Una nueva investigación en ratones, muestra que altas dosis de cocaína pueden causar que las células cerebrales digieran, literalmente, sus propias entrañas a toda marcha, mediante el envío a un proceso de eliminación de basura natural, llamado autofagia.
Las células tienen tres mecanismos incorporados para destruirse a sí mismas – por ejemplo, si empiezan su mal funcionamiento o se desgastan. Uno de ellos es la autofagia, donde se digieren y se reciclan los materiales de desecho. Pero la autofagia también se puede utilizar como un programa de suicidio – mediante la activación de ella para comer componentes celulares esenciales.
En un nuevo estudio a punto de ser publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, los investigadores de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, MD, describen cómo el concentrar altas dosis de cocaína puede causar la autofagia en cerebros de ratón que se convierte en hiperactivo.
Incluso en los ratones nacidos de madres que habían recibido la cocaína cuando estaban embarazadas, mostraron signos de autofagia hiperactiva en sus células cerebrales.
El Dr. Prasun Guha, estudiante postdoctoral en la Universidad Johns Hopkins, dice:
«La autofagia es el ama de llaves que saca la basura – por lo general es una buena cosa, pero la cocaína hace que el ama de llaves lance cosas lejos, realmente importantes, como las mitocondrias, que producen energía para las células.»
Los autores también describen la forma en que probaron un antídoto potencial para el efecto en la forma de la CGP3466B experimental de drogas. El fármaco, que ya se sabe que es seguro en humanos, ha sido probado en la fase 2 de ensayos para su efecto (sin éxito) sobre la enfermedad y ALS de Parkinson.
Solomon Snyder, profesor de neurociencia en la Universidad Johns Hopkins, explica:
«Hemos realizado autopsias» para saber cómo las células mueren a causa de las altas dosis de cocaína. Esa información nos dio una visión inmediata de cómo se puede utilizar un compuesto conocido por interferir con ese proceso y evitar el daño.»
La cocaína provoca la muerte de las neuronas mediante el envío a la autofagia a toda marcha
En trabajos anteriores, el equipo ya había establecido que el óxido nítrico, liberado por las células, está implicada en la muerte celular inducida por la cocaína por la interacción con una enzima llamada GAPDH. Pero el nuevo estudio arroja luz sobre cómo las células en realidad mueren.
La autofagia borra los residuos de células mediante la recolección en las vacuolas de membrana cerrada, o sacos dentro de la célula. Las vacuolas se fusionan entre sí y con otros sacos que contienen ácidos para digerir que degradan sus contenidos. La muerte celular se activa cuando este proceso se sale de control, dice el profesor Snyder.
Para conseguir una mirada más de cerca lo que está sucediendo en este proceso, el equipo midió los cambios en los niveles de proteína, que se sabe ser responsable por activar el programa de muerte celular, y observamos lo que pasó en las células cerebrales o neuronas y cómo los niveles de proteína cambian en respuesta a la cocaína.
Pudieron ver claramente que las altas dosis de cocaína desencadenaron la muerte de las neuronas mediante el envío a la autofagia a toda marcha. El hallazgo confirma a otros estudios, que han demostrado la cocaína provoca autofagia en otros dos tipos de células que se encuentran en el cerebro: los astrocitos y microglia.
Posteriormente, el equipo demostró que CGP3466B – conocido por interrumpir las interacciones óxido/nítrico / GAPDH – detuvo la autofagia inducida por la cocaína. También probaron otros compuestos que son conocidos por detener las otras dos formas de suicidio celular, pero solamente las neuronas con CGP3466B fueron protegidas, en el cerebro de ratón, de la muerte por la cocaína.
Equipo espera que los hallazgos conduzcan a tratamientos
El hecho de que la cocaína parece actuar exclusivamente a través de la autofagia – y no a través de los demás programas de muerte celular -, ofrece una buena oportunidad de desarrollar nuevos fármacos que se dirijan a su efecto tóxico, sugieren los investigadores.
Mientras que muchos más años de estudios en ratones y luego en humanos quedan por delante, el equipo espera los resultados, con el tiempo, darán lugar a tratamientos que protejan a los adultos y los bebés a partir de los devastadores efectos que la cocaína puede causar en el cerebro.
También quieren saber si la cocaína mata cualquier otra célula fuera del cerebro.
En un estudio anterior, otro equipo también encontró que la cocaína provoca un rápido crecimiento en las estructuras del cerebro para la memoria y el aprendizaje – pero sólo de una manera que alienta más el comportamiento de búsqueda de drogas. Ese hallazgo sugiere una nueva forma en la que los consumidores de cocaína seleccionan entornos vinculados a la droga, fue lo que señalaron los investigadores.
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