Comparación de Agonistas y Antagonistas de los Receptores de 5-HT1A en la Enfermedad de Alzheimer

• TITULO : Comparación de Agonistas y Antagonistas de los Receptores de 5-HT1A en la Enfermedad de Alzheimer
• AUTOR : Becker G, Streichenberger N, Zimmer L y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : A Postmortem Study to Compare Agonist and Antagonist 5-HT1A Receptor-Binding Sites in Alzheimer’s Disease
• CITA : CNS Neuroscience & Therapeutics 20(10): 930-934, Oct 2014
• MICRO : El número de sitios totales del receptor 5HT1A, medidos por un antagonista del receptor, no se modifica en los diferentes estadios de la enfermedad de Alzheimer, pero existe reducción significativa de la densidad de sitios sensibles a la unión del agonista (que sólo se fija a los receptores activos) cuando se comparó los estadios iniciales de la enfermedad y los más avanzados.

Introducción

La tomografía por emisión de positrones (positron emission tomography [PET]) es una técnica de medicina nuclear que se utiliza para estudiar la función del cerebro y la neuroquímica de animales pequeños o medianos y de seres humanos. Los radioligandos de PET permiten la exploración in vivo de diversos componentes del sistema nervioso central, como los receptores 5HT_1A de serotonina, cuya expresión es alta en el hipocampo, donde se asociaron con regulación importante de los procesos de memoria. Puesto que las alteraciones cognitivas tempranas de la enfermedad de Alzheimer incluyen la memoria episódica, relacionada con la presencia de ovillos neurofibrilares en el hipocampo, varios estudios de PET se enfocaron en los receptores 5HT_1A del hipocampo en individuos con esta enfermedad. En la mayoría de estas investigaciones se utilizó el antagonista radiomarcado ¹⁸F-MPPF, y se observó una reducción de la densidad de receptores 5HT_1A en el hipocampo de pacientes con enfermedad de Alzheimer avanzada, pero los resultados son variables en estadios previos a la demencia. Una causa posible de esta diferencia es la presencia de mecanismos compensatorios de la regulación de estos receptores en estadios tempranos de la enfermedad.

Se sabe que existen distintos estados de acoplamiento a la proteína G en los receptores 5HT_1A, como uno en el que existe alta afinidad a agonistas (estado activo) y uno de baja afinidad a agonistas. La unión de agonistas genera una respuesta funcional, y se cree que los cambios en el receptor o su unión a la proteína G podrían estar relacionados con trastornos neurodegenerativos. Es por esto por lo que la comparación de la unión de antagonistas (que se fijan al receptor independientemente de su estado de activación) con la de los agonistas podría dar información importante sobre la proporción de receptores funcionales. El objetivo del presente estudio fue investigar tejido cerebral de seres humanos para identificar perfiles de unión a 5HT_1A característicos de cada estadio de la enfermedad de Alzheimer, según el perfil farmacológico del radioligando de PET.

 

Métodos

Se obtuvieron muestras congeladas de cerebro de seres humanos en dos hospitales universitarios franceses, tras la selección de individuos sobre la base de alteraciones cognitivas o casos con diagnóstico presuntivo de enfermedad de Alzheimer previo al fallecimiento. En total, se obtuvieron muestras de ambos hemisferios cerebrales de 18 individuos, con secciones de hipocampo anterior. Se utilizaron anticuerpos monoclonales contra tau hiperfosforilada, y se registró la intensidad de la tinción de ovillos neurofibrilares. Se sintetizó el antagonista ¹⁸F-MPPF y el agonista ¹⁸F-F15559 mediante protocolos estandarizados en el mismo día en el que se llevaron a cabo las autorradiografías. Se incubaron las secciones descongeladas junto con estos compuestos, y se realizó cuantificación de las uniones en las regiones de interés. Se restó la unión inespecífica y se generaron curvas de concentración, y se utilizó tejido cerebral de ratas para calibrar los preparados. Para el análisis estadístico se empleó la prueba de Mann-Whitney.

 

Resultados

Se estadificó la enfermedad en seis estadios según el consorcio europeo BrainNet, y se utilizaron las muestras estadio 0 (ausencia total de ovillos neurofibrilares, 4 casos) como grupo control. Los estadios I, II y III (6 muestras) presentaban cambios confinados a las regiones transentorrinales y entorrinales o inmunopositividad AT8 de ovillos neurofibrilares en regiones temporooccipitales y de la corteza temporal, respectivamente. Las 8 muestras en estadios IV, V y VI presentaban destrucción considerable de estas regiones, con extensión hacia las áreas de asociación isocortical (corteza occipital).

El exceso de serotonina para reducir las uniones inespecíficas en presencia de ¹⁸F-F15559 se asoció con una reducción de 90% en la unión de este marcador en el giro dentado y el área CA1, sin cambios significativos cuando se agregó otra solución al marcador ¹⁸F-MPPF (la cantidad de sitios de unión de 5HT_1A con este marcador fue 3 veces mayor en el área CA1 en comparación con el giro dentado, en cada estadio de la enfermedad). En el estadio 0 de la enfermedad, la proporción de sitios de unión del agonista de 5HT_1A, medido por la proporción entre ¹⁸F-MPPF y ¹⁸F-F15559, era 40% y 35% en el área CA1 y el giro dentado, respectivamente. En este último, la unión de ¹⁸F-F15559 se redujo significativamente en 40% y 50% en los estadios I, II y III y los estadios IV, V y VI, respectivamente (p < 0.01), sin modificaciones en el área CA1.

  

Discusión y conclusiones

En el presente estudio se comparó por primera vez la unión de dos radiotrazadores de PET dirigidos al mismo receptor de serotonina, con diferencias en sus propiedades farmacológicas como agonistas o antagonistas, en pacientes con enfermedad de Alzheimer. Tanto el compuesto ¹⁸F-MPPF como el ¹⁸F-F15559 son altamente selectivos sobre el receptor 5HT_1A, con afinidad nanomolar similar, y se utilizaron estadios de la enfermedad validados previamente por el consorcio europeo BrainNet. El compuesto ¹⁸F-F15559 se une preferencialmente a los receptores 5HT_1A funcionales, unidos a proteína G, lo que fue confirmado experimentalmente, mientras que la unión del antagonista ¹⁸F-MPPF permite medir la densidad total del receptor de 5HT_1A, y reveló que la distribución y cantidad del trazado en el estadio 0 de la enfermedad era similar al hallado en estudios previos en pacientes sin enfermedad de Alzheimer. En el presente estudio se observó una tendencia a que hubiera una correlación positiva entre el estadio de la enfermedad y la edad de los pacientes, pero los autores consideran que esta podría no ser una causa de sesgo en los resultados, puesto que los dos radioligandos se compararon en forma directa en el tejido cerebral de cada paciente.

En este estudio se observó que el número de sitios totales del receptor 5HT_1A, medidos por el antagonista, no se modificaba en los diferentes estadios de la enfermedad, pero se detectó una reducción significativa de la densidad de sitios sensibles a la unión del agonista cuando se compararon los estadios iniciales de la enfermedad y los más avanzados. Esto indica entonces que existe una reducción temprana significativa de los receptores funcionales 5HT_1A, no detectable en estos estadios por el antagonista marcado. La implicancia biológica de la pérdida de funcionalidad de estos receptores podría relacionarse con la regulación por aumento (up regulation) de estos, asociada con la preservación de la función cognitiva en las demencias, y podría explicar por qué las terapias con agonistas de los receptores 5HT_1A no han sido eficaces para tratar la enfermedad de Alzheimer.

Especialidad: Bibliografía - Neurología