OBJETIVOS

El tema central de nuestros trabajos de investigación consiste en el estudio de los mecanismos biológicos implicados en los fenómenos de dependencia a drogas de abuso y trastornos afectivos. En la actualidad estamos estudiando la posible participación del sistema GABAérgico endógeno en las propiedades adictivas de la nicotina y morfina. En nuestros estudios abordamos los posibles aspectos físicos de estas dependencias así como el componente motivacional que conduce al consumo abusivo de estas sustancias. Para esto utilizamos, por un lado una estrategia farmacológica clásica que consiste en la utilización de compuestos capaces de bloquear o activar los distintos receptores o sistemas de señalización intracelulares que funcionan en el sistema nervioso central. Por otro lado, también utilizamos animales modificados genéticamente, en particular ratones «knock-out» deficientes en la subunidad GABAB1 del receptor GABAB. También estamos evaluando la participación de los sistemas GABAérgico y opioidérgico endógenos en la fisiopatología de los trastornos afectivos como la ansiedad, utilizando distintos modelos comportamentales y técnicas bioquímicas. El principal interés de nuestro estudio consiste en el desarrollo de líneas de investigación que permitan identificar nuevas dianas terapéuticas para tratar la adicción en bien de la Salud pública.

Esquema Reseña

INTEGRANTES

GRACIELA N. BALERIO

ELIANA MICAELA CANERO

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

PARTICIPACIÓN DE LOS RECEPTORES GABAB EN LA MODULACIÓN DE LAS PROPIEDADES ADICTIVAS DE LA NICOTINA: ESTUDIOS CONDUCTUALES, BIOQUÍMICOS, MOLECULARES Y GENÉTICOS.

En nuestro estudio, utilizamos modelos conductuales y bioquímicos en ratones normales y knockout deficientes en la subunidad GABA(B1) y GABA(B2) para clarificar la participación del sistema GABAérgico endógeno en los efectos adictivos de la nicotina. En primer lugar, estudiamos los efectos conductuales agudos de la nicotina y la capacidad del agonista GABAérgico baclofen de prevenir o atenuar la expresión de los signos somáticos y los efectos aversivos del síndrome de abstinencia a la nicotina en ratones normales. Finalmente se determinan las alteraciones neuroquímicas durante el síndrome de abstinencia a nicotina y en la prevención con baclofen en áreas cerebrales relacionadas con la adicción a nicotina. En segundo lugar, evaluamos los efectos conductuales agudos de la nicotina, las consecuencias motivacionales y las manifestaciones somáticas del síndrome de abstinencia a la nicotina en ratones knockout deficientes en cada componente del sistema GABAérgico endógeno. También estudiamos los efectos reforzantes de la nicotina con el paradigma de condicionamiento espacial (CPP) y los cambios bioquímicos inducidos por la nicotina sobre los niveles extracelulares de dopamina en el núcleo accumbens evaluados mediante microdiálisis in vivo. Los resultados obtenidos en este proyecto podrán ayudar a la identificación de potenciales dianas para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas frente a la adicción a la nicotina.

NEUROPSICOFARMACOLOGÍA DE LA DEPENDENCIA A OPIÁCEOS: ESTUDIO DEL POSIBLE PAPEL DEL RECEPTOR GABAB COMO BLANCO TERAPÉUTICO DE LA ADICCIÓN A OPIOIDES EN AMBOS SEXOS.

Teniendo en cuenta las repercusiones sanitarias y el alto costo socio-económico que representa el consumo de drogas de abuso a nivel mundial, cada vez va adquiriendo un mayor interés el estudio de los mecanismos de acción y en particular de los posibles mecanismos neurobiológicos implicados en las propiedades adictivas de dichas sustancias. Así, mecanismos neurobiológicos implicados en la adicción a morfina (MOR) tiene un notable interés tanto a nivel de investigación básica como por la trascendencia clínica de los posibles resultados obtenidos. La generación de ratones knockout deficientes en las subunidades GABAB(1) nos proporciona una herramienta muy útil para esclarecer la implicación específica de uno de los componentes del sistema GABAérgico endógeno en la adicción a las diferentes drogas de abuso. Nuestra hipótesis consiste en que uno de los componentes del sistema GABAérgico endógeno (receptores GABAB) pueda jugar un papel crucial en la modulación de las propiedades adictivas de la MOR. Esta hipótesis es investigada en ratones salvajes (abordaje farmacológico) y en ratones knockout (abordaje genético).

Por otro lado, sobresale el hecho de que existen notorias diferencias sexuales con respecto a diversas propiedades farmacológicas de la MOR. Teniendo en cuenta que la generalidad de los estudios llevados a cabo hasta el presente indica que los machos son más sensibles a los efectos de la MOR, realizamos estos estudios en animales de ambos sexos con el objeto de profundizar el análisis de las diferencias sexuales relacionadas con las propiedades adictivas de la MOR. En este contexto, como objetivo general de la línea de investigación nos proponemos analizar si existen diferencias sexuales en distintos aspectos del proceso adictivo de la MOR, evaluar una posible participación de uno de los componentes del sistema GABAérgico endógeno (receptores GABAB) en distintos aspectos del proceso adictivo de la MOR, como es la inducción de la dependencia física en animales de ambos sexos después del tratamiento crónico y la abstinencia a corto plazo en su componente motivacional y finalmente evaluar el mecanismo biológico subyacente al papel preventivo del baclofen, agonista selectivo de los receptores GABAB, en distintos aspectos del proceso adictivo de la MOR.

ESTUDIO DE LA PARTICIPACIÓN DEL RECEPTOR CB1 EN LA VULNERABILIDAD DE LA DEPENDENCIA A MORFINA EN RATONES ADOLESCENTES EXPUESTOS PRENATALMENTE A DROGAS CANNABINOIDES.

La marihuana es una de las drogas de abuso más comúnmente usada y abusada por adolescentes y mujeres durante el embarazo y/o lactancia. El aumento del consumo se debería a la concepción de que su uso está virtualmente libre de efectos nocivos. Sin embargo, se ha observado que los niños nacidos de madres consumidoras de marihuana tienen más probabilidad de padecer déficits cognitivos.

Hay evidencias de que la exposición a cannabinoides durante períodos críticos del desarrollo prenatal o postnatal temprano afectan a los sistemas de neurotransmisión catecolaminérgico, serotoninérgico, gabaérgico, glutamatérgico y opioide. Particularmente, el sistema endógeno opioide está influenciado por la exposición prenatal a cannabinoide. En este contexto, como objetivo general de la línea de investigación nos proponemos evaluar si la exposición prenatal a agonistas cannabinoides afecta la vulnerabilidad de la dependencia a drogas opioides durante la adolescencia.

Nos proponemos estudiar, en ratones wild-type y ratones knockout para el receptor CB1, si la exposición prenatal con el agonista cannabinoide WIN 55212-2 altera la vulnerabilidad de la dependencia a morfina durante la adolescencia, evaluando la intensidad de los signos somáticos durante el síndrome de abstinencia a la morfina. Estudiaremos la expresión de marcadores neuronales y gliales en áreas mesolímbicas de ratones adolescentes dependientes de morfina y con síndrome de abstinencia, que fueron prenatalmente expuestos a agonistas cannabinoides, con especial énfasis en la organización sináptica y en la ultraestructura sináptica en dichas áreas.

PUBLICACIONES DE LOS ÚLTIMOS AÑOS

– Nicotine-induced molecular alterations are modulated by GABAB receptor activity. Varani AP, Pedrón VT, Aon AJ, Höcht C, Acosta GB, Bettler B and Balerio GN. Addiction Biology, Vol.23(1):230-246, 2018.

– Baclofen prevents the elevated plus maze behaviour and BDNF expression during naloxone precipitated morphine withdrawal in male and female mice. Valeria T. Pedrón, Andrés P. Varani and Graciela N. Balerio. Synapse, Vol.70:187-197, 2016.

– Lack of GABAB receptors modifies behavioural and biochemical alterations induced by nicotine abstinence. Andrés P. Varani, Valeria T. Pedrón, Lirane Moutinho Machado, Marta C. Antonelli, Bernhard Bettler and Graciela N. Balerio. Neuropharmacology, Vol 90:90-101, 2015.

– Baclofen prevented the changes in c-Fos and brain-derived neutrophic factor expressions during mecamylamine-precipitated nicotine withdrawal in mice. Andrés P. Varani, Lirane Moutinho Machado and Graciela N. Balerio. Synapse, Vol.68(11):508-17, 2014.

– Baclofen and 2-OH-saclofen modify acute hypolocomotive and antinociceptive effects of nicotine administration in mice. Andrés P. Varani, Ester Aso, Rafael Maldonado, Graciela N. Balerio. European Journal of Pharmacology, Vol.738:200-5, 2014.

– Involvement of GABAB receptors in biochemical alterations induced by anxiety-related responses to nicotine in mice: Genetic and pharmacological approaches. Andrés P. Varani, Valeria T. Pedrón, Bernhard Bettler and Graciela N. Balerio. Neuropharmacology, Vol.81: 31-41, 2014.

– Attenuation by baclofen of nicotine rewarding properties and nicotine withdrawal manifestations. Andrés P. Varani, Ester Aso, Lirane Machado Moutinho, Rafael Maldonado, Graciela N. Balerio. Psychopharmacology, (Berl), Vol.231(15):3031-40, 2014.

– Mecamylamine-precipitated nicotine withdrawal syndrome and its prevention with baclofen: An autoradiographic study of α4β2 nicotinic acetylcholine receptors in mice. Varani A. P., Antonelli M. C. and Balerio G. N. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry, Vol. 44: 217-225, 2013.

– Baclofen did not modify sexually dimorphic c-Fos expression during morphine withdrawal syndrome. Pedrón Valeria, Taravini Irene R, Induni Andrea S. and Balerio Graciela N. Synapse, Vol.67(3):118-26, 2013.

– Acute behavioural responses to nicotine and nicotine withdrawal syndrome are modified in GABAB1 knockout mice. Andrés P. Varani, Lirane Moutinho Machado, Bernhard Bettler and Graciela N. Balerio. Neuropharmacology, Vol. 63: 863-872, 2012.

– GABAB receptors involvement in the effects induced by nicotine on anxiety-related behavior in mice. Varani Andrés P. and Balerio Graciela N. Pharmacologycal Reasearch, Vol. 65: 507-513, 2012.

– Ability of baclofen to prevent somatic manifestations and neurochemical changes during nicotine withdrawal. Varani Andrés P., Moutinho Lirane, Calvo Mariela and Balerio Graciela N. Drug and Alcohol Dependence, Vol. 119: e5-e12, 2011.

– Pharmacokinetic aspects of naloxone – precipitated morphine withdrawal in male and female prepubertal mice. Silvina L. Diaz, María P. Hermida, Leonel D. Joannas, Mónica Olivera, Adriana Ridolfi, Eda C. Villaamil and Graciela N. Balerio. Biopharmaceutics & Drug Disposition, Vol 28: 283-289, 2007.

– Morphine withdrawal syndrome and its prevention with baclofen: autoradiographic study of m-opioid receptors in prepubertal male and female mice. Silvina L. Diaz, Virginia G. Barros, Marta C. Antonelli, Modesto C. Rubio and Graciela N. Balerio. Synapse, Vol 60(2):132-140, 2006.

– Role of the cannabinoid system in the effects induced by nicotine on anxiety-like behaviour in mice. Graciela N. Balerio, Ester Aso and Rafael Maldonado. Psychopharmacology, Vol 184: 504-513, 2006.

FINANCIAMIENTO

– Miembro como Profesor Invitado de Subsidios internacionales

Titulo: Ajut per donar suport a les activitats dels grups de recerca consolidats.

Duracion: 2014-2018

Entidad: Generalitat de Catalunya, AGAUR (2014-SGR-1547)

Investigador Principal: Dr. Rafael Maldonado (UPF)

– Director de proyect de programa de Investigacion cientifica 2017-2020

2017 UBA 20020160100120BA «THE GABAB RECEPTOR AS A MODULATOR OF THE ANALGESIC EFECT AND POTENTIAL THERAPEUTIC TARGET OF OPIATES ADDITION». Director: Dr. Graciela N. Balerio

COLABORACIONES

Internacionales

Dr. Rafael Maldonado. Neuropharmacology Laboratory. Pompeu Fabra University, Barcelona, Spain.

Dr. Bernhard Bettler, Department of Biomedicine, Institute of Physiology, Pharmazentrum, University of Basel, Klingelbergstrasse 50/70, CH-4056 Basel, Switzerland.

Nacionales

Dra. Marta Antonelli, Independent Researcher, CONICET, of the Institute of Cellular Biology and Neurosciences (IBCN-CONICET).

Dra. Herminia Alicia Brusco. Director of the Institute of Cell Biology and Neurosciences (IBCN-CONICET).

Dra. Cristina Arranz. Full Professor Chair of Physiology and Dean of the Faculty of Pharmacy and Biochemistry, Independent Investigator of CONICET.

– Morphine withdrawal syndrome: involvement of the dopaminergic system in prepubertal male and female mice. Silvina L. Diaz, Alma K Kemmling, Modesto C Rubio and Graciela N. Balerio. Pharmacology, Biochemistry and Behavior.Vol 82(4): 601-607, 2005.

– Involvement of the opioid system in the effects induced by nicotine on anxiety-like behaviour in mice. Graciela N. Balerio, Ester Aso and Rafael Maldonado. Psychopharmacology, Vol 181(2):260-269, 2005.

– Baclofen reestablishes the m-opioid receptor levels modified by the morphine withdrawal syndrome in either sexes. Silvina L. Diaz, Alma K. Kemmling, Carla D. Bonavita, Modesto C. Rubio and Graciela N. Balerio. Synapse, Vol 54, pp 24-29, 2004.

– D9-tetrahydrocannabinol decreases somatic and motivational manifestations of nicotine withdrawal in mice. Graciela N. Balerio, Ester Aso, Fernando Berrendero, Patricia Murtra and Rafael Maldonado. European Journal of Neuroscience, Vol. 20, pp 2737-2748., 2004.

– Study of the behavioural responses related to the potential addictive properties of MDMA in mice. Patricia Robledo, Graciela Balerio, Fernando Berrendero and Rafael Maldonado. Naunyn Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology, Vol. 369, pp 338-349, 2004.

– Baclofen reestablishes the dopaminergic neurons activity during naloxone-precipitated withdrawal. Silvina L. Diaz, Alma K. Kemmling and Graciela N. Balerio. Neurochemistry International, Vol. 42(4), pp 293-298, 2003.