Estudio de la vulnerabilidad a cocaína en ratas: implicancias de la vía canónica de Wnt

El consumo problemático es una enfermedad neuropsiquiátrica caracterizada por la búsqueda y el uso compulsivo de sustancias psicoactivas (SPs), y por el riesgo permanente de reincidencia aun después de largos períodos de abstinencia. La transición entre el uso ocasional de una SP y el consumo problemático, involucra neuroadaptaciones a largo plazo en el circuito cerebral de la recompensa [1][2]. Esta transición podría comenzar con el uso en individuos vulnerables o en individuos en estados particularmente vulnerables del desarrollo como son los adolescentes [3]. El estudio de la vulnerabilidad individual a los efectos de las SPs, involucra la evaluación de factores genéticos y/o ambientales (como la exposición a situaciones de estrés) que generan un individuo vulnerable. La adolescencia es una etapa particularmente vulnerable al efecto de las SPs, que en los roedores se extiende entre el día post natal (DPN) 28 y el 42 [4]. Resultados recientes de nuestro laboratorio revelaron que el aislamiento social (AS) durante 5 días, entre el DPN 30 y el 35, aumenta la vulnerabilidad a los efectos reforzantes y estimulantes de Cocaína medidos en la adultez en ratas Wistar machos [5]. Uno de los objetivos propuestos en este trabajo de tesis, fue evaluar el impacto del estrés durante la adolescencia tanto a nivel conductual como molecular, así como el rol de la neurotransmisión dopaminérgica en este fenómeno. Para ello, utilizamos el mismo esquema experimental que Cuesta y col (2020)[5], y pudimos determinar que el estrés modifica en formas diferentes la respuesta conductual en ratas machos que hembras. Los resultados obtenidos mostraron que luego de 24hs de finalizado el estrés (DPN36), en los machos aislados se muestra una tendencia a disminuir la actividad locomotora total con respecto a aquellos animales que no fueron estresados. Además, se observó que la administración sistémica de Sulpiride (un antagonista dopaminérgico) revertiría ese efecto. Por otro lado, en el DPN45 las hembras estresadas mostraron una disminución con respecto al control en el tiempo de permanencia en el área central indicando que podría haber un aumento en los niveles de ansiedad. Desde hace más de una década, nuestro laboratorio ha centrado sus estudios en las implicancias de la vía canónica de Wnt sobre la vulnerabilidad a los efectos de Cocaína, tanto a nivel molecular como conductual. Los factores Wnt (del inglés, Wingless-related integration site) [6] son glicoproteínas que funcionan como importantes mediadores de la comunicación intercelular y su participación es crucial para el normal desarrollo embrionario, para el desarrollo del sistema nervioso; y recientemente se ha demostrado que también es crucial para el funcionamiento del cerebro adulto [7][8]. En este sentido, fuimos los primeros en demostrar que la vía canónica de Wnt participaba en la sensibilización inducida por Cocaína [9]. Más aún, demostramos que el estrés disminuye la actividad de la vía canónica de Wnt en la corteza prefrontal (CPF) hasta 10 días después de finalizado el tratamiento [5]. En la presente tesis, exponemos resultados que muestran que, esa disminución en CPF así como su reversión por la administración de Sulpiride es un efecto que ocurriría solo en ratas machos. Resultados de nuestro grupo de investigación indicarían que, la vía canónica de Wnt esta inhibida en la CPF únicamente en animales que desarrollan sensibilización a Cocaína [9]; y que, una inyección de LiCl (Cloruro de Litio) previo a la administración de Cocaína, impide tanto el desarrollo como la expresión de la sensibilización [10]. Evaluados en conjunto, el impacto semejante del estrés y del tratamiento repetido de Cocaína sobre la actividad de la vía canónica de Wnt en la CPF podrían sugerir un rol de esta vía en la vulnerabilidad individual a Cocaína. Por otro lado, ha sido demostrado que la vía Wnt/β-catenina está asociada a la síntesis de mielina, y que la cocaína afectaría la síntesis de mielina en el NAcc [11][12][13]. Todos estos antecedentes, nos llevaron a preguntarnos si los cambios que Cocaína produce en la mielinización estarían relacionados con la vía canónica de Wnt y si, además, forman parte de la historia previa de los individuos que dan lugar a la vulnerabilidad. Para empezar a contestar estas preguntas, decidimos utilizar un tratamiento sistémico con LiCl como una estrategia farmacológica que nos permita estudiar si los cambios en mielina inducidos por Cocaína estaban mediados por la vía canónica de Wnt. Para ello, administramos LiCl durante 7 de los 14 días de abstinencia a Cocaína para luego, por un lado, estudiar si revertía la expresión de sensibilización conductual e impedía los cambios moleculares previamente observados en la vía canónica de Wnt, y simultáneamente evaluar la expresión de Proteína Básica de Mielina (MBP). Los resultados de la presente tesis mostraron que el impacto de la administración de LiCl durante la abstinencia sobre la respuesta a Cocaína depende de los cambios que previamente produce el tratamiento con Cocaína en los animales, es decir si ocurre o no el desarrollo de sensibilización. Más aún, observamos que aquellos animales que no desarrollan sensibilización al recibir LiCl exacerban la expresión de la sensibilización; algo que no vimos en los animales tratados con Salina. Mientras que, en la expresión de β-catenina observamos resultados diferenciales de acuerdo al área estudiada y al impacto de Cocaína (tanto en el desarrollo como en la expresión). Por su parte, los niveles de MBP en NAcc presentaron una tendencia a estar aumentados en aquellos animales que recibieron el challenge con Salina y LiCl en la abstinencia con respecto a los que recibieron Salina durante la abstinencia. Este resultado también lo pudimos observar en CPF. Brevemente, en el NAcc la β-catenina se encuentra aumentada en los grupos que recibieron LiCl y que mostraron expresión de la sensibilización con respecto al grupo control. En tanto que, en CPF, son los niveles de β-catenina los que presentan mayores modificaciones. Así, en el grupo que recibe Salina se observan diferencias entre los animales que desarrollan y expresan sensibilización con respecto a aquellos que no lo hacen. En la expresión de MBP en CPF, se puede observar una disminución en el grupo que recibió LiCl y Cocaína, comparado con aquel que recibió Salina y Cocaína. En resumen, las variaciones de MBP y β-catenina podrían estar relacionadas con la vulnerabilidad a Cocaína. Más estudios son necesarios para confirmar esta conclusión. Por último, basados en evidencias previas del laboratorio (Cuesta et al 2017; 2020 [9][5]) así como en los resultados obtenidos en esta tesis sobre el impacto del estrés en la vía canónica de Wnt en CPF de machos, decidimos evaluar si los cambios en la vía de Wnt son suficientes para desarrollar sensibilización a Cocaína. Para ello se realizaron infusiones intra-cerebrales de Sulindac (inhibidor farmacológico de la vía canónica de Wnt [14]) en CPF por 5 días, y luego se aplicó una inyección de cocaína. Los resultados mostraron que la respuesta comportamental a Cocaína es superior en los animales que recibieron Sulindac de los que recibieron Vehículo; resultado que indicaría que la inhibición de la vía Wnt/β-catenina en CPF fue suficiente para inducir sensibilización a cocaína. En resumen, los hallazgos de este trabajo de tesis aportarían evidencias para comenzar a comprender la relación de la vía canónica de Wnt con las neuroadaptaciones y los diferentes mecanismos que median la respuesta a Cocaína. Principalmente, nos permitió comprender la importancia de la vulnerablidad individual como un factor determinante en nuestros resultados, sugiriendo un rol fundamental de las modificaciones de la vía canónica de Wnt en la CPF.