MADRID, 30 Abr. (EUROPA PRESS) -
A pesar del potencial abuso de fármacos opioides, estos han sido durante mucho tiempo la mejor opción para los pacientes que sufren de dolor severo, puesto que interactúan con los receptores en las células del cerebro para aplacar la respuesta al dolor del cuerpo. Ahora, neurocientíficos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington St. Louis, en Estados Unidos, han encontrado una forma de activar los receptores opioides con la luz.
En un tubo de ensayo, los científicos juntaron la proteína sensible a la luz rodopsina con partes clave de los receptores opioides para activar las vías de los receptores mediante la luz en ratones. También influyeron en el comportamiento de los roedores mediante la inyección de los receptores en el cerebro, utilizando luz en lugar de medicamentos para estimular una respuesta de recompensa.
La esperanza final de este trabajo, cuyas conclusiones se publican en la edición de este jueves de la revista 'Neuron', es desarrollar formas de utilizar la luz para aliviar el dolor, una línea de descubrimiento que también podría conducir a mejores fármacos analgésicos con menos efectos secundarios.
"Es concebible que con mucha más investigación podríamos desarrollar formas de utilizar la luz para aliviar el dolor sin que un paciente necesite tomar un medicamento analgésico con efectos secundarios", afirma el autor Edward R. Siuda, estudiante graduado en el laboratorio de Michael R. Bruchas, profesor asistente de Anestesiología y Neurobiología.
Pero antes de que eso sea posible, los investigadores están tratando de aprender las maneras más eficaces para activar y desactivar las vías del receptor opioide en las células cerebrales. Bruchas, investigador principal del estudio, explica que el trabajo con luz en lugar de fármacos analgésicos hace que sea mucho más fácil de entender cómo funcionan los receptores dentro de la compleja red de células y circuitos en el cerebro y la médula espinal.
"Ha sido difícil determinar exactamente cómo trabajan los receptores opioides porque tienen múltiples funciones en el cuerpo --explica Bruchas--. Estos receptores interactúan con medicamentos analgésicos llamados opiáceos, pero también están involucrados en la respiración, se encuentran en el tracto gastrointestinal y desempeñan un papel en la respuesta de recompensa".
Así que los investigadores buscaron una manera de limitar los receptores opioides realizando una sola tarea a la vez y resultó ser casi tan fácil como apretar un interruptor de la luz, según Bruchas, Siuda y sus colaboradores, incluyendo el coprimer autor Bryan A. Copits, investigador postdoctoral en el laboratorio de Robert W. Gereau, profesor de Anestesiología.
Mediante la combinación de la proteína rodopsina, que detecta la luz en la retina del ojo, con un tipo específico de receptor opioide llamado receptor de opioides Mu, los investigadores consiguieron construir un receptor que responde a la luz exactamente de la misma manera que los receptores opioides estándar responden a los fármacos analgésicos.
Cuando un receptor opioide se expone a un medicamento analgésico, se inicia la actividad en las vías químicas específicos en el cerebro y la médula espinal. Cuando los investigadores enfocaron la luz sobre los receptores que contienen rodopsina, se activaron las mismas vías celulares. En un tubo de ensayo y en las células, Siuda expuso los receptores a la luz y luego vio como lanzaron las mismas sustancias químicas que liberan los receptores opioides estándar.
Luego, en ratones, los investigadores implantaron dispositivo diodo emisor de luz (LED, por sus siglas en inglés) del tamaño de un cabello humano en una región del cerebro vinculada a la respuesta de recompensa e inyectaron los receptores sensibles a la luz que habían fabricado genéticamente en la misma región del cerebro. Las neuronas en esa parte del cerebro liberaron productos químicos como la dopamina que crean sentimientos de euforia.
En décadas de estudio de los opioides en el pasado, los investigadores observaron ratones y ratas que presionaban una palanca para recibir una dosis de morfina, por ejemplo. La morfina activa los receptores opioides y libera dopamina, de forma que los animales disfrutan de la respuesta y presionan la palanca de nuevo para continuar sintiendo esa sensación de recompensa.
Ésta es una de las razones por la que los pacientes que reciben tratamiento para el dolor a menudo abusan de los opiáceos y las tasas de abuso se han disparado en los últimos diez años. En su trabajo para ofrecer una sensación parecida de recompensa utilizando la luz, los investigadores pusieron a los ratones en una cámara cerrada y en una parte de la cámara, el dispositivo láser de fibra óptica estimuló la liberación de dopamina en el cerebro, de manera que cuando los animales dejaron esa parte de la cámara, la luz en el cerebro se apagó.
Poco después, los ratones regresaron a la parte de la cámara que activa el dispositivo de fibra óptica para que el cerebro pudiera recibir más estimulación a través de la luz. "Mediante la activación de los receptores con la luz, estamos provocando presumiblemente que el cerebro libere más dopamina --explica Bruchas--. En lugar de un medicamento como la morfina para activar un receptor opioide, la luz ofrece la recompensa".
Los investigadores fueron capaces de variar la respuesta de los animales en función de la cantidad y el tipo de luz emitida por el LED. Los diferentes colores de la luz, la exposición más larga y más corta y si la luz fue pulsada o constante produjo efectos ligeramente diferentes.
Cuando una persona toma un medicamento opioide como 'Vicodin' o 'OxyContin' para aliviar el dolor, estos fármacos interactúan con los receptores en el cerebro para mitigar las sensaciones de dolor, pero con el tiempo, los pacientes desarrollan tolerancia y, a veces, adicción. Los opioides también pueden ralentizar drásticamente la respiración de una persona y causar estreñimiento.
En teoría, los receptores sintonizados a la luz no pueden presentar esos problemas. Siudad dijo que algún día podría ser posible activar o desactivar las células nerviosas sin afectar a cualquiera de los otros receptores que desdencadenan los fármacos analgésicos, aunque señala que será difícil conseguirlo.
El equipo de Bruchas está planeando estudios futuros en los que emplearán estos receptores para probar formas de controlar las células cerebrales que median en el dolor y el comportamiento de la recompensa con la luz en lugar de los medicamentos.
