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La cocaína puede estimular las células cerebrales para destruirse a sí mismas
Una nueva investigación en ratones muestra que altas dosis de cocaína pueden hacer que las células cerebrales literalmente digieran su propio interior al enviar un proceso natural de limpieza de basura llamado autofagia a sobremarcha.
El estudio muestra que la cocaína desencadena la muerte de las neuronas en los cerebros de los ratones mediante el envío de un proceso de eliminación de desechos celulares llamado autofagia a toda marcha.
Las células tienen tres mecanismos incorporados para destruirse a sí mismos, por ejemplo, si comienzan a funcionar mal o se desgastan. Uno de estos es la autofagia, donde los materiales de desecho se digieren y reciclan. Pero la autofagia también puede usarse como un programa suicida, al provocar que consuma componentes celulares esenciales.
En un nuevo estudio a punto de ser publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, investigadores de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, MD, describen cómo encontraron altas dosis de cocaína que pueden causar autofagia en los cerebros de los ratones que se vuelven hiperactivos.
Incluso los ratones nacidos de madres que habían recibido cocaína cuando estaban embarazadas mostraron signos de autofagia hiperactiva en sus células cerebrales.
El Dr. Prasun Guha, estudiante postdoctoral en Johns Hopkins, dice:
"La autofagia es el ama de llaves que saca la basura, generalmente es algo bueno. Pero la cocaína hace que el ama de llaves arroje cosas realmente importantes, como las mitocondrias, que producen energía para la célula".
Los autores también describen cómo probaron un antídoto potencial para el efecto en la forma del fármaco experimental CGP3466B. Ya se sabe que la droga es segura en humanos porque se ha probado en ensayos de fase 2 de su efecto (sin éxito) sobre la enfermedad de Parkinson y la ELA.
Solomon Snyder, profesor de neurociencia en Johns Hopkins, explica:
"Realizamos 'autopsias' para descubrir cómo mueren las células a altas dosis de cocaína. Esa información nos dio una idea inmediata de cómo podríamos usar un compuesto conocido para interferir con ese proceso y prevenir el daño".
La cocaína desencadena la muerte de neuronas al enviar autofagia a sobremarcha
En un trabajo previo, el equipo ya había establecido que el óxido nítrico liberado por las células está involucrado en la muerte celular inducida por cocaína por interacción con una enzima llamada GAPDH. Pero el nuevo estudio arroja luz sobre cómo las células realmente mueren.
La autofagia elimina los desechos celulares al recogerlos en vacuolas rodeadas de membranas o sacos dentro de la célula. Las vacuolas se fusionan entre sí y con otros sacos que contienen ácidos digeridos que degradan el contenido. La muerte celular se activa cuando este proceso se sale de control, dice el profesor Snyder.
Para observar más de cerca lo que está sucediendo en este proceso, el equipo midió los cambios en los niveles de proteína que desencadenan el programa de muerte celular y observó lo que sucedía en las neuronas o las neuronas a medida que los niveles de proteína cambiaban en respuesta a la cocaína.
Podían ver claramente que altas dosis de cocaína activaban la muerte de las neuronas al enviar la autofagia a toda marcha. El hallazgo confirma que de otros estudios que han demostrado que la cocaína desencadena la autofagia en otros dos tipos de células que se encuentran en el cerebro: astrocitos y microglia.
El equipo luego demostró que CGP3466B, conocido por alterar las interacciones óxido nítrico / GAPDH, detuvo la autofagia inducida por la cocaína. También probaron otros compuestos que se sabe que detienen las otras dos formas de suicidio celular, pero solo CGP3466B protegió a las neuronas en el cerebro del ratón de la muerte por cocaína.
El equipo espera que los hallazgos den lugar a tratamientos
El hecho de que la cocaína parece actuar exclusivamente a través de la autofagia, y no a través de otros programas de muerte celular, ofrece una buena posibilidad de desarrollar nuevos fármacos que se centren en su efecto tóxico, sugieren los investigadores.
Si bien muchos años más de estudios en ratones y luego en los humanos se avecinan, el equipo espera que los hallazgos eventualmente conduzcan a tratamientos que protejan a adultos y bebés de los efectos devastadores que la cocaína puede causar en el cerebro.
También quieren saber si la cocaína mata a otras células fuera del cerebro.
En un estudio anterior en ratones que Noticias médicas hoy reportado en 2013, otro equipo también descubrió que la cocaína desencadena un crecimiento rápido en las estructuras cerebrales para la memoria y el aprendizaje, pero solo de una manera que fomenta un mayor comportamiento de búsqueda de drogas. Ese hallazgo sugiere una nueva forma en que los usuarios de cocaína seleccionan entornos vinculados a la droga, anotaron los investigadores.
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