Estudio de los posibles cambios epigenéticos, bioquímicos y conductuales asociados a las propiedades reforzantes de la nicotina en un modelo de Pez Cebra adulto

• Autores: Pisera Fuster, Antonella
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Faillace, M. Paula; Boccia, Mariano; Bernabeu, Ramon O.; Reines, Analía; Cancela, Liliana; Balerio, Graciela
• Materia: Nicotina; Epigenética; Pez cebra; Ciencias de la vida
• Institución: Universidad de Buenos Aires

Fil: Pisera Fuster, Antonella. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina
La nicotina, un psicoestimulante, es el principal componente responsable de las propiedades reforzantes del tabaco y una de las drogas más adictivas del mundo. Ejerce sus efectos reforzantes en el sistema nervioso central (SNC) principalmente uniéndose a los receptores nicotínicos (nAChR) en las estructuras de la vía de la recompensa que se compone básicamente de proyecciones que van desde el área tegmental ventral (VTA) al núcleo accumbens (NAc). Se ha propuesto que el desarrollo de la dependencia a las drogas de abuso requiere adaptaciones celulares y moleculares en diferentes regiones cerebrales, como la vía de la recompensa. Fue sugerido una similitud entre los mecanismos que subyacen a las memorias de largo y los procesos adictivos. La epigenética comprende mecanismos que regulan la expresión génica sin modificar la secuencia del ADN. Dentro de estos mecanismos, las modificaciones postraduccionales de las histonas y del ADN son los mejor caracterizados. Evidencias recientes sugieren que las modificaciones epigenéticas contribuyen a los cambios transcripcionales y comportamentales de largo plazo inducidos por las drogas de abuso. Por lo tanto, la alteración de la regulación génica a través de cambios en los niveles de factores epigenéticos podrían ser la base de un mecanismo neuroadaptativo que puede tener profundas consecuencias sobre los procesos adictivos generados por las drogas de abuso. El entendimiento de los mecanismos de la adicción y sus bases neurobiológicas requiere de estudios conductuales en modelos animales. El test de preferencia condicionada a un lugar (CPP), es uno de los más utilizados y consiste en un condicionamiento clásico cuyo objetivo es medir las propiedades reforzantes de las drogas de abuso, mediante el establecimiento de una asociación droga-entorno. La sensibilización comportamental, por otra parte, permite evaluar las propiedades psicoestimulantes de una droga mediante el incremento de la actividad locomotora. Ha sido propuesto que la generación de una adicción involucra un proceso de sensibilización.\nEl pez cebra (Danio rerio) es un vertebrado pequeño, diurno, fácil de criar y mantener en el laboratorio que posee diversas ventajas como modelo de estudio en\nlas neurociencias. Se ha demostrado de manera concluyente que el pez cebra es un excelente modelo para el estudio de las propiedades adictivas de las drogas de abuso. Particularmente ha demostrado ser capaz de establecer CPP con varias drogas de abuso, incluida la nicotina. El objetivo de nuestro trabajo fue evaluar los procesos bioquímicos y epigenéticos como posible mecanismos desencadenados por la administración repetitiva de nicotina. Para esto utilizamos una serie de test conductuales como el CPP, la sensibilización comportamental y el reconocimiento de objetos (OR), en conjunto con varias herramientas bioquímicas y moleculares como RT-PCR, inmunohistoquímica y MSP (Methylation Specific PCR). En este trabajo pusimos a punto por primera vez la sensibilización a la cocaína y a la nicotina en el pez cebra. También fuimos los primeros en utilizar un protocolo de sensibilización previo al CPP de nicotina para evaluar su efecto en la vulnerabilidad a establecer el CPP. Observamos que la previa exposición a nicotina de forma intermitente, ya sea siguiendo el protocolo de sensibilización o exponiendo a los peces a nicotina durante el día y dejándolos en abstinencia durante la noche (pre-exposición Día/Noche, D/N) incrementó las propiedades reforzantes de la nicotina evaluadas mediante el test de CPP. En ambos casos (previa sensibilización o exposición D/N) el incremento del CPP fue acompañado de cambios en la expresión transcripcional de marcadores moleculares como las subunidades de los nAChR, Pitx3, Egr1, etc. Observamos que la activación del factor de trascripción CREB (pCREB) aumento en todos los grupos que establecieron el CPP de nicotina, por lo que aportamos una evidencia más de que pCREB podría ser fundamental para la adquisición del CPP de nicotina, como había sido descripto en rata en nuestro laboratorio.\nEn cuanto a la hipótesis de que las modificaciones epigenéticas estarían mediando los efectos a largo plazo de la exposición a drogas de abuso, en la presente tesis aportamos evidencia a su favor. Observamos que el CPP de nicotina incremento la acetilación de histonas mientras que redujo la metilación del ADN y de las histonas en las estructuras de la vía de la recompensa. Estos cambios fueron acompañados por alteraciones en la expresión de los ARNm de las enzimas que catalizan varios de los procesos epigenéticos como DNMT3 (metil-transeferasa del ADN), TET1\n(desmetilasa del ADN), HDAC1 (Histona desacetilasa), G9a y Suv39H (histona metil-transferasa) y por modificaciones en los niveles de metilación de genes específicos que ya habían sido relacionados a las propiedades reforzantes de la nicotina como los nAChR y el receptor a glutamato NMDAR1. La relevancia en la regulación de las modificaciones epigenéticas en las propiedades gratificantes de la nicotina la evidenciamos, también, mediante la utilización de compuestos que nos permitieron inhibir o facilitar farmacológicamente estos procesos. En esta tesis caracterizamos en el modelo de pez cebra dos drogas, el Fenilbutirato de Sodio (PhB, un inhibidor de las HDAC) y la l-metionina (un dador de metilos y por lo tanto un facilitador de la metilación). Ambos mostraron la capacidad de inhibir el CPP de nicotina por lo que tendrían cierta potencialidad para evaluarse en terapias tendientes a reducir los efectos reforzantes de las drogas de abuso. Resumiendo, demostramos que el pez cebra es un excelente modelo para el estudio de las propiedades gratificantes de la nicotina y sumamos nueva evidencia para esclarecer los mecanismos moleculares que estarían involucrados en las adaptaciones a largo plazo que subyacen la dependencia a las drogas de abuso.
Doctora de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias Biológicas