Modulación de la actividad del sistema glucocorticoide por parte del receptor CB1 cannabinoide

Abstract

Los procesos moleculares que subyacen la formación de memorias a largo plazo involucran la activación de cascadas de señalización que transmiten las señales inducidas por la acción de neurotransmisores en la membrana celular hasta el núcleo, controlando la respuesta genómica en las neuronas. Esto resulta en la alteración de la fuerza de las sinapsis neuronales y en la configuración de una red neuronal asociada a la formación de la memoria. La vía de las MAPKs presenta un rol central integrando las señales producidas por los receptores de membrana y los efectores de esta cascada son factores de transcripción que inducen la expresión de genes de expresión inmediata temprana. Ante el desafío de ahondar en los mecanismos moleculares que subyacen la consolidación de memorias aversivas, con el objetivo de estudiar la modulación de la actividad del sistema glucocorticoide por parte del receptor CB1 cannabinoide, resulta de utilidad el trabajo con modelos in vitro acordes al sistema biológico de estudio. En nuestro caso, el modelo seleccionado fue la línea celular HT22, una línea que expresa de manera endógena los receptores CB1 y GR y deriva de hipocampo murino. En este sistema demostramos que la señalización del receptor CB1 media el efecto inductor de la dexametasona sobre el mRNA de Zif268 a través de un mecanismo que involucra la inhibición de la FAAH (hidrolasa de amidas de ácidos grasos), una enzima encargada de hidrolizar el endocannabinoide anandamida (AEA). A partir de estudios en ratones KO para el receptor CB1 y en concordancia con nuestros resultados in vitro, determinamos que la expresión del receptor CB1 es necesaria para el efecto inductor de la dexametasona sobre el mRNA de Zif268 en el hipocampo murino. Al evaluar el comportamiento de estos animales también encontramos que la expresión del receptor CB1 sería necesaria para que la dexametasona aumente la respuesta de evitamiento inhibitorio en experiencias de aversión moderada. Estos resultados sugieren que el sistema endocannabinoide (SEC), señalizando a través del receptor CB1, es necesario para observar los efectos de los glucocorticoides sobre la respuesta de evitamiento inhibitorio. A partir de los mecanismos descriptos en la línea celular HT22 postulamos que la dexametasona facilitaría la respuesta de evitamiento inhibitorio actuando a través de una activación indirecta del CB1, que se encontraría mediada por el aumento del contenido de endocannabinoides en la sinapsis neuronal como consecuencia de un efecto inhibitorio de los glucocorticoides sobre la actividad de la FAAH. Por otro lado, también demostramos en la línea celular HT22 que tanto agonistas (AM356) como antagonistas (AM251) del sistema cannabinoide inducen un aumento en los niveles del mRNA de Zif268 a través de un mecanismo que dependería de la activación de ERK. Hasta el momento, el mecanismo de acción propuesto para el SEC como facilitador de la consolidación de la memoria involucra sus efectos sobre la liberación de neurotransmisores y la modulación de la actividad GABAérgica. En este contexto, el presente trabajo provee evidencia novedosa de que ligandos cannabinoides sintéticos, actuando a través del receptor CB1, podrían modular la consolidación de la memoria, de manera directa, induciendo la transcripción de Zif268. Al estudiar el efecto del cotratamiento con AM356 y la dexametasona, encontramos que estos ligandos presentan una interacción positiva tanto a nivel del mRNA de Zif268 como en la respuesta de evitamiento inhibitorio. Si bien ambos ligandos per se aumentarían los niveles de mensajero de Zif268 mediante un mecanismo que involucraría la activación de ERK, el punto de interacción entre las vías de señalización disparadas por estos ligandos no se encuentra a nivel de esta kinasa. Por el contrario, el antagonista del CB1 AM251 inhibe el efecto del este glucocorticoide sobre Zif268 a través de un mecanismo que se encontraría mediado por la inhibición de ERK. Encontrar compuestos que inhiban la consolidación de la memoria resulta de gran interés para el tratamiento farmacológico preventivo de desórdenes de ansiedad, tales como el trastorno de estrés post-traumático (TEPT) y ciertas fobias. Existe evidencia para postular al condicionamiento clásico como un proceso involucrado en la etiología y el mantenimiento de estos desórdenes. Teniendo en cuenta que tanto la activación de ERK como la inducción de Zif268 serían necesarias para la consolidación de memorias aversivas, y que el cotratamiento con AM251 y dexametasona presenta un efecto inhibitorio sobre ERK en la línea celular HT22 y sobre Zif268 tanto in vitro como en el hipocampo murino, proponemos que una terapia combinada con altas dosis de dexametasona y un análogo del AM251 podría ser de utilidad para el tratamiento preventivo de trastorno de estrés post-traumático. Este trabajo aporta evidencia molecular novedosa acerca del rol del SEC, y en particular del receptor CB1, como mediador de los efectos de los glucocorticoides sobre la consolidación de memorias aversivas. Los ensayos realizados permitieron alcanzar los objetivos planteados, caracterizando la interacción entre ligandos del receptor CB1 y del GR a nivel conductual sobre la respuesta de evitamiento inhibitorio, y a nivel molecular sobre la actividad de la FAAH, la fosforilación de ERK y la expresión del mensajero de Zif268. Nuestros resultados ponen de manifiesto la complejidad de los sistemas neuronales y la necesidad de estudiar las vías de señalización en su conjunto. Conocer cómo las señales se integran y se transforman en una respuesta conductual determinada resulta fundamental para comprender los mecanismos que subyacen la consolidación de memorias.