El trastorno por déficit de atención con hiperactividad TDAH es una afección generalizada con causas subyacentes complejas. Un medicamento estimulante llamado metilfenidato es un tratamiento común para el TDAH que afecta los niveles cerebrales de dopamina, un neurotransmisor involucrado en los sistemas de recompensa; sin embargo, el metilfenidato tiene unpotencial de abuso, y sus efectos terapéuticos son poco conocidos.
Para explorar las variadas interacciones del metilfenidato con los sistemas de dopamina en el cerebro, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa de la Universidad de Graduados OIST en colaboración con científicos de la Universidad de Otago y la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda, investigaron las acciones deel medicamento en ratas. Mediante el uso de registros de células de dopamina, monitoreo electroquímico y modelado por computadora, descubrieron un tipo de circuito de retroalimentación que modula los niveles de dopamina en el cerebro de las ratas en respuesta al medicamento. Este proceso regulador puede arrojar luz sobre las propiedades terapéuticas del metilfenidato en el TDAHLos hallazgos de los investigadores se publican en Progreso en neurobiología .
"Sabemos bastante sobre cómo funciona el metilfenidato a nivel molecular, pero no cómo afecta a los sistemas neuronales mayores. Todavía es un misterio cómo este medicamento mejora los síntomas del TDAH", dijo el profesor Jeff Wickens de la Unidad de Investigación de Neurobiología de OIST ".Este misterio nos lleva a explorar cómo las diferentes partes del cerebro interactúan para producir efectos terapéuticos ".
Desbloqueando los secretos de la dopamina
Para llevar a cabo su investigación, el equipo internacional administró metilfenidato a una concentración de 5.0 mg / kg a un grupo de ratas macho adultas, mientras que un grupo de control no recibió drogas. Después de implantar quirúrgicamente electrodos en el cerebro de las ratas, los investigadores utilizaronuna técnica electroquímica llamada voltamperometría para monitorear los cambios en tiempo real en la concentración celular de dopamina en las regiones cerebrales involucradas en el TDAH. Los investigadores también tomaron medidas en cortes cerebrales vivos de los mesencéfalo y prosencéfalo de las ratas.
Para ayudar a comprender los datos, los científicos de OIST, incluido el técnico Kavinda Liyanagama, diseñaron un programa de computadora para modelar los efectos del metilfenidato en los sistemas de dopamina.
Las neuronas liberan dopamina de diferentes maneras: la liberación fásica se caracteriza por picos rápidos y de alta intensidad en el neurotransmisor, a menudo en respuesta a estímulos motivacionales como drogas o golosinas azucaradas. La liberación tónica, por otro lado, se refiere a disparos más lentos y regularesde neuronas de dopamina, y participa en los movimientos musculares y articulares.
Wickens y sus colaboradores inicialmente pensaron que, dado que el metilfenidato bloquea la recaptación de dopamina por los receptores en el cerebro, el fármaco debería aumentar la señal de dopamina fásica. Más bien, después de analizar sus datos, los investigadores encontraron lo contrario: el metilfenidato no aumentódopamina fásica. Para explicar este hallazgo, Wickens sospecha que el cerebro tiene un mecanismo de retroalimentación notablemente poderoso para mantener los niveles de dopamina bajo control, incluso cuando el metifenidato bloquea la recaptación.
"Cuando usa metilfenidato en el cerebro intacto hay un mecanismo de regulación neural para compensar los efectos directos del medicamento", dijo Wickens. "Los efectos terapéuticos del metilfenidato podrían ser consecuencias indirectas de este ciclo de retroalimentación".
El modelado por computadora sugiere que el metilfenidato afecta principalmente la señal de dopamina tónica. Los cambios en la señalización de dopamina tónica pueden activar los receptores de dopamina de manera que mejoren los síntomas del TDAH.
Wickens reconoce que el estudio se realizó en ratas sanas. El siguiente paso del grupo es analizar este ciclo de retroalimentación en modelos animales de TDAH.
Además, Wickens sospecha que el TDAH es una colección de trastornos, lo que garantiza las terapias combinadas. Por lo tanto, también espera explorar los mecanismos de otros tratamientos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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