RESENHA: Novas perspectivas na luta contra a dependência química provocada pela cocaína.

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1 RESENHA: Novas perspectivas na luta contra a dependência química provocada pela cocaína. FONTE: Yao, L. et al. (2010) Nature Medicine 16 (9), Contribuição de Rodolfo do Couto Maia (Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Química do IQ-UFRJ). Foi publicado recentemente na revista científica Nature Medicine resultados promissores na luta contra a dependência da cocaína. A publicação aponta para potenciais novos alvos moleculares para a redução do vício e abstinência pela droga, jogando luz sobre este obscuro problema. A falta de um medicamento efetivo para o tratamento do vício causado pela cocaína e correlatos (crack) é uma urgência não só clínica como também social. A dependência associada ao uso da cocaína é causada pelo aumento dos níveis de dopamina no Sistema Nervoso Central (SNC) que esta provoca. A dopamina é sintetizada nos neurônios da área tegmental ventral e transportada, via axônio, para liberação no núcleo accumbens. Drogas de abuso ativam os neurônios da área tegmental ventral resultando no aumento da liberação de dopamina no núcleo accumbens. A cocaína aumenta tanto os níveis extracelulares como os intracelulares de dopamina nesta área do cérebro. Recentemente, foi observado que o dissulfiram, fármaco utilizado no combate ao alcoolismo, também reduz o consumo de cocaína. O dissulfiram inibe de forma não específica e irreversível as isoformas 1 e 2 da enzima aldeído desidrogenase (ALDH), resultando em um aumento do acúmulo de acetaldeído no organismo (Figura 1). Este último é responsável pelos efeitos desagradáveis associados com o consumo de álcool, o que leva a inibição do consumo do mesmo. Figura 1. Mecanismo de ação do dissulfiram.

2 Creditava-se esta diminuição do consumo de cocaína promovida pelo dissulfiram à sua capacidade de inibir a enzima dopamina β-hidroxilase (DBH) no cérebro. No entanto, o CVT-10216, um inibidor seletivo da ALDH-2, foi capaz de inibir a procura por álcool tanto na presença como na ausência de acetaldeído. Este composto ainda foi capaz de diminuir o aumento da biossíntese de dopamina associada ao consumo de álcool no núcleo accumbens, o que não pode ser explicado pela inibição da DBH. De fato, estudos apontam que o CVT não inibe esta enzima. Estes resultados em conjunto indicam que a inibição seletiva da ALDH-2 reduz a procura por cocaína devido a sua capacidade em inibir o aumento da biossíntese de dopamina induzida pelo consumo desta droga. A publicação na Nature Medicine comprova esta hipótese através de uma série de experimentos in vivo e in vitro, que também demonstraram a via biológica envolvida no processo de diminuição da biossíntese de dopamina a partir da inibição da ALDH-2, revelando importantes detalhes sobre a modulação da biossíntese e liberação da dopamina associada ao uso da cocaína. Em um modelo animal de auto-administração de cocaína o CVT foi capaz de inibir de forma dose-dependente a procura pela droga, da mesma forma que este composto inibiu a recaída pela cocaína em um modelo animal de re-estabelecimento do vício, demonstrando que pode ser útil para o tratamento da síndrome de abstinência relacionada à droga. Como a procura pela droga e o estabelecimento do vício estão relacionados com o aumento da liberação de dopamina no sistema nervoso central, também foi investigado como a inibição seletiva da ALDH-2 afetaria o aumento dos níveis de dopamina induzido pela cocaína. Foi visto que o CVT preveniu de forma dosedependente o aumento dos níveis de dopamina induzido pela droga, adicionalmente, não alterou os níveis basais de dopamina. O próximo passo consistiu na compreensão do mecanismo molecular envolvido na diminuição da biossíntese de dopamina através da inibição seletiva da ALDH-2. Esta enzima é altamente expressa nos neurônios da área tegmental ventral e também está diretamente relacionada com o metabolismo da dopamina. A ALDH-2 é responsável por converter o DOPAL (3,4-dihidroxifenil acetaldeído) em DOPAC (ácido 3,4- dihidroxifenil acético), logo, a inibição da ALDH-2 aumenta a concentração de DOPAL, que por sua vez se condensa com a dopamina para gerar a tetraidropapaverolina (THP) (Figura 2). O CVT aumentou a produção de THP em células neuronais prétratadas com cocaína, porém, não alterou os níveis basais de THP na ausência de cocaína, sugerindo que a inibição seletiva da ALDH-2 não interfere com o funcionamento normal dos neurônios.

3 Figura 2. Formação da tetraidropapaverolina (THP) através da inibição de ALDH-2. Desta forma, se a formação de THP, dependente da inibição de ALDH-2, possui um papel fundamental na diminuição da biossíntese de dopamina induzida por cocaína, então o tratamento direto com THP também deveria reduzir este processo. De fato, o THP também reduziu a produção de dopamina em células neuronais estimuladas por cocaína de uma maneira dose-dependente, no entanto, também reduziu a produção basal de dopamina. Diante destes resultados, entender em que nível a THP atua na modulação da síntese de dopamina tornou-se de extrema importância para entender de que forma a inibição seletiva da ALDH-2 produz seus efeitos. A conversão da tirosina em L-DOPA pela tirosina hidroxilase (TH) é a primeira etapa na biossíntese da dopamina, é esta enzima que converte a tirosina em L-DOPA, que sofre subseqüente descarboxilação pela ação da L-DOPA descarboxilase gerando então a dopamina. A inibição de qualquer uma destas enzimas, ou ambas, deveria resultar na diminuição da síntese de dopamina. Desta forma, a capacidade da THP em inibir estas enzimas foi avaliada e foi visto que, de fato, a tirosina hidroxilase é inibida pela THP, porém a L-DOPA descarboxilase não é inibida. Foi identificado que a forma fosforilada (ativa) da tirosina hidroxilase é 75 vezes mais sensível à inibição (IC 50 = 50 nm) pela THP que a forma não fosforilada (IC 50 = 3,8 µm). Vale destacar que a THP não

4 inibe outras enzimas envolvidas na biossíntese e/ou metabolismo da dopamina e que o inibidor seletivo de ALDH-2 (CVT-10216) também não inibe nenhuma destas enzimas, incluindo a TH. O que demonstra que a THP produz seus efeitos exclusivamente pela ação na TH e que o CVT exerce seus efeitos indiretamente, através da inibição da ALDH-2 que resulta no aumento da THP. A fosforilação da TH parece exercer papel central no aumento da biossíntese de dopamina induzida pela cocaína, pois foi constatado que esta última aumenta a fosforilação da TH. Restava saber de que forma a cocaína estaria ativando a forforilação da TH. Sabe-se que os neurônios da área tegmentar ventral expressam autorreceptores de dopamina. A questão então seria saber se estes receptores estariam envolvidos nesta via de sinalização. Desta forma, as células foram prétratadas com antagonistas dos receptores D1 e D2. Foi observado que as células tratadas com o antagonista D2 não apresentaram aumento da produção de dopamina induzida por cocaína, enquanto que o mesmo não foi observado para as células tratadas com o antagonista D1. Estes resultados demonstram que a fosforilação da TH e o consequente aumento da síntese de dopamina pela cocaína é dependente da ativação do receptor D2. A tirosina hidroxilase (TH) é substrato para as enzimas PKA e PKC, que por sua vez são estimuladas pela ativação dos receptores D2. O tratamento das células neuronais com ativadores de uma destas enzimas mimetizaram os efeitos da fosforilação induzida por cocaína da TH, sendo que estes efeitos foram bloqueados pelo antagonista D2, a spiperona. Inversamente, inibidores da PKA e da PKC inibiram o aumento da produção de dopamina induzido por cocaína, demonstrando de forma inequívoca a participação destas duas enzimas na fosforilação da TH. Em resumo, a cocaína inibe a recaptação de dopamina, esta última por sua vez ativa seus autorreceptores D2, que conduz a fosforilação (ativação) da tirosina hidroxilase (TH) através da estimulação da PKA e PKC, a TH ativada leva ao aumento da síntese de dopamina, caracterizando um feedback positivo (Figura 3, setas verdes). A inibição seletiva da ALDH-2 durante a ativação deste processo de feedback positivo leva ao acúmulo de DOPAL, que irá se condensar com a dopamina formando THP, que por sua vez é um inibidor seletivo da TH fosforilada, inibindo a síntese de dopamina e bloqueando o ciclo do feedback positivo iniciado pela cocaína (Figura 3, setas vermelhas).

5 Figura 3. Mecanismo pelo qual a inibição seletiva da ALDH-2 bloqueia o feedback positivo na síntese de dopamina gerado pela cocaína (as setas verticais ao lado da dopamina demonstram o aumento (verde) ou a diminuição (vermelha) de sua concentração). Estes resultados elucidam de forma bastante clara e elegante o mecanismo pelo qual a cocaína aumenta a síntese e liberação de dopamina e, por conseqüência, estabelece a dependência química em seus usuários. A identificação dos atores deste processo possibilita a exploração de novas estratégias terapêuticas para combater este urgente problema clínico e social. Referência Bibliográfica: Yao, L. et al. (2010) Nature Medicine. 16 (9), 1024.

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