ΔFosB não esteja relacionada ao controle volitivo sobre a ingestão de drogas em regiões do estriado, parece ser influenciada por tais fatores motivacionais em certos centros corticais superiores.
Também apresentamos dados semiquantitativos de que todas as quatro drogas de abuso induzem ΔFosB em várias regiões do cérebro fora do complexo estriatal, embora em geral em menor grau. Essas outras áreas do cérebro incluíam o córtex pré-frontal, amígdala, IPAC, BNST e hipocampo.. A indução medicamentosa de ΔFosB no córtex pré-frontal e no hipocampo pode estar relacionada a alguns dos efeitos das drogas de abuso no desempenho cognitivo, embora isso ainda precise ser investigado diretamente. A amígdala, o IPAC e o BNST foram todos implicados na regulação das respostas de um indivíduo a estímulos aversivos. Isso levanta a possibilidade de que a indução de ΔFosB nessas regiões após a administração crônica de uma droga de abuso media a regulação do comportamento emocional de drogas, muito além da recompensa. Será interessante examinar essas possibilidades em futuras investigações.
As quatro drogas de abuso aqui estudadas também produziram alguns efeitos específicos da droga. A cocaína induziu unicamente ΔFosB na área tegmentar ventral, como relatado anteriormente (Perrotti et al., 2005). Da mesma forma, a cocaína e o etanol induziram, de forma única, baixos níveis de ΔFosB no septo lateral. O Δ9-THC foi exclusivo para efeitos menos dramáticos na indução de ΔFosB, em comparação com outras drogas de abuso, na concha do núcleo accumbens e estriado dorsal, como mencionado anteriormente. O 9-THC também foi único porque a exposição crônica a esse fármaco, ao contrário de todos os outros, não induziu baixos níveis de ΔFosB no cinza periaquedutal. Dado o papel do hipocampo e do septo na função cognitiva e o papel dessas regiões, assim como o cinza periaquedutal na regulação das respostas de um animal a situações estressantes, a indução específica de região e de drogas de ΔFosB nessas regiões poderia mediar aspectos importantes de ação de drogas no cérebro.
Em resumo, a indução de ΔFosB em regiões de recompensa do cérebro estriado tem sido amplamente demonstrada como uma adaptação crônica compartilhada a drogas de abuso. Nós estendemos essa noção mostrando aqui que duas drogas adicionais e amplamente abusadas, etanol e Δ9-THC, também induzem ΔFosB nessas regiões cerebrais.. Também identificamos várias outras áreas do cérebro, implicadas na função cognitiva e respostas ao estresse, que mostram graus variados de indução de ΔFosB em resposta à exposição crônica a drogas. Algumas dessas respostas, como a indução de ΔFosB em regiões estriatais, são comuns em todas as drogas de abuso estudadas aqui, enquanto as respostas em outras áreas do cérebro são mais específicas para drogas. Essas descobertas agora direcionarão futuras investigações para caracterizar o papel da indução de ΔFosB nessas outras áreas do cérebro. Eles também ajudam a definir a utilidade potencial dos antagonistas de ΔFosB como um tratamento comum para as síndromes de dependência de drogas.
FIG. 3
Indução de ΔFosB no putâmen caudado de rato em um rato controle (A) ou após tratamento crônico com etanol (B), morfina (C) ou cocaína (D). Os níveis de imunorreatividade do tipo FosB foram analisados por imuno-histoquímica usando um anticorpo pan-FosB. (Mais …)
Agradecimentos
Patrocinador do contrato: Instituto Nacional sobre Abuso de Drogas.
REFERÊNCIAS
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