Retragerea induce patternuri distincte de expresie FosB / ΔFosB la șoareci elvețieni excluse clasificați ca fiind sensibili și rezistenți la sensibilizarea locomotorie indusă de etanol (2014)

Cuvinte cheie

• FosB;
• DeltaFosB;
• Sensibilizarea locomotorie;
• Retragere;
• Variabilitatea comportamentală;
• Mouse-uri

1. Introducere

Provocarea cercetării neurobiologice actuale în dependența de droguri este de a înțelege mecanismele de plasticitate neuronală care mediază tranziția de la utilizarea recreativă la pierderea controlului comportamental asupra căutării și consumului de droguri. Una dintre cele mai importante teorii ale dependenței de droguri, numită „partea întunecată a dependenței”, sugerează că există o progresie de la impulsivitate (legată de întărirea pozitivă) la compulsivitate (legată de întărirea negativă). Această progresie, într-un ciclu prăbușit, cuprinde următoarele stări: preocupare/anticipare, intoxicație excesivă și retragere/afect negativ (Koob și Le Moal, 2005, Koob și Le Moal, 2008 și Koob și Volkow, 2010). Începând cu acest scenariu, studiile privind dependența de droguri s-au concentrat asupra mecanismelor neurobiologice legate de stările emoționale negative care apar atât din abstinența acută, cât și din abstinența prelungită. Conform teoriei „partea întunecată a dependenței”, par să apară modificări de plasticitate pe termen lung și persistente în circuitele neuronale care urmăresc să limiteze recompensa. Cu toate acestea, aceste modificări de plasticitate conduc la o stare emoțională negativă care apare atunci când accesul la medicament este împiedicat. Acest mecanism oferă un puternic impuls motivațional pentru stabilirea dependenței, precum și pentru menținerea acesteia (Koob și Le Moal, 2005 și Koob și Le Moal, 2008).

Sensibilizarea locomotorie este un model animal util bazat pe faptul că creșterile efectelor subiective ale medicamentelor de-a lungul expunerii lor repetate sunt similare cu creșterile efectelor locomotorii induse de droguri ale stimulentelor (Vanderschuren și Kalivas, 2000 și Vanderschuren și Pierce, 2010). Deși sensibilizarea locomotorie nu imită mai multe comportamente legate de dependența de droguri, caracteristicile sale morfologice și neurochimice temporale sunt în paralel cu cele care conduc tranziția de la consumul recreațional la dependența de droguri în sine (Robinson și Kolb, 1999, Vanderschuren și Kalivas, 2000 și Vanderschuren și Pierce, 2010). În mod tradițional, protocolul de sensibilizare locomotorie cuprinde trei faze: achiziția (expunerea repetată la medicament), perioada de întrerupere și provocarea (un nou contact cu medicamentul după perioada de întrerupere). Din păcate, majoritatea studiilor care au folosit sensibilizarea locomotorie s-au concentrat doar în faza de achiziție și provocare, suprapunându-se pe perioada de retragere.

Este bine stabilit că expunerea repetată la droguri de abuz (Perrotti și colab., 2008) și stresul cronic (Perrotti și colab., 2004) crește expresia factorului de transcripție fosB/deltafosB în sistemul corticolimbic. Acumularea FosB/DeltaFosB în aceste regiuni s-a emis ipoteza că joacă un rol central în rezistența la stres (Berton și colab., 2007 și Vialou și colab., 2010) și în efectele benefice ale cocainei (Harris și colab., 2007 și Muschamp și colab., 2012), etanol (Kaste și colab., 2009 și Li și colab., 2010) și opioide (Zachariou și colab., 2006 și Solecki și colab., 2008). Prin urmare, este posibil ca FosB/DeltaFosB să moduleze unele dintre evenimentele de plasticitate neuronală legate de sensibilizarea locomotorie indusă de etanol, precum și retragerea care urmează în faza de achiziție a sensibilizării locomotorii.

Este de remarcat faptul că există diferențe individuale observate în timpul tranziției de la consumul recreativ la dependența de droguri (Flagel și colab., 2009, George și Koob, 2010 și Swendsen și Le Moal, 2011). De exemplu, șoarecii DBA/2 J sunt mai predispuși să răspundă decât C57BL/6 J la sensibilizarea locomotorie indusă de etanol (Phillips și colab., 1997 și Melón și Boehm, 2011a). La șoarecii elvețieni extrasanmici, variabilitatea comportamentală în ceea ce privește sensibilizarea locomotorie indusă de etanol a fost descrisă pentru prima dată de Masur și dos Santos (1988). De atunci, alte studii au demonstrat caracteristici neurochimice importante legate de variabilitatea comportamentală în dobândirea sensibilizării locomotorii induse de etanol (Souza-Formigoni și colab., 1999, Abrahão și colab., 2011, Abrahão și colab., 2012, Quadros şi colab., 2002a și Quadros și colab., 2002b). Cu toate acestea, aceste studii nu au abordat impactul variabilității comportamentale în timpul perioadei de retragere după faza de achiziție a sensibilizării locomotorii. Într-un studiu recent, laboratorul nostru a descris o diferență semnificativă între șoarecii elvețieni extrași sensibilizați și nesensibilizați în ceea ce privește exprimarea receptorului canabinoid de tip 1 (CB1R) în timpul retragerii. În acel studiu, șoarecii sensibilizați (dar nu nesensibilizați) au crescut expresia CB1R în cortexul prefrontal, zona tegmentală ventrală, amigdală, striat și hipocamp (Coelhoso și colab., 2013).

Având în vedere variabilitatea comportamentală bine stabilită la șoarecii elvețieni îndoiți în ceea ce privește sensibilizarea locomotorie indusă de etanol și că această variabilitate este însoțită de caracteristici neurochimice distincte în timpul retragerii ulterioare, prezentul studiu a investigat expresia FosB/DeltaFosB la șoarecii sensibilizați și nesensibilizați la început. (18 h) și după 5 zile de retragere.

2. Material si metode

2.1. Subiecte

Au fost utilizați șoareci masculi Swiss Webster (colonia EPM-1, São Paulo, SP, Brazilia), derivați inițial din linia Albino Swiss Webster de la Centrul pentru Dezvoltarea Modelelor Animale în Biologie și Medicină de la Universidade Federal de São Paulo. . Șoarecii aveau vârsta de 12 săptămâni (30-40 g) la începutul testării. Grupuri de 10 șoareci au fost găzduiți în cuști (40 × 34 × 17 cm) cu așternut din așchii de lemn. Colonia de animale controlată cu temperatură (20–22 °C) și umiditate (50%) a fost menținută pe un ciclu lumină/întuneric (12/12 ore), cu lumini aprinse la ora 07:00, cu pelete de mâncare de șoarece și apă de la robinet. libitum, cu excepția testării. Șoarecii au fost menținuți în aceste condiții de adăpost timp de cel puțin 7 zile înainte de începerea tratamentului medicamentos și a testelor comportamentale. Îngrijirea animalelor și procedurile experimentale au fost efectuate conform protocoalelor aprobate de Comitetul de etică pentru îngrijirea și utilizarea animalelor din cadrul Universității (număr de protocol: 2043/09), conform Directivei UE 2010/63/UE pentru experimente pe animale (http://ec.europa.eu/environmental/chemicals/lab_animals/legislation_en.htm).

2.2. Sensibilizarea locomotorie

Protocolul de sensibilizare locomotorie sa bazat pe un studiu anterior din propriul nostru laborator (Coelhoso și colab., 2013). La începutul protocolului, toate animalele au fost injectate intraperitoneal (ip) cu soluție salină și testate imediat într-o cutie de activitate automată (Insight, Brazilia) timp de 15 minute pentru a stabili locomoția bazală. Două zile mai târziu, animalele au fost injectate zilnic cu etanol (2 g/kg, 15% g/v în 0.9% NaCl, ip - grup EtOH, N = 40) sau ser fiziologic (volum similar, ip, — Grup de control, N = 12), timp de 21 de zile. Imediat după prima, a 1-a, a 7-a și a 14-a injecție, animalele au fost plasate în cușcă de activitate timp de 21 minute. Locomoția orizontală în fiecare situație a fost măsurată printr-un sistem de analiză comportamentală (Pan Lab, Spania). Cum era de așteptat ( Masur și dos Santos, 1988 și Coelhoso și colab., 2013), variabilitatea comportamentală a activității locomotorii în a 21-a zi de achiziție ne permite să distribuim animalele din grupul EtOH în 2 subgrupe: EtOH_High (luat din 30% superioare din distribuție) și EtOH_Low (preluat din 30% inferioară din distribuție). Astfel, doar cei 60% dintre animale au fost incluse în analiză. Această strategie este identică cu cele utilizate în studiile care investighează variabilitatea individuală în paradigma de sensibilizare la etanol ( Masur și dos Santos, 1988, Souza-Formigoni și colab., 1999, Quadros şi colab., 2002a, Quadros și colab., 2002b, Abrahão și colab., 2011, Abrahão și colab., 2012 și Coelhoso și colab., 2013).

După clasificarea de definire a grupelor experimentale, am efectuat 2 experimente independente după criteriile temporale ale perioadei de retragere: (i) animale supuse fazei de achiziție și sacrificate după 18 ore de retragere și (ii) animale supuse fazei de achiziție și sacrificate. după 5 zile de retragere. Deci, acest studiu a cuprins 3 grupuri experimentale (Control, EtOH_High și EtOH_Low) care au fost împărțite în 2 subgrupe (18 ore și 5 zile de sevraj) (N = 6 pe subgrup). Alegerea acestor două semne temporale în perioada de retragere s-a datorat aspectelor cinetice ale expresiei FosB și DeltaFosB după 18 ore de retragere (după cum este explicat în secțiunea de discuții) și după 5 zile de retragere, pe baza studiilor anterioare din laboratorul nostru. care a investigat unele caracteristici neurochimice privind perioada de retragere în paradigma sensibilizării locomotorii ( Fallopa și colab., 2012 și Escosteguy-Neto et al., 2012). În final, pentru a realiza corelații între sensibilizarea locomotorie și expresia FosB/DeltaFosB, am calculat scorul de sensibilizare locomotorie pentru fiecare animal, prin formula: scor = (Locomoția în ziua a 21-a − Locomoția în ziua 1) *100/Locomoția în ziua 1. prima zi.

2.3. Imunohistochimie

După respectiva perioadă de retragere, animalele au fost profund anesteziate cu un cocktail care conține ketamină (75 mg/kg, ip) și xilazină (25 mg/kg, ip). După pierderea reflexului corneean, au fost perfuzați transcardial cu 100 ml de soluție tampon fosfat 0.1 M [soluție salină tamponată cu fosfat (PBS)], urmată de 100 ml de paraformaldehidă 4% (PFA). Creierele au fost îndepărtate imediat după perfuzie, păstrate în PFA timp de 24 de ore și apoi păstrate într-o soluție de zaharoză/PBS 30% timp de 48 de ore. Secțiunile coronale în serie (30 μm) au fost tăiate folosind un microtom de congelare și ținute într-o soluție anti-îngheț pentru a fi utilizată în procedurile de imunohistochimie prin colorare cu plutire liberă.

Pentru imunohistochimie a fost efectuată o tehnică convențională de avidină-biotină-imunoperoxidază. Secțiunile de creier ale tuturor grupelor experimentale au fost incluse în aceeași serie, fiind pretratate cu peroxidază de hidrogen (3%) timp de 15 minute și apoi spălate cu PBS timp de 30 de minute. Apoi, toate secțiunile au fost expuse timp de 30 de minute într-un PBS-BSA .5% pentru a evita reacțiile nespecifice. După aceea, secțiunile au fost incubate peste noapte cu anticorpul primar de iepure anti-FosB/DeltaFosB (1:3,000; Sigma Aldrich, St Louis, MO, SUA nr.cat. AV32519) în soluție PBS-T (30 ml PBS, 300 μl Triton). X-100). Ulterior, secțiunile au fost incubate timp de 2 ore într-un anticorp secundar IgG de capră anti-iepure biotinilat (1:600; Vector, Burlingame, CA, SUA) la temperatura camerei. Secțiunile au fost apoi tratate cu complex avidină-biotină (kit Vectastain ABC Standard; Vector, Burlingame, CA, SUA) timp de 90 de minute și supuse reacției cu diaminobenzidină intensificată cu nichel. Între etape, secțiunile au fost clătite în PBS și agitate pe un rotator. Secțiunile au fost montate pe lame acoperite cu gelatină, uscate, deshidratate și acoperite cu lame.

Au fost analizate următoarele regiuni encefalice: cortexul prefrontal [cortexul cingulat anterior (Cg1), cortexul prelimbic (PrL) și cortexul infralimbic (IL)], cortexul motor [primar (M1) și secundar (M2)], striatul dorsal [striatul dorsomedial ( DmS) și striat dorsolateral (DlS)], striat ventral [nucleus accumbens core (Acbco) și coajă (Acbsh), ventral pallidum (VP)], hipocamp [stratul piramidal al Cornus Among 1 și 3 (CA1 și, respectiv, CA3), stratul granular al girusului dentat (DG)], amigdala [nucleul bazolateral (BlA) și nucleul central (CeA)], nucleul ventromedial al hipotalamusului (VMH) și zona tegmentală ventrală [porțiunile anterioare (VTAA) și posterioare (VTAP)] ( Vedea Fig. 1). Un microscop Nikon Eclipse E200 conectat la un computer a fost folosit pentru a captura imagini din fiecare secțiune la o mărire × 20. Imaginile au fost salvate ca arhive .tiff pentru analiza posterioară a imunoreactivității FosB/DeltaFosB. Celulele imunoreactive au fost numărate folosind software-ul ImageJ (NIH Image, Bethesda, MD, SUA). Regiunile creierului au fost delimitate pe fiecare fotografie în conformitate cu Atlasul creierului stereotaxic al șoarecilor (Franklin și Paxinos, 1997). Deoarece fotomicrografiile luate de microscop reprezintă 2.5 × 10³ pm² la o mărire de 20 ×, cuantificarea celulelor marcate FosB/DeltaFosB este exprimată ca medie a celulelor de imunocolorare per 2.5 × 10³ pm². Valorile obținute în grupurile EtOH au fost normalizate la valorile de control și exprimate ca %. (Control = 100%).

2.4. analize statistice

Inițial, Shapiro-Wilk a fost folosit pentru a verifica normalitatea distribuției tuturor variabilelor. Rezultatele comportamentale au fost analizate prin ANOVA unidirecțional pentru măsurare repetată luând ca factor cele 5 perioade de sensibilizare locomotorie: bazală, ziua 1, ziua 7, ziua 14 și ziua 21. Rezultatele histologice au fost analizate prin ANOVA bidirecțional, luând în considerare ca factori: perioada de sevraj (18 h si 5 zile) si grupa experimentala (Control, EtOH_High si EtOH_Low). Variabilele neparametrice au fost standardizate în scoruri Z pentru a reduce dispersia datelor și apoi au fost aplicate în ANOVA bidirecțională, așa cum s-a descris anterior. Newman Keuls post-hoc a fost folosit atunci când a fost necesar. În cele din urmă, am investigat posibilele corelații între celulele pozitive FosB/DeltaFosB și scorurile de sensibilizare locomotorie. Aceste corelații au fost calculate numai pentru nucleele în care au fost găsite diferențe statistice între grupurile experimentale. Deoarece aceste diferențe au fost limitate la cele 5 zile de retragere (vezi secțiunea cu rezultate), valorile FosB/DeltaFosB luate în considerare în aceste corelații se referă la această perioadă specifică de timp de retragere. Deoarece aceste diferențe au fost limitate la cele 5 zile de retragere (vezi secțiunea cu rezultate), valorile FosB/DeltaFosB considerate în această corelație se referă la acest moment specific de retragere. Nivelul de semnificație a fost stabilit la 5% (p <0.05).

3. Rezultate

3.1. Sensibilizarea locomotorie

ANOVA pentru măsuri repetate a detectat diferențe semnificative în factorul de grup [F_(2,32) = 68.33, p < 0.001], în perioada de protocol [F_(4,128) = 9.13, p < 0.001] și interacțiunea dintre ele [F_(8,128) = 13.34, p < 0.001]. Nu au existat diferențe în locomoția bazală și ambele grupuri cu EtOH au avut creșteri similare ale locomoției în prima zi de achiziție, în comparație cu grupul de control (p < 0.01). Cu toate acestea, EtOH_High (dar nu EtOH_Low) a prezentat o creștere progresivă a activității locomotorii pe parcursul fazei de achiziție (p < 0.01, în raport cu grupurile Control și EtOH_Low, în ultima zi de achiziție; p < 0.01 în raport cu activitatea sa locomotorie în prima zi de achiziție) ( Fig. 2). Aceste date au coroborat rezultatele studiului original ( Masur și dos Santos, 1988) și din raportul nostru anterior ( Coelhoso și colab., 2013) cu privire la variabilitatea comportamentală la șoarecii elvețieni îndomicili supuși sensibilizării locomotorii induse de etanol.

3.2. Expresia FosB/DeltaFosB

Fotomicrografia ilustrativă a imunoreactivității FosB/DeltaFosB este prezentată în Fig. 3 iar valorile normalizate sunt prezentate în Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 și Fig. 7. ANOVA bidirecțional a detectat diferențe semnificative în M1, M2, DmS, DlS, Acbco, Acbsh, VP și VTA (pentru valori nenormalizate ale imunoreactivității FosB/DeltaFosB și analize statistice ale tuturor structurilor, vezi Tabel Suppl1 și tabelul 1, respectiv). În structurile în care s-au putut observa diferențe statistice, au existat patru modele diferite de expresie FosB/DeltaFosB. În primul, observat în M1 și M2, a existat o creștere a expresiei FosB/DeltaFosB în a cincea zi de retragere a etanolului numai în grupul EtOH_High (comparativ cu valorile EtOH_High la 18 ore de retragere, precum și, la Controlul). și EtOH_Low grupuri la 5 zile de retragere) (vezi Fig. 4). În cel de-al doilea model, observat în VTAA, expresia FosB/DeltaFosB a crescut la 5 zile de retragere a etanolului numai în grupul EtOH_Low (comparativ cu valorile EtOH_Low la 18 ore de retragere, precum și cu grupul de control la 5 zile de retragere). ) (vedea Fig. 5). În al treilea model, observat în DmS, Acbco și Acbsh, expresia FosB/DeltaFosB a crescut la 5 zile de retragere a etanolului în ambele grupuri EtOH_High și EtOH_Low (comparativ cu valorile lor respective la 18 ore de retragere), cu toate acestea, numai grupul EtOH_Low diferă de grupul de control (vezi Fig. 6). În cele din urmă, în al patrulea model, observat în DlS și VP, expresia FosB/DeltaFosB a crescut la 5 zile de retragere a etanolului în ambele grupuri EtOH_High și EtOH_Low (comparativ cu valorile lor respective la 18 ore de retragere), deși această creștere a fost statistic mai expresivă în EtOH_Low decât în ​​grupul EtOH_High și numai grupul EtOH_Low a fost diferit de grupul de control (vezi Fig. 7).

Pentru a confirma că modificările expresiei FosB/DeltaFosB s-au datorat retragerii și nu expunerii la etanol, am efectuat corelații între scorul de sensibilizare locomotorie și celulele imunomarcate FosB/DeltaFosB în a 5-a zi de retragere în nucleele menționate mai sus (M1, M2, Acbco, Acbsh, DmS, DlS, VP, VTAA). După cum era de așteptat, nu au existat corelații semnificative pentru niciunul dintre aceste nuclee (M1 - r² = 0.027862, p = 0.987156; M2 — r² = 0.048538, p = 0.196646; Acbco — r² = 0.001920, p = 0.799669; Acbsh — r² = 0.006743, p = 0.633991; DmS — r² = 0.015880, p = 0.463960; DlS — r² = 0.023991, p = 0.914182; VP - r² = 0.002210, p = 0.785443; VTAA — r² = 0.001482, p = 0.823630).

4. Discuţie

Rezultatele observate în studiul de față sugerează că expresia crescută a FosB/DeltaFosB observată în paradigma de sensibilizare locomotorie indusă de etanol este probabil legată de sevraj mai degrabă decât de expunerea cronică la medicamente. Cu toate acestea, variabilitatea comportamentală în dezvoltarea sensibilizării locomotorii a fost însoțită de modele distincte de expresie FosB/DeltaFosB în timpul retragerii. Rolul cortexului motor, al zonei tegmentale ventrale și al striatului în dobândirea și exprimarea paradigmei de sensibilizare locomotorie este bine stabilit (Vanderschuren și Pierce, 2010). În plus, dereglarea căii mezolimbice este una dintre caracteristicile neurobiologice centrale ale perioadei de sevraj, împreună cu apariția amigdalei extinse (Koob și Le Moal, 2005 și Koob și Le Moal, 2008). Cu toate acestea, doar puține studii au explorat perioada de retragere a paradigmei de sensibilizare locomotorie. Rezultatele noastre au întâlnit modificări interesante în expresia FosB/DeltaFosB în cortexul motor, zona tegmentală ventrală și striatul în această perioadă.

ADNc FosB codifică expresia proteinelor de 33, 35 și 37 kDa. Expunerea la stimuli acuți conduce la o inducere puternică a proteinei Fos de 33 și discrete de 35 și 37 kDa. În consecință, sub activare acută, expresia FosB predominantă este legată de 33 kDa (McClung și colab., 2004 și Nestler, 2008). Există o altă diferență remarcabilă între aceste proteine: doar proteinele de 35-37 kDa sunt izoforme extrem de stabile. Datorită acestei stabilități ridicate, aceste forme trunchiate de FosB, numite și DeltaFosB, se acumulează în creier și sunt foarte exprimate ca răspuns la stimuli cronici, cum ar fi tratamente cu medicamente psihotrope, convulsii electroconvulsive cronice și stres (Kelz și Nestler, 2000, Nestler și colab., 2001 și McClung și colab., 2004). În consecință, DeltaFosB au fost privite ca o schimbare moleculară susținută pentru a media forme de plasticitate neuronală și comportamentală de lungă durată. Interesant, un studiu elegant care folosește linii de șoarece care exprimă în mod diferențial FosB și DeltaFosB a arătat că FosB este esențial pentru creșterea toleranței la stres și, de asemenea, neutralizează corelația dintre sensibilizarea locomotorie indusă de psihostimulant și acumularea de DeltaFosB în striat.Ohnishi și colab., 2011). Prin urmare, ambele proteine ​​ar putea juca roluri importante în protocolul experimental utilizat în studiul de față. Este de remarcat faptul că anticorpul FosB utilizat recunoaște atât FosB, cât și DeltaFosB. Deoarece FosB scade la nivelurile de bază în 6 ore după un stimul acut (Nestler și colab., 2001) și DeltaFosB se acumulează după expuneri repetate la stimuli, am decis să sacrificăm animalele la 18 ore după faza de achiziție, pentru a evita posibilele părtiniri ale tratamentului cu etanol asupra expresiei FosB. Cu toate acestea, pentru a fi precis din punct de vedere tehnic, în prezentul studiu ne vom referi la expresia FosB/DeltaFosB. Este important de reținut că această strategie a fost utilizată în alte studii, inclusiv în cele care au folosit același anticorp primar descris aici (Conversi și colab., 2008, Li și colab., 2010, Flak și colab., 2012 și García-Pérez și colab., 2012). În consecință, pe lângă aceste limitări experimentale, vom discuta rezultatele noastre având în vedere rolul DeltaFosB în plasticitatea neuronală.

Este bine stabilit că expunerea cronică la medicamente crește expresia FosB/DeltaFosB în mai multe regiuni ale creierului (Nestler și colab., 2001 și Perrotti și colab., 2008). În mod curios, în studiul de față nici șoarecii sensibilizați cu etanol și nici șoarecii nesensibilizați cu etanol nu au diferit de șoarecii tratați cu soluție salină cronică în ceea ce privește expresia FosB/DeltaFosB la 18 ore după faza de achiziție. În plus, nu au existat corelații semnificative între expresia FosB/DeltaFosB și scorurile de sensibilizare locomotorie. Această divergență ar putea fi explicată, cel puțin parțial, prin diferențele constatate în protocolul experimental. De exemplu, având în vedere expunerea la etanol, în două studii a fost utilizată paradigma cu două sticle de alegere liberă în 15 sesiuni de băut intermitent (Li și colab., 2010) sau dietă lichidă completă din punct de vedere nutrițional, autoadministrată timp de 17 zile (în cazul în care animalele consumă etanol în doze cuprinse între 8 și 12 g/kg/zi) (Perrotti și colab., 2008). Într-un alt studiu, deși autorii se referă la tratamentul cronic, protocolul a constat în doar 4 expuneri la etanol (Ryabinin și Wang, 1998). Deci, protocoalele folosite în altă parte sunt total distincte de cel folosit aici, care a constat în 21 de zile de tratament în care injecțiile zilnice cu etanol au fost administrate de un experimentator. În ciuda acestor diferențe, există mai multe studii care implică injecții intraperitoneale care raportează creșteri ale expresiei FosB/DeltaFosB după protocoale de sensibilizare locomotorie indusă de psihostimulanți (Brenhouse și Stellar, 2006, Conversi și colab., 2008 și Vialou și colab., 2012) și opioide (Kaplan și colab., 2011). Cu toate acestea, protocoalele de sensibilizare locomotorie din acele studii implică mult mai puțin de 21 de expuneri la medicamente, iar în unele dintre ele, medicamentul a fost administrat în mod intermitent. În schimb, protocolul nostru a folosit același tratament descris în studiile anterioare care au implicat 21 de injecții zilnice cu etanol (Masur și dos Santos, 1988, Souza-Formigoni și colab., 1999, Quadros şi colab., 2002a, Quadros și colab., 2002b, Abrahão și colab., 2011 și Abrahão și colab., 2012). Există dovezi că, deși administrarea cronică de cocaină promovează acumularea expresiei DeltaFosB în nucleul accumbens, ea promovează, de asemenea, toleranța la inducerea ARNm a DeltaFosB atât în ​​striatul ventral, cât și în cel dorsal.Larson și colab., 2010). Prin urmare, am emis ipoteza că lipsa diferențelor dintre grupurile noastre experimentale în faza de achiziție s-ar putea datora unei toleranțe în ceea ce privește inducerea FosB/DeltaFosB, deoarece în prezentul protocol a existat o perioadă mai mare de fază de achiziție comparativ cu perioadele utilizate pentru psihostimulant și opioide. în alte studii.

Studiile folosind șoareci knockout și transgenici au arătat că șoarecii mutanți FosB au răspuns comportamental îmbunătățit la cocaină, cum ar fi efectele locomotorii stimulatoare și preferința de loc condiționat. În plus, expresia DeltaFosB atât bazal, cât și inductibil de cocaină este absentă la acesti șoareci mutanți (Hiroi și colab., 1997). În schimb, șoarecii transgenici cu supraexpresie inductibilă a DeltaFosB prezintă o sensibilitate crescută la efectele pline de satisfacție ale cocainei și morfinei (Muschamp și colab., 2012). Aceste rezultate au oferit dovezi directe ale unei strânse corelații între DeltaFosB și procesul de recompensare. Pe lângă expunerile repetate la medicamente, stresul cronic crește și expresia DeltaFosB în circuitele corticolimbice (Perrotti și colab., 2004). Interesant este că șoarecii transgenici care exprimă în exces DeltaFosB sunt mai puțin sensibili la efectele pro-depresive ale agonistului kappa-opioid, cunoscut pentru a induce disforie și efecte asemănătoare stresului la rozătoare (Muschamp și colab., 2012). Deci, pe lângă procesul de recompensă, DeltaFosB joacă și un rol esențial în aspectele emoționale ale fenomenelor. În acest scenariu, retragerea ar putea declanșa, de asemenea, expresia FosB/DeltaFosB, deoarece stresul este o componentă cheie a retragerii drogurilor. Această perspectivă este în conformitate cu rezultatele noastre, deoarece nu au existat corelații între expresia FosB/DeltaFosB și scorurile de sensibilizare și, în plus, creșterea expresiei FosB/DeltaFosB a fost observată doar în a cincea zi de retragere.

Interesant este că în unele structuri, creșterile FosB/DeltaFosB au fost observate atât în ​​grupul EtOH_High, cât și în EtOH_Low, deși mai expresiv în primul grup, sugerând că aceste creșteri ar putea avea consecințe funcționale diferite, în funcție de intensitatea lor. Această ipoteză ar putea fi explicată prin mai multe roluri funcționale distincte ale FosB/DeltaFosB. De exemplu, șobolanii expuși cronic la cocaină au crescut expresia DeltaFosB în nucleul accumbens în timpul perioadei de retragere, un efect corelat pozitiv cu preferința de cocaină, dar negativ cu preferința pentru noutate. În plus, stresul în timpul sevrajului crește răspunsul comportamental la psihostimulanți prin creșterea expresiei DeltaFosB în neuronii corticolimbici (Nikulina și colab., 2012). Deci, DeltaFosB ar putea prezice dereglarea procesării hedonice care are loc în timpul retragerii prelungite (Marttila et al., 2007). Pe de altă parte, atât rezistența la stres, cât și răspunsurile antidepresive sunt legate de o expresie mai mare a DeltaFosB în striat (Vialou și colab., 2010). Prin urmare, speculăm că creșterea FosB/DeltaFosB pe striat în EtOH_High ar fi putut îmbunătăți efectele pline de satisfacție ale etanolului, conferind o susceptibilitate mai mare la expunerile ulterioare la medicamente. Pe de altă parte, o creștere mai intensă a FosB/DeltaFosB observată în grupul EtOH_Low ar fi putut scădea sensibilitatea atât la efectele disforiei, cât și la efectele stresului, minimizând efectele negative de întărire ale expunerii ulterioare la medicamente și, în consecință, explicând o rezistență mai mare în acest caz. grup. Interesant este că acest paradox avea o bază neurochimică. De exemplu, șoarecii transgenici care supraexprimă FosB în neuronii GABAergici ai coloanei vertebrale medii ai nucleului accumbens au avut niveluri crescute ale receptorilor mu- și kappa-opioizi.Sim-Selley și colab., 2011), iar acei receptori cresc și respectiv inhibă tonusul mezolimbic (Manzanares și colab., 1991 și Devine și colab., 1993). În plus, expresia tipului de celule ar putea schimba drastic consecințele funcționale ale creșterii FosB/DeltaFosB. Într-un studiu elegant folosind șoareci care supraexprimă DeltaFosB în neuronii care exprimă D1 sau D2 din nucleul accumbens a arătat că DeltaFosB din neuronii D1- (dar nu și în D2-) îmbunătățește răspunsurile comportamentale la cocaină (Grueter și colab., 2013).

În mod curios, în ceea ce privește cortexul motor, a existat o creștere a expresiei FosB/DeltaFosB doar în grupul EtOH_High și a fost limitată la a 5-a zi de sevraj. Lipsa creșterii la 18 ore de retragere ar putea fi explicată printr-un posibil mecanism de toleranță în expresia FosB/DeltaFosB în această regiune după expunerea cronică la etanol. În plus, rezultatele noastre sugerează că există modificări neurochimice active în cortexul motor în timpul perioadei de retragere, în ciuda faptului că animalele nu au fost manipulate în această perioadă. Acest lucru este interesant, deoarece această plasticitate ar putea juca un rol, cel puțin parțial, în menținerea sensibilizării locomotorii. Deși hiperlocomoția susținută după câteva zile de retragere nu a fost studiată aici, există mai multe studii, inclusiv cele anterioare din laboratorul nostru, care arată că șoarecii sensibilizați (dar nu nesensibilizați) au avut o locomoție îmbunătățită atunci când au fost provocați cu etanol după o anumită perioadă de retragere (Masur și dos Santos, 1988, Souza-Formigoni și colab., 1999, Quadros şi colab., 2002a, Quadros și colab., 2002b, Abrahão și colab., 2011, Abrahão și colab., 2012, Fallopa și colab., 2012 și Coelhoso și colab., 2013).

În cele din urmă, este de remarcat faptul că numai grupul EtOH_Low a afișat o expresie FosB/DeltaFosB crescută în porțiunea anterioară (dar nu posterioară) a zonei tegmentale ventrale. Aceste porțiuni au proiecții și profiluri neurochimice distincte, iar participarea lor la procesul de recompensă depinde de mai mulți factori (Ikemoto, 2007). De exemplu, auto-administrarea de etanol de către șobolani este legată de porțiunea posterioară, dar nu și de partea ventrală a zonei tegmentale ventrale (Rodd-Henricks și colab., 2000 și Rodd și colab., 2004). În plus, sistemul endocannabinoid, precum și receptorii GABA-A, dopaminergici D1-D3 și serotoninergici 5HT3, joacă un rol important în comportamentul de căutare a etanolului (Linsenbardt și Boehm, 2009, Rodd și colab., 2010, Melón și Boehm, 2011b și Hauser și colab., 2011). Cu toate acestea, GABA-B în porțiunea anterioară a zonei tegmentale ventrale este importantă în ceea ce privește recompensarea (Moore și Boehm, 2009) și efecte locomotorii stimulatoare (Boehm și colab., 2002) de etanol. În plus, receptorii nicotinici colinergici din porțiunea anterioară sunt implicați în creșterea nivelurilor acumulate de dopamină induse de etanol (Ericson și colab., 2008). Prin urmare, indiferent de profilul distinct al acestor porțiuni, este posibil ca modificările observate în grupul EtOH_Low în porțiunile anterioare să fie legate de procesul de recompensare. Cocaina cronică, dar nu morfina cronică sau expunerea la stres cronic crește DeltaFosB în zona tegmentală ventrală, în special într-o populație de celule de acid gamma-aminobutiric (GABA) (Perrotti și colab., 2005). Acest fapt ar putea explica nivelurile normale de FosB/DeltaFosB pe parcursul retragerii întâlnite în zona tegmentală ventrală a șoarecilor EtOH_High, indiferent de experiența presupusă de stres ridicat în această perioadă. În plus, aceste date coroborează, cel puțin parțial, ipoteza că creșterea expresiei FosB/DeltaFosB pe parcursul retragerii în EtOH_Low ar putea fi caracterizată ca fiind un răspuns adaptiv.

Diferențele individuale observate în timpul tranziției de la consumul recreațional la dependența de droguri sunt remarcabile (Flagel și colab., 2009, George și Koob, 2010 și Swendsen și Le Moal, 2011). În consecință, este imperativ să se studieze caracteristicile neurobiologice legate de variabilitatea individuală. Sensibilizarea comportamentală este un model animal utilizat în mod obișnuit pentru a investiga caracteristicile neurobiologice ale dependenței de droguri. Baza acestui model este că efectele subiective ale medicamentelor cresc în timpul expunerii repetate. Odată dobândită, sensibilizarea locomotorie este de lungă durată și este în relație temporală directă cu modificările morfologice și neurochimice ale căii mezolimbice și mai mulți nuclei encefalici legați de emoționalitate și comportament motor (Robinson și Kolb, 1999 și Vanderschuren și Pierce, 2010). Un studiu de pionier realizat de Masur și dos Santos (1988) a demonstrat că există o mare variabilitate comportamentală la șoarecii elvețieni extrași în ceea ce privește sensibilizarea locomotorie indusă de etanol. De atunci, alte studii au demonstrat o corelație importantă între caracteristicile neurochimice și variabilitatea comportamentală, în principal cele legate de dopaminergici (Abrahão și colab., 2011, Abrahão și colab., 2012 și Souza-Formigoni și colab., 1999) și sistemele glutamatergice (Quadros şi colab., 2002a și Quadros și colab., 2002b). Mai mult, un studiu anterior din laboratorul nostru folosind paradigma de sensibilizare locomotorie indusă de etanol a arătat că șoarecii sensibilizați (dar nu nesensibilizați) au prezentat o creștere remarcabilă a receptorului canabinoid tip 1 (CB1R) în timpul perioadei de retragere (Coelhoso și colab., 2013). Aici am identificat diferite modele de expresie FosB/DeltaFosB în timpul retragerii între grupurile EtOH_High și EtOH_Low.

Pentru a rezuma, variabilitatea comportamentală observată în faza de achiziție a sensibilizării locomotorii induse de etanol este însoțită de plasticitate neuronală distinctă în timpul perioadei de retragere. În mod interesant, rezultatele noastre sugerează că diferite modele de expresie FosB/DeltaFosB detectate la șoarecii sensibilizați și nesensibilizați sunt mai mult legate de perioada de retragere decât de expunerea cronică la medicamente, probabil datorită toleranței transcripției FosB/DeltaFosB induse de medicament.

Următoarele sunt datele suplimentare legate de acest articol.

Referinte

• Nikulina și colab., 2012
• EM Nikulina, MJ Lacagnina, S. Fanous, J. Wang, RP Hammer Jr.
• Stresul de înfrângere socială intermitentă îmbunătățește co-expresia ΔFosB/BDNF mezocorticolimbic și activează în mod persistent neuronii corticotegmentali: implicație pentru vulnerabilitatea la psihostimulanți
• Neuroștiință, 212 (2012), pag. 38-48
• Articol

  |

   PDF (1552 K)

  |

  Vedeți înregistrarea în Scopus

   | 

  Citează articole (12)
•  
• Vialou și colab., 2012
• V. Vialou, J. Feng, AJ Robison, SM Ku, D. Ferguson, KN Scobie, et al.
• Factorul de răspuns seric și proteina de legare a elementului de răspuns cAMP sunt ambele necesare pentru inducerea cocainei a ΔFosB
• J Neurosci, 32 (2012), p. 7577–7584
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (17)
• Vanderschuren și Pierce, 2010
• LJ Vanderschuren, RC Pierce
• Procese de sensibilizare în dependența de droguri
• Curr Top Behav Neurosci, 3 (2010), pp. 179–195
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (53)
• Vanderschuren și Kalivas, 2000
• LJ Vanderschuren, PW Kalivas
• Alterarea transmiterii dopaminergice și glutamatergice în inducerea și exprimarea sensibilizării comportamentale: o analiză critică a studiilor preclinice
• Psihofarmacologie (Berl), 151 (2000), p. 99–120
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (884)
• Swendsen și Le Moal, 2011
• J. Swendsen, M. Le Moal
• Vulnerabilitatea individuală la dependență
• Ann NY Acad Sci, 1216 (2011), pp. 73–85
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (35)
• Souza-Formigoni și colab., 1999
• ML Souza-Formigoni, EM De Lucca, DC Hipólide, SC Enns, MG Oliveira, JN Nobrega
• Sensibilizarea la efectul stimulant al etanolului este asociată cu creșteri localizate ale legării receptorilor D2 din creier
• Psychopharmacology, 146 (1999), pag. 262-267
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (54)
• Solecki și colab., 2008
• W. Solecki, T. Krowka, J. Kubik, L. Kaczmarek, R. Przewlocki
• Rolul fosB în comportamentele legate de recompensa cu morfină și memoria spațială
• Behav Brain Res, 190 (2008), pp. 212–217
• Articol

  |

   PDF (328 K)

  |

  Vedeți înregistrarea în Scopus

   | 

  Citează articole (7)
• Sim-Selley și colab., 2011
• LJ Sim-Selley, MP Cassidy, A. Sparta, V. Zachariou, EJ Nestler, DE Selley
• Efectul supraexprimării ΔFosB asupra semnalizării mediate de receptorii opioizi și canabinoizi în nucleul accumbens
• Neuropharmacology, 61 (2011), pp. 1470–1476
• Articol

  |

   PDF (446 K)

  |

  Vedeți înregistrarea în Scopus

   | 

  Citează articole (10)
• Ryabinin și Wang, 1998
• AE Ryabinin, YM Wang
• Administrarea repetată de alcool afectează diferențial imunoreactivitatea proteinei c-Fos și FosB la șoarecii DBA/2 J
• Alcohol Clin Exp Res, 22 (1998), pp. 1646–1654
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (33)
• Rodd-Henricks și colab., 2000
• ZA Rodd-Henricks, DL McKinzie, RS Crile, JM Murphy, WJ McBride
• Eterogenitate regională pentru auto-administrarea intracraniană a etanolului în zona tegmentală ventrală a femelelor de șobolan Wistar
• Psihofarmacologie (Berl), 149 (2000), p. 217–224
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (130)
• Rodd și colab., 2010
• ZA Rodd, RL Bell, SM Oster, JE Toalston, TJ Pommer, WJ McBride, et al.
• Receptorii serotoninei-3 din zona tegmentală ventrală posterioară reglează autoadministrarea etanolului la șobolanii care preferă alcoolul (P)
• Alcool, 44 (2010), p. 245–255
• Articol

  |

   PDF (604 K)

  |

  Vedeți înregistrarea în Scopus

   | 

  Citează articole (19)
• Rodd și colab., 2004
• ZA Rodd, RI Melendez, RL Bell, KA Kuc, Y. Zhang, JM Murphy, et al.
• Autoadministrarea intracranienă de etanol în zona tegmentală ventrală a șobolanilor Wistar masculi: dovezi pentru implicarea neuronilor dopaminergici
• J Neurosci, 24 (2004), p. 1050–1057
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (111)
• Robinson și Kolb, 1999
• TE Robinson, B. Kolb
• Modificări ale morfologiei dendritelor și spinilor dendritici în nucleul accumbens și cortexul prefrontal în urma tratamentului repetat cu amfetamină sau cocaină
• Eur J Neurosci, 11 (1999), p. 1598–1604
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (427)
• Quadros și colab., 2002b
• IM Quadros, JN Nóbrega, DC Hipolide, EM de Lucca, ML Souza-Formigoni
• Înclinația diferențială la sensibilizarea etanolului nu este asociată cu legarea modificată la receptorii D1 sau transportorii de dopamină din creierul șoarecilor
• Addic Biol, 7 (2002), p. 291–299
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (21)
• Quadros şi colab., 2002a
• IM Quadros, DC Hipólide, R. Frussa Filho, EM De Lucca, JN Nóbrega, ML Souza-Fomigoni
• Rezistența la sensibilizarea cu etanol este asociată cu o legare crescută a receptorilor NMDA în zone specifice ale creierului
• Eur J Pharmacol, 442 (2002), p. 55–61
• Articol

  |

   PDF (128 K)

  |

  Vedeți înregistrarea în Scopus

   | 

  Citează articole (36)
• Phillips și colab., 1997
• TJ Phillips, AJ Roberts, CN Lessov
• Sensibilizarea comportamentală la etanol: genetica și efectele stresului
• Pharmacol Biochem Behav, 57 (1997), pp. 487–493
• Articol

  |

   PDF (186 K)

  |

  Vedeți înregistrarea în Scopus

   | 

  Citează articole (101)
• Perrotti și colab., 2008
• LI Perrotti, RR Weaver, B. Robison, W. Renthal, I. Maze, S. Yazdani, et al.
• Modele distincte de inducție a DeltaFosB în creier de către droguri de abuz
• Synapse, 62 (2008), pag. 358-369
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (79)
• Perrotti și colab., 2004
• LI Perrotti, Y. Hadeishi, PG Ulery, M. Barrot, L. Monteggia, RS Duman, et al.
• Inducerea deltaFosB în structurile creierului legate de recompensă după stres cronic
• J Neurosci, 24 (2004), p. 10594–10602
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (148)
• Perrotti și colab., 2005
• LI Perrotti, CA Bolaños, KH Choi, SJ Russo, S. Edwards, PG Ulery, et al.
• DeltaFosB se acumulează într-o populație de celule GABAergice în coada posterioară a zonei tegmentale ventrale după tratament psihostimulant
• Eur J Neurosci, 21 (2005), p. 2817–2824
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (85)
• Ohnishi și colab., 2011
• YN Ohnishi, YH Ohnishi, M. Hokama, H. Nomaru, K. Yamazaki, Y. Tominaga, et al.
• FosB este esențial pentru creșterea toleranței la stres și antagonizează sensibilizarea locomotorie prin ΔFosB
• Biol Psychiatry, 70 (2011), p. 487–495
• Articol

  |

   PDF (2016 K)

  |

  Vedeți înregistrarea în Scopus

   | 

  Citează articole (13)
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  

• Vialou și colab., 2010
• V. Vialou, AJ Robison, QC Laplant, HE Covington III, DM Dietz, YN Ohnishi, et al.
• DeltaFosB în circuitele de recompensă ale creierului mediază rezistența la stres și răspunsurile antidepresive
• Nat Neurosci, 13 (2010), p. 745–752
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (141)
•  
• Zachariou și colab., 2006
• V. Zachariou, CA Bolanos, DE Selley, D. Theobald, MP Cassidy, MB Kelz, et al.
• Un rol esențial pentru DeltaFosB în nucleul accumbens în acțiunea morfinei
• Nat Neurosci, 9 (2006), p. 205–211
• Vedeți înregistrarea în Scopus

  |

  Full text prin CrossRef

   | 

  Citează articole (138)

•  
• Autor corespondent la: Rua Cesário Mota Jr, 61, 12 andar, São Paulo, SP 01221-020, Brazilia. Tel./fax: + 55 11 33312008.
• 1
• Acești autori au participat în mod egal la prezentul studiu.