Neuronas luminosas que delatan las reacciones del cerebro a la cocaína

Una técnica conocida como optogenética permite «encender» y «apagar» genes y podría aplicarse contra el consumo de drogas

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Averiguar cómo el consumo de cocaína cambia el cerebro, cómo se traduce en el comportamiento, y si estas modificaciones se pueden revertir, es el objetivo del neurocientífico Christian Lüscher, que utiliza una técnica novedosa, la optogenética, que permite apagar o encender genes en experimentos con animales.

«Nuestros estudios van encaminados a confirmar cómo el consumo de cocaína modifica físicamente el cerebro, investigando la conexión entre dos diferentes regiones del cerebro, que forman parte de un circuito de recompensa que se activa durante el consumo de esta droga», ha señalado Lüscher en el Congreso de Neurociencias FENS que se celebra en Barcelona estos días. «Además, queríamos saber si los cambios cerebrales y de comportamiento inducidos por la droga se pueden modificar o revertir. Esperamos que al hacerlo pueda desarrollarse un mejor modelo de cómo la adicción actúa en el cerebro

Los científicos se valen de la luz

La cocaína activa el circuito cerebral implicado en la recompensa, que a su vez libera en cantidades mucho mayores a las normales el neurotramisor dopamina, que activa varias zonas del cerebro relacionadas con el placer.

Para investigar este proceso, los científicos necesitan controlar la actividad de las neuronas dopaminérgicas, que responden a la adicción. Y se valen de la luz, que permite, mediante manipulación genética, activar y desactivar neuronas a voluntad.

Esta novedosa técnica se denomina optogenética. Un gen sensible a la luz, extraído de un alga, se introduce en las neuronas que se desean activar gracias a la ayuda de un virus capaz de infectarlas, que hace de transportador. Las células que incorporan este gen se activan al iluminarlas. «Es un truco genético que permite imitar los efectos de las drogas adictivas mediante la activación de las vías neuronales que queremos estudiar», explica Lüchner.

Ratones preferían la cocaína

La manipulación optogenética en ratones indujo los mismos efectos en el comportamiento relacionado con la adicción a las drogas, como la cocaína. Los roedores mostraron una clara preferencia por la cocaína: ante la posibilidad de elegir entre dos compartimentos, siempre eligieron el que se iluminaba con el láser de optogenética, que provocaba en ellos una mayor activación de la dopamina.

Al examinar los cerebros de los ratones, el equipo del doctor Lüscher encontró un aumento en las conexiones de las neuronasexcitadoras, como ocurre en la adicción a la cocaína. Este hallazgo confirma que la manipulación optogenética imita los mismos cambios que ocurren en el cerebro bajo los efectos de la cocaína.

En estudios adicionales, los investigadores utilizaron la estimulación optogenética para restaurar el cableado normal del cerebro, revirtiendo los cambios cerebrales inducidos por la cocaína y deteniendo conductas de adaptación a las drogas.

Aplicación futura en seres humanos

Estos resultados demuestran que la adicción es una enfermedad de circuitos cerebrales remodelados y ayuda a comprender mejor la naturaleza exacta de esos circuitos, aclara Lüscher. «Al llegar a la base de la comprensión de los procesos de adicción, podemos apuntar a nuevos enfoques para el tratamiento. Las enfermedades de la adicción en animales difieren de las de los seres humanos, pero tenemos la base que nos pueden ayudar a traducir estos conocimientos para su aplicación en seres humanos en el futuro

El doctor Lüscher cree que los nuevos conocimientos adquiridos mediante investigación optogenética en ratones podrían permitir la adaptación futura de técnicas de estimulación cerebral existentes para tratar, y posiblemente revertir, la adicción o prevenir recaídas.

En la actualidad, la estimulación cerebral profunda (ECP) implica la implantación quirúrgica de electrodos de metal de alta frecuencia y la administración de pulsos eléctricos que se usan para tratar trastornos del movimiento, tales como la enfermedad de Parkinson y la depresión. La estimulación magnética transcraneal (TMS) es un método no invasivo que usa pulsos electromagnéticos como terapia para tratar la depresión mayor. Ambos métodos son menos precisos que la optogenética. «Esperamos animar el debate entre los expertos en estas técnicas, sobre cómo ajustar los protocolos, posiblemente, como la frecuencia de estimulación, para considerar su uso como un método de referencia en la terapia de la adicción», dijo el doctor Lüscher.

«La adicción es un problema importante de salud pública y una de las enfermedades cerebrales más costosas», señaló el doctor Lüscher del Centro de Neurociencia de la Universidad de Ginebra. «Sin embargo, no existe ningún tratamiento reconocido, ni tampoco existen mecanismos que permitan establecer con precisión los cambios cerebrales relacionados con la adicción».