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"La luz fue tan gratificante como la morfina" en ratones con nuevos receptores opioides
Los neurobiólogos y anestesiólogos de investigación han creado receptores opioides que responden a la luz de la misma manera que los sitios de unión en el cerebro responden a los analgésicos.
Ciertos medicamentos analgésicos se unen a receptores opioides en el cerebro y la médula espinal.
Los hallazgos de laboratorio en probetas y animales han sido publicados en la revista Neurona.
Los investigadores realizaron los experimentos para la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, tomando rodopsina sensible a la luz, la proteína en la retina del ojo que responde a la luz, para modificar las partes clave de los receptores opioides.
Estos receptores producidos por tubos de ensayo se inyectaron en los cerebros de los ratones, y el experimento mostró que su comportamiento podía ser manipulado por la luz. Una aparente respuesta a la recompensa de la dopamina, en lugar de las drogas opioides, fue estimulada por la luz.
Los neurocientíficos dicen que la "línea de descubrimiento" despierta la esperanza de desarrollar formas de usar la luz para aliviar el dolor, aunque lo más probable es que las revelaciones sigan este trabajo sobre la mejor manera de activar y desactivar las vías del receptor opioide en las células cerebrales.
Michael Bruchas, PhD, investigador principal del estudio y profesor asistente de anestesiología y neurobiología, explica que el uso de la luz es una forma más sencilla de investigar los receptores opioides que la utilización de analgésicos.
Obtener una mayor comprensión de cómo funcionan los receptores dentro de la compleja gama de células y circuitos en el cerebro y la médula espinal podría a su vez conducir a analgésicos más efectivos y más seguros.
El primer autor Edward Siuda, un estudiante graduado en el laboratorio del Dr. Bruchas, confirmó:
"Es posible que con mucha más investigación podamos desarrollar formas de utilizar la luz para aliviar el dolor sin que el paciente necesite tomar un medicamento analgésico con efectos secundarios".
Los pasos hacia tal futuro ahora pueden ser más fáciles. Las vías químicas específicas se activan en el cerebro y la médula espinal cuando un receptor opioide se expone a un medicamento analgésico. Cuando los investigadores arrojaron luz sobre los receptores agregados de rodopsina, específicamente, la proteína se agregó al receptor opiáceo mu, estas mismas vías se desencadenaron.
El Dr. Bruchas explica las complejidades que ahora pueden simplificarse: "Ha sido difícil determinar exactamente cómo funcionan los receptores opioides porque tienen múltiples funciones en el cuerpo. Estos receptores interactúan con los analgésicos llamados opiáceos, pero también están involucrados en la respiración, son se encuentran en el tracto gastrointestinal y juegan un papel en la respuesta de recompensa ".
Ahora, sin embargo, los receptores de opiáceos se han limitado a realizar una única tarea a la vez, ¡y los investigadores han descubierto que esto puede ser casi tan fácil como encender una luz!
Compare esto con décadas de estudios con opiáceos en los que se han observado respuestas de recompensa en ratones y ratas cuando presionan una palanca para recibir una dosis de fármaco (morfina, por ejemplo) que activa los receptores opioides y la liberación de dopamina. Los animales, estimulados en los centros de recompensa de sus cerebros, continúan volviendo por más.
Un cuarto de luz en la caja de los ratones fue tan gratificante como la morfina
Una sensación de recompensa similar ahora ha sido entregada con luz por los investigadores. Los colaboradores con el Dr. Bruchas y el Sr. Siuda incluyeron al co-primer autor Bryan Copits, PhD, un investigador postdoctoral en el laboratorio del profesor de anestesiología Robert Gereau, PhD.
Los ratones en su estudio fueron colocados en una cámara cerrada negra, opaca, una parte de la cual tenía un láser para activar implantes de fibra óptica. Los animales implantados que habían sido inyectados con receptores sensibles a la luz que activan la dopamina pasaron más tiempo en la parte iluminada de la caja.
Cuando abandonaron esa parte de la cámara, la estimulación gratificante ya no persistió, por lo que pronto regresaron para recibir más estímulos de luz LED.
Los investigadores pudieron variar la respuesta de los animales en función de la cantidad y el tipo de luz emitida: se produjeron efectos ligeramente diferentes con:
- Color diferente
- Exposición más larga y más corta
- Luz constante o pulsante.
El Dr. Bruchas resume:
"Al activar los receptores con luz, presumiblemente estamos causando que el cerebro libere más dopamina.
En lugar de un medicamento como la morfina que activa un receptor opioide, la luz proporciona la recompensa ".
El avance en este desarrollo temprano de investigación para reducir el potencial de abuso y los efectos secundarios de los fármacos opioides para aliviar el dolor sigue siendo teórico, pero el Sr. Siuda dice que "algún día será posible activar o desactivar las células nerviosas sin afectar a ninguno de los otros receptores". se disparan las drogas analgésicas, aunque lograr ese objetivo será difícil ".
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