Los efectos de la cocaína. Imagen: Mikael Häggström. Click para ampliar.
Gracias a la estimulación lumínica, Christian Lüscher, investigador de la Universidad de Ginebra (Suiza), ha analizado los cambios neuronales que se producen durante el consumo de drogas y ha demostrado la eficacia de un tratamiento contra la adicción en un modelo animal.
El científico ha participado en la sesión sobre recompensa, toma de decisiones y redes motoras del FENS 2012, en Barcelona. Todas las ponencias llevaban el sello de Karl Deisseroth, investigador de la Universidad de Stanford (EE UU) y artífice de una técnica de investigación neurológica que permite activar neuronas en un plato o el circuito nervioso de un animal mediante pulsos de luz, sustituyendo a los electrodos. Esta técnica fue considerada como una de las estrellas del año 2010, según la revista Nature Methods.
“La optogenética no es la única metodología, pero comenzamos a aprovechar todo su potencial”, dice Robert C. Malenka, investigador de la Universidad de Stanford (EE UU). La optogenética es la combinación de genetica y métodos ópticos para controlar eventos específicos en ciertas células de tejido vivo, aun entre mamíferos libres y otros animales, con precisión temporal (milisegundo-Escala temporal) necesaria para mantener el ritmo intacto del funcionamiento de los sistemas biológicos.
El científico ha participado en la sesión sobre recompensa, toma de decisiones y redes motoras del FENS 2012, en Barcelona. Todas las ponencias llevaban el sello de Karl Deisseroth, investigador de la Universidad de Stanford (EE UU) y artífice de una técnica de investigación neurológica que permite activar neuronas en un plato o el circuito nervioso de un animal mediante pulsos de luz, sustituyendo a los electrodos. Esta técnica fue considerada como una de las estrellas del año 2010, según la revista Nature Methods.
“La optogenética no es la única metodología, pero comenzamos a aprovechar todo su potencial”, dice Robert C. Malenka, investigador de la Universidad de Stanford (EE UU). La optogenética es la combinación de genetica y métodos ópticos para controlar eventos específicos en ciertas células de tejido vivo, aun entre mamíferos libres y otros animales, con precisión temporal (milisegundo-Escala temporal) necesaria para mantener el ritmo intacto del funcionamiento de los sistemas biológicos.
Huellas en el cerebro
El equipo de Lüscher ha demostrado que las drogas dejan huella en el cerebro y provocan cambios en la conducta. A partir de la luz, el trabajo también ha conseguido activar células nerviosas de ratones sin fármacos, solamente por manipulación optogenética. “La precisión del tratamiento nos hace pensar que los efectos secundarios deben ser menores, pero aún no podemos asegurarlo”, dice Lüscher.
“Los efectos secundarios son un punto importante, sobre todo en tratamientos a largo plazo. Por ejemplo, el calor de la luz y los daños en el material genético pueden ser dos consecuencias potenciales”, continúa Deisseroth.
En el experimento de Lüscher, las conexiones neuronales de los ratones cambiaron por efecto de la cocaína y les provocaron los comportamientos compulsivos típicos de la adicción, pero después, las conexiones se pudieron restaurar.
“Primero suministramos cocaína a los ratones para potenciar determinadas conexiones neuronales y cambiar su conducta. Después, estimulándoles con luz, conseguimos normalizar sus sinapsis de nuevo y debilitar la comunicación neuronal hasta los niveles iniciales, antes de que el animal hubiese consumido droga”, explica.
La dopamina no sabe de consecuencias
El mecanismo que se activa cuando se adquiere una dependencia cuenta con un neurotransmisor clave. “Hemos demostrado el papel fundamental de la dopamina en la adicción”, dice Lüscher. A la dopamina se la conoce como 'la hormona del placer', pero desde hace años los neurocientíficos se refieren a ella como el motor de la motivación porque moviliza el sistema de recompensa.
La dopamina no se libera en grandes cantidades ante las acciones más cotidianas, sino cuando recibe una motivación fuerte. Y, en ese momento, el sujeto todavía desconoce si le reportará un estímulo positivo o negativo.
“La neurociencia no ha diferenciado demasiado la liberación de dopamina en situaciones de recompensa y aversión porque muchos no le veían ningún sentido”, conviene Malenka. En cambio “el dolor y el placer están muy cerca uno de otro y un estímulo con efectos adversos también puede ser la causa de la liberación de dopamina”, explica.
El equipo de Lüscher ha demostrado que las drogas dejan huella en el cerebro y provocan cambios en la conducta. A partir de la luz, el trabajo también ha conseguido activar células nerviosas de ratones sin fármacos, solamente por manipulación optogenética. “La precisión del tratamiento nos hace pensar que los efectos secundarios deben ser menores, pero aún no podemos asegurarlo”, dice Lüscher.
“Los efectos secundarios son un punto importante, sobre todo en tratamientos a largo plazo. Por ejemplo, el calor de la luz y los daños en el material genético pueden ser dos consecuencias potenciales”, continúa Deisseroth.
En el experimento de Lüscher, las conexiones neuronales de los ratones cambiaron por efecto de la cocaína y les provocaron los comportamientos compulsivos típicos de la adicción, pero después, las conexiones se pudieron restaurar.
“Primero suministramos cocaína a los ratones para potenciar determinadas conexiones neuronales y cambiar su conducta. Después, estimulándoles con luz, conseguimos normalizar sus sinapsis de nuevo y debilitar la comunicación neuronal hasta los niveles iniciales, antes de que el animal hubiese consumido droga”, explica.
La dopamina no sabe de consecuencias
El mecanismo que se activa cuando se adquiere una dependencia cuenta con un neurotransmisor clave. “Hemos demostrado el papel fundamental de la dopamina en la adicción”, dice Lüscher. A la dopamina se la conoce como 'la hormona del placer', pero desde hace años los neurocientíficos se refieren a ella como el motor de la motivación porque moviliza el sistema de recompensa.
La dopamina no se libera en grandes cantidades ante las acciones más cotidianas, sino cuando recibe una motivación fuerte. Y, en ese momento, el sujeto todavía desconoce si le reportará un estímulo positivo o negativo.
“La neurociencia no ha diferenciado demasiado la liberación de dopamina en situaciones de recompensa y aversión porque muchos no le veían ningún sentido”, conviene Malenka. En cambio “el dolor y el placer están muy cerca uno de otro y un estímulo con efectos adversos también puede ser la causa de la liberación de dopamina”, explica.
Referencias
Tan, K.R.; Yvon, C.; Turiault, M.; Mirzabekov, J.J.; Doehner, J.; Labouèbe, G.; Deisseroth, K.; Tye, K.M.; Lüscher, C. “GABA neurons of the VTA drive conditioned place aversion”. Neuron 73 (6): 22 de marzo de 2012. DOI: 10.1016/j.neuron.2012.02.015
Pascoli, V.; Turiault, M.; Lüscher, C. “Reversal of cocaine-evoked synaptic potentiation resets drug-induced adaptive behaviour”. Nature (481): 71-75, diciembre de 2011. DOI: 10.1038/nature10709
Lüscher, C.; Malenka, R.C. “Drug-evoked synaptic plasticity in addiction: from molecular changes to circuit remodeling”. Neuron 69 (4): 650-63, 24 de febrero de 2011. DOI: 10.1016/j.neuron.2011.01.017
Brown, M.T.C.; Bellone, C.; Mameli, M.; Labouèbe, G.; Bocklisch, C.; Balland, B.; Dahan, L.; Luján, R. Deisseroth, K.; Lüscher, C. “Drug-driven AMPA receptor redistribution mimicked by selective dopamine neuron stimulation”. PLoS ONE 5 (12): e15870. DOI: 10.1371/journal.pone.0015870
Tan, K.R.; Yvon, C.; Turiault, M.; Mirzabekov, J.J.; Doehner, J.; Labouèbe, G.; Deisseroth, K.; Tye, K.M.; Lüscher, C. “GABA neurons of the VTA drive conditioned place aversion”. Neuron 73 (6): 22 de marzo de 2012. DOI: 10.1016/j.neuron.2012.02.015
Pascoli, V.; Turiault, M.; Lüscher, C. “Reversal of cocaine-evoked synaptic potentiation resets drug-induced adaptive behaviour”. Nature (481): 71-75, diciembre de 2011. DOI: 10.1038/nature10709
Lüscher, C.; Malenka, R.C. “Drug-evoked synaptic plasticity in addiction: from molecular changes to circuit remodeling”. Neuron 69 (4): 650-63, 24 de febrero de 2011. DOI: 10.1016/j.neuron.2011.01.017
Brown, M.T.C.; Bellone, C.; Mameli, M.; Labouèbe, G.; Bocklisch, C.; Balland, B.; Dahan, L.; Luján, R. Deisseroth, K.; Lüscher, C. “Drug-driven AMPA receptor redistribution mimicked by selective dopamine neuron stimulation”. PLoS ONE 5 (12): e15870. DOI: 10.1371/journal.pone.0015870