Células cerebrais em forma de estrela podem desligar” neurônios envolvidos na recaída da heroína

Células cerebrais em forma de estrela podem desligar” neurônios envolvidos na recaída da heroína

Neurocientistas da Universidade Médica da Carolina do Sul (MUSC) relatam na Science Advances que células cerebrais em forma de estrela chamadas astrócitos podem “desligar” neurônios envolvidos em uma recaída de heroína. Os sinais ambientais relacionados com as drogas podem aumentar o desejo de procurar drogas e levar à recaída. Neste artigo, uma equipe liderada por Peter Kalivas, Ph.D., e Anna Kruyer, Ph.D., ambos do Departamento de Neurociências, examinou como os astrócitos interagem com os neurônios e se os astrócitos desempenham um papel importante na regulação da resposta aos sinais de drogas.

Quando aprendemos a andar de bicicleta ou a resolver um problema de matemática, as células mensageiras do nosso cérebro, chamadas neurónios, fazem conexões que lhes permitem comunicar melhor, tornando mais fácil para nós concluirmos a mesma tarefa na próxima vez. O mesmo acontece quando aprendemos a associar o prazer a substâncias nocivas como as drogas. Os neurônios enviam mensagens poderosas uns aos outros, motivando-nos a continuar voltando para eles.

A comunicação entre os neurônios é controlada por uma variedade de células, particularmente um grupo de células em forma de estrela chamadas astrócitos. Os astrócitos rodeiam os nossos neurónios e actuam como semáforos, regulando a comunicação entre as células, particularmente no comportamento viciante.

Outro fator importante no vício e na recaída é o mensageiro químico glutamato. O glutamato estimula os neurônios, fazendo com que eles enviem sinais elétricos para se comunicarem entre si. O laboratório Kalivas foi fundamental para estabelecer a importância do glutamato. Ao longo de décadas de pesquisa, Kalivas desenvolveu a “hipótese do vício do glutamato”, disse Kruyer.

De acordo com esta hipótese, demasiado glutamato pode fazer com que os nossos neurónios disparem constantemente em resposta a estímulos ambientais induzidos por drogas. Esse fogo constante acelera a comunicação entre as células e promove comportamento de dependência de drogas e recaídas.

Kalivas e Kruyer descobriram que os astrócitos podem retardar a comunicação hiperativa.

Os astrócitos são como o freio de um carro e você os aciona para interromper o sinal do glutamato.”

Anna Kruyer, Ph.D., Departamento de Neurociências, MUSC

Mas como exatamente eles fazem isso?

Para responder a esta questão, os investigadores utilizaram um modelo estabelecido de recaída da heroína. No modelo, os ratos aprendem primeiro a autoadministrar heroína pressionando uma alavanca. Após pressionar a alavanca, eles recebem a droga junto com sinais luminosos e sonoros para que os ratos possam associar os sinais à droga. Em seguida, o sinal e a droga são removidos, simulando a abstinência. Eventualmente, os animais têm acesso ao sinal novamente, e pressionar a alavanca é uma medida de dependência de drogas e recaída.

Usando esta abordagem, Kruyer e Kalivas descobriram que os astrócitos se adaptam de duas maneiras para reduzir a dependência de drogas durante a abstinência. Uma família de astrócitos aproxima-se dos neurônios e desvia o glutamato da sinapse, reduzindo a comunicação entre os neurônios. Outra família aumenta a expressão do transportador de glutamato GLT-1, que absorve o excesso de glutamato. Em ambos os casos, os astrócitos retardam a comunicação neuronal durante a abstinência.

No entanto, menos astrócitos estavam disponíveis para esta função de travagem durante a fase de recaída e estavam localizados mais longe dos neurónios. Usando tecnologia química especial, Kruyer e Kalivas foram capazes de ligar e desligar os astrócitos para mudar o seu comportamento, mostrando que estas células em forma de estrela desempenham um papel importante.

“Quando os astrócitos cercam os neurônios”, explicou Kruyer, “eles essencialmente sugam o glutamato e fecham a sinapse”, disse ela. “Mas quando eles se retiram dos neurônios, é como se você tivesse perdido os freios.”

Essas descobertas podem fornecer novos insights sobre como prevenir recaídas.

“Como os astrócitos passam por duas adaptações no cérebro normal para suprimir a recaída, acreditamos que eles poderiam ser um alvo celular valioso para o desenvolvimento de terapias para combater a recaída em transtornos por uso de substâncias”, disse Kruyer.

Estudos clínicos anteriores demonstraram que a redução do glutamato por si só não é suficiente para prevenir recaídas em humanos. Estes resultados sugerem a possibilidade de que a terapia combinada que não apenas reduz os níveis de glutamato, mas também aumenta o efeito de frenagem dos astrócitos, possa ser mais bem-sucedida e merece uma investigação mais aprofundada.

“Historicamente, os neurônios têm recebido mais atenção quando se trata de patologia comportamental”, disse Kruyer. “Nossos resultados mostram que precisamos olhar para o sistema nervoso de forma mais holística e considerar que outros tipos de células além dos neurônios podem influenciar o comportamento e podem ser a chave para o tratamento da recaída.”

Para preparar o terreno para novas terapias baseadas em astrócitos, o Laboratório Kalivas está tentando identificar potenciais alvos genéticos.

“Muitos genes são expressos em astrócitos que não são expressos em outras células cerebrais, incluindo neurônios”, disse Kalivas. "Se entendermos quais desses genes são críticos para a regulação da recaída pelos astrócitos, poderemos desenvolver medicamentos que aumentem seletivamente a capacidade dos astrócitos de inibir a recaída. Este é um ramo de pesquisa ativa em nosso laboratório, e identificamos alguns produtos genéticos seletivos para astrócitos que poderiam servir como alvos no tratamento de transtornos por uso de substâncias."

Fonte:

Universidade Médica da Carolina do Sul

Referência:

Kruyer, A., et al. (2022) A plasticidade em subpopulações de astrócitos regula a recaída da heroína. Avanços científicos. doi.org/10.1126/sciadv.abo7044.

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