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 como la ansiedad, utilizando distintos modelos comportamentales y técnicas bioquímicas. En la actualidad estamos estudiando las bases racionales que permitan comprender el rol del receptor GABAB como potenciador del efecto analgésico de los opiáceos reduciendo o previniendo la adicción que los mismos producen. 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. Además, sobresale el hecho de que existen notorias diferencias sexuales con respecto a diversas propiedades farmacológicas de la morfina. 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 morfina, es fundamental realizar los estudios en ratones de ambos sexos. Esto nos permitirá dilucidar los mecanismos que contribuyen a este dimorfismo sexual, siendo estos importantes para generar terapias específicas. También estamos tratando de explorar el papel del neuropéptido, la sustancia P (SP), y su eficacia en la prevención de la dependencia de la nicotina en ratones y, por otro lado, nos proponemos evaluar si la exposición prenatal a agonistas cannabinoides afecta la vulnerabilidad de la dependencia a drogas opioides durante la adolescencia. 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.
INTEGRANTES
LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
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.
PARTICIPACIÓN DE LOS RECEPTORES GABAB EN EL CONTROL DE LA RESPUESTA ANALGÉSICA Y DE LAS PROPIEDADES ADICTIVAS DE LOS OPIÁCEOS.
La morfina (MOR) es uno de los analgésicos más potentes que existe y sigue siendo utilizada frecuentemente para tratar el dolor de intensidad moderada a severa. A pesar de esto, su uso clínico se encuentra limitado por su enorme potencial adictivo. Durante los últimos 10 años la prescripción de drogas opioides ha ido aumentando a nivel mundial a pesar de sus consecuencias negativas como la dependencia psicológica, la abstinencia y la recaída. Principalmente en los casos de dolor crónico, que implican un tratamiento prolongado de manejo del dolor, el potencial adictivo de la MOR constituye un problema crucial a resolver. En particular, la MOR ha demostrado reducida eficacia analgésica sobre un tipo de dolor crónico, el dolor neuropático, que implica la necesidad de aumentar la dosis de MOR a fin de obtener un efecto analgésico adecuado incrementando el riesgo de desarrollar adicción a esta droga. Una posible solución a este problema sería la coadministración de MOR con otras drogas que puedan potenciar su efecto analgésico y reducir al mismo tiempo sus propiedades reforzantes. En reportes previos de nuestro laboratorio se ha demostrado una interacción entre los sistemas GABAérgico y opioide en el mecanismo de acción analgésica del agonista selectivo de los receptores GABAB baclofen (BAC). Por otro lado, estudios realizados en pacientes con dolor neuropático sugirieron que el BAC sería capaz de aliviar moderadamente este tipo de dolor. Sin embargo, hasta el momento no existen trabajos que hayan estudiado los mecanismos neuroquímicos y moleculares inducidos por una terapia combinada con MOR y BAC frente a un modelo experimental de dolor neuropático. 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, es fundamental llevar a cabo los estudios en ratones de ambos sexos. Esto nos permitirá dilucidar los mecanismos que contribuyen a este dimorfismo sexual, siendo estos importantes para generar terapias específicas. A partir de lo expuesto anteriormente, nos proponemos como objetivo general del presente proyecto: Aportar las bases racionales que permitan comprender el rol del receptor GABAB como potenciador del efecto analgésico de los opiáceos reduciendo o previniendo la adicción que los mismos producen.
PARTICIPACIÓN DE LA SUSTANCIA P EN LA MODULACIÓN DE LA ADICCIÓN A LA NICOTINA: ESTUDIO DE SU POTENCIAL FARMACOTERAPÉUTICO EN RATONES DEPENDIENTES.
Los humanos fuman tabaco inicialmente para experimentar los efectos psicoactivos de la nicotina y la mayoría de los fumadores desarrollan dependencia a la misma. Algunos de los efectos conductuales agudos de la nicotina pueden contribuir a su abuso potencial en humanos. Así, la nicotina puede reducir la ansiedad y aliviar el estrés, lo cual podría promover el consumo de tabaco. En roedores, la administración aguda de nicotina produce varios efectos conductuales incluyendo cambios en las respuestas locomotoras y emocionales, en el aprendizaje de tareas cognitivas, en la modificación de la ingesta de alimento y en la nocicepción. Por otra parte, la administración repetida de nicotina produce diversas respuestas conductuales que se encuentran en estrecha relación con sus propiedades adictivas, tales como los efectos reforzantes y la dependencia física. Los mecanismos neurobiológicos que podrían participar en las propiedades reforzantes de la nicotina han sido ampliamente estudiados. Así, la nicotina activa los receptores nicotínicos localizados en el sistema dopaminérgico mesocorticolímbico, el cual representa un sustrato neuronal común para las propiedades motivacionales y reforzantes de las diferentes drogas de abuso. Como resultado, la nicotina producirá un incremento de la actividad de las neuronas dopaminérgicas en el circuito mesolímbico que será responsable, al menos en parte, de sus propiedades reforzantes. Sin embargo, otros sistemas neuroquímicos diferentes al dopaminérgico también participan en la modulación de los efectos reforzantes de la nicotina. El neuropéptido sustancia P (SP) y su principal receptor NK1 (Neuro-Kinina 1) desempeñan un papel específico en la respuesta conductual a los opioides y al estrés que puede ayudar a iniciar y mantener un comportamiento adictivo. Los efectos de la nicotina sobre el sistema SP también han sido ampliamente estudiados, sin embargo, los efectos de la SP sobre el consumo y la adicción de nicotina han recibido poca atención. Por lo tanto, en el presente estudio examinaremos el impacto potencial de SP en: los efectos de recompensa de la nicotina, cambios neuroquímicos inducidos por la administración repetida de nicotina, variaciones en el binding de las subunidades α 7 y/o β 2 del receptor nicotínico inducidos por el efecto reforzante de la nicotina y finalmente examinaremos la eficacia potencial de la SP en la dependencia de la nicotina con respecto al uso de medicamentos para dejar de fumar.
PUBLICACIONES DE LOS ÚLTIMOS AÑOS
- GABAB receptors modulate morphine antinociception: Pharmacological and genetic approaches. Valeria T. Pedrón; Andrés P. Varani; Bernhard Bettler and Graciela N. Balerio Pharmacology Biochemistry and Behavior Vol.180: 11-21, 2019.
- GABAB receptors blockage modulates somatic and aversive manifestations induced by nicotine withdrawal. Varani AP, Pedrón VT, Aon AJ, Canero EM, and Balerio GN Biomedicine & Pharmacotherapy Vol. 140: 1-15, 2021.
- 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.