Exposición prenatal al alcohol y síndrome de hiperactividad con déficit de la atención: un abordaje conductual, farmacológico y bioquímico. Alcohol prenatal exposure and attention deficit with hyperactivity disorder: behavioral, pharmacological and biochemical approaches.

El Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad (ADHD) es un síndrome conductual de origen orgánico, que se manifiesta principalmente en niños. Está caracterizado por distracción moderada a severa, períodos de atención breve, hiperactividad, inestabilidad emocional e impulsividad. Los tratamientos se basan "paradójicamente" en psicoestimulantes. Las sustancias mas empleadas son metilfenidato y anfetamina. La sintomatología indica un mal funcionamiento en los circuitos dopaminérgicos que sería el resultado de factores genéticos como ambientales, ya que es común encontrar ADHD en niños expuestos prenatalmente al alcohol. Los modelos animales son importantes para estudiar patologías de etiología desconocida, en este sentido, estudios de nuestro laboratorio indican que ratones deficientes en p35 son hiperactivos y responden paradojalmente a psicoestimulantes. Cdk5/p35 participa en el desarrollo neuronal, liberación de vesículas, señales dopaminérgicas, etc. Además resultados preliminares indican que la experiencia prenatal con una dosis etílica moderada durante la gestación tardía, es suficiente para incrementar los patrones de actividad locomotora, semejantes a los descriptos en los modelos animales de ADHD. De acuerdo a estas consideraciones hipotetizamos que la exposición etílica prenatal a dosis moderadas y durante un periodo acotado de la gestación tardía, resulta en un patrón conductual similar al descripto en modelos de ADHD. Asimismo, drogas psicoestimulantes pueden revertir dichos efectos. Por otra parte, proponemos que estas alteraciones son consecuencia de los efectos ocasionados por el insulto etílico sobre el equilibrio en el funcionamiento del sistema de neurotransmisión dopaminérgio mesolímbico/cortical. Teniendo en cuenta que la etiología del ADHD aun no se conoce, el desarrollo de modelos animales, que recapitulen características clínicas de este trastorno, constituye una herramienta muy poderosa para el estudio de los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a este síndrome, por lo tanto, en este proyecto nos proponemos obtener evidencias acerca de las alteraciones originadas a partir de efectos deletéreos de la exposición etílica prenatal, que recapitulan el desarrollo de fenotipos conductuales y bioquímicos descriptos en modelos para ADHD. Específicamente nos proponemos determinar, por medio de experimentos conductuales, si la exposición a distintas dosis moderadas de alcohol durante un periodo acotado de la gestación tardía, son suficientes para generar alteraciones conductuales características de ADHD y establecer si metilfenidato y anfetamina, son capaces de revertirlas. Evaluar, mediante métodos bioquímicos, si este modelo involucra cambios en algunos de los componentes claves de la neurotransmisión dopaminérgica, tales como niveles de dopamina y sus metabolitos, niveles de expresión de tirosina-hidroxilasa, de receptores y transportador de dopamina, del complejo cdk5/p35, entre otros. Esperamos recapitular características análogas a las observadas en sujetos diagnosticados con ADHD y que el tratamiento con psicoestimulantes re-establezca los niveles de conducta normales. Mediante ensayos bioquímicos, esperamos encontrar mayores niveles de dopamina en tejido estriatal, acompañados con un aumento en los niveles de sus metabolitos y mediante western blot y ensayos de actividad esperamos encontrar mayor nivel de expresión en D1, menor de DAT y alteraciones en la normal actividad y expresión de cdk5/p35, que podrían explicar los resultados comportamentales esperados. Dada la alta prevalencia de ADHD y que estos jóvenes pacientes son medicados con psicoestimulantes, junto con la poca información sobre las respuestas neuroadaptativas del cerebro inmaduro, es importante investigar los mecanismos que subyacen las alteraciones neurofisiológicas de este trastorno. Estos abordajes experimentales resultan centrales para el desarrollo de terapias mas eficientes para el tratamiento de este síndrome.

Detección de drogas de abuso en meconio

El consumo de sustancias está aumentando en todos los lugares del mundo. Un grupo especialmente vulnerable, es el que sufre los efectos de la exposición prenatal a drogas de abuso. Si bien no se conocen exactamente los mismos, existe evidencia científica que demuestra que tienen mayores tasas de prematurez, retraso del crecimiento intrauterino, disminución del perímetro cefálico, malformaciones cerebrales, cardíacas, esqueléticas, gastrointestinales y genitourinarias, complicaciones obstétricas, muerte súbita, retardo psicomotor y trastornos en el desarrollo neurológico y neuroconductual. La identificación de estos pacientes brinda por una parte, la oportunidad de un seguimiento acorde, así como la detección de madres que podrían insertarse en programas de recuperación. Como dato orientador, basta con indicar que en el año 1994 se calculaba que en las zonas urbanas de EEUU entre un 10-15% de los recién nacidos habían estado expuestos a cocaína intra-útero. En Argentina el primer Estudio Nacional sobre Uso de Drogas – 1999 – realizado por la Secretaría de Programación para la prevención de la Drogadicción y la Lucha contra el Narcotráfico (SEDRONAR) arrojó, como dato principal, que tres de cada diez personas mayores de 16 años consumen sustancias ilegales en Argentina, lo que representa más de 600 mil personas en todo el país. A la misma cifra, arribó el estudio realizado por un grupo de investigadores del Programa de Epidemiología Psiquiátrica del CONICET en el año 2000. A la luz de la información presente, la dimensión del abuso hace necesario reevaluar el foco de atención sanitaria puesto casi exclusivamente en la problemática de adicción, para empezar a recabar datos respecto a la exposición prenatal a drogas. Diversas metodologías han sido utilizadas como método de pesquisa de exposición prenatal a drogas. La entrevista materna y los diferentes dosajes de drogas en sangre, orina, cabello y meconio han sido las más utilizadas y, más recientemente, el estudio en líquido amniótico y aspirado gástrico. De estos procedimientos, la detección de drogas de abuso en meconio es el método ideal para la detección perinatal de drogas por su elevada sensibilidad y la facilidad para recogerlo. Su principal limitación reside en el hecho de que sólo se detecta a partir del primer trimestre de embarazo, ya que la formación de meconio empieza en la semana doce. Por las razones previamente señaladas, es que decidimos utilizar esta metodología de pesquisa para estudiar la prevalencia de uso prenatal de drogas de abuso en la ciudad de Córdoba.

Modificación funcional de la reactividad pre y postnatal hacia el alcohol

Los efectos teratológicos de la exposición etílica durante el desarrollo embrionario y fetal han sido reconocidos y sistematizados a nivel diagnóstico desde 1973. Entre los principales efectos derivados de exposición etílica prenatal se cuentan: retraso en el crecimiento pre y postnatal, malformaciones faciales, anormalidades en el desarrollo del sistema nervioso central, deficiencias atencionales e hiperactividad. El consumo de alcohol durante la gestación es considerado como la primera causa prevenible de retraso mental en el mundo occidental. El período de lactancia representa otra fuente potencial de exposición etílica. (...) El objetivo general de este equipo de investigación se centra en el análisis de las consecuencias de una experiencia temprana con etanol sobre la posterior reactividad prenatal e infantil hacia la droga y/o sobre posteriores patrones de detección, discriminación e ingesta de alcohol. (...) (...) Este proyecto se subdivide en tres líneas de investigación. La primera de ellas contempla el análisis de capacidades de aprendizaje asociativo en el feto de rata a término. Específicamente se indagará sobre la asociabilidad entre las claves quimiosensoriales alojadas en el líquido amniótico y el estado de intoxicación aguda fetal generado por la administración intragástrica de dosis moderadas de alcohol a nivel materno. La retención de este proceso asociativo y/o de memorias relativas a atributos orosensoriales del fármaco y de eventuales estímulos condicionales se realizará postnatalmente mediante esquemas de habituación y deshabituación comportamental frente a dichas claves. Una segunda línea de estudios contempla el análisis de cambios en la reactividad infantil frente al etanol en función de la exposición crónica al psicotrópico cuando el mismo se encuentra presente en el contenido lácteo materno. El estudio ahonda en el establecimiento de memorias específicas respecto al fármaco y la posible modulación de las mismas a través de la disrupción de la conducta materna por el estado de intoxicación etílico. Finalmente el proyecto estipula la continuidad de investigaciones en referencia a la acción disruptiva del etanol sobre el aprendizaje asociativo infantil. El estudio sugerido se centra sobre la posibilidad de reactivar memorias afectadas por el estado tóxico del infante en el momento de evocación de las mismas. Se pretende generar un cuerpo de información conducente a establecer si el estado tóxico altera el proceso evocativo por aristas hedónicas específicas de dicho estado que compitan con el aprendizaje original.

Desarrollo de metodología e instrumentación para el análisis de compuestos de interés biológico en sistemas de flujo continuo

La cromatogafía líquida de alta perfomance (HPLC) se ha transformado en una de las herramientas analíticas preferidas en el ámbito académico, tecnológico e industrial. Aunque la técnica data de fin de la década del ´60, no ha sido hasta mediado de los años '70 que la misma ganó popularidad, fundamentalmente por los avances logrados en la reproducibilidad de la fabricación de fases estacionarias, mejores bombas de alta presión y el desarrollo de detectores más sensibles. La cromatografía líquida de alta performance es en la actualidad una técnica de gran utilidad en la química clínica y en la bioquímica. Esta técnica resulta muy útil para el análisis de compuestos a nivel de trazas dentro de las complejas matrices biológicas. El objetivo principal del presente proyecto es realizar investigaciones en el área de la Química Analítica, específicamente química bioanalítica, a fin de desarrollar metodologías y detectores electroquímicos altamente sensibles y selectivos para el análisis de compuestos de interés biológico mediante cromatografía líquida de alta presión. El proyecto comprende tres líneas íntimamente relacionadas: A) Análisis de metabolitos de catecolaminas por HPLC con apareamiento iónico, en orina de ratas cuyas madres han sido sometidas a estrés por inmovilización; esto permitirá correlacionar el efecto del estrés prenatal en los niveles de catecolaminas presentes en las crías. Esta línea está comprendida en un objetivo más amplio que es correlacionar el efecto del estrés prenatal sobre la madurez sexual de las crías. B) Análisis de antibióticos del grupo de las fluoroquinolonas mediante técnicas electroquímicas y de HPLC. Se pretenden elucidar los procesos de electrodo que ocurren durante la electrorreducción de antibióticos del grupo de las fluoroquinolonas, para de esta manera desarrollar detectores electroquímicos para sistemas de flujo continuo. C) Desarrollo de un micropotenciostato computarizado para la detección en sistemas de flujo continuo. (...) También se pretende implementar el uso de un microelectrodo anular desarrollado en la Comisión Nacional de Energía Atómica.

Estudios funcionales del Sistema Nervioso Central del recién nacido (Aprendizaje No Asociativo): Nuevos métodos

Desde hace ya tres décadas se conoce que el neonato, aún desde los primeros minutos de vida, puede responder a una gran variedad de olores, entre los cuales se encuentra el alcohol, con reacciones comportamentales y neurovegetativas específicas y que es capaz también de diferenciarlo de otros estímulos, lo que se puso de manifiesto a través de un proceso de habituación. La habituación, que es un proceso de aprendizaje no asociativo, se ha transformado en un parámetro valioso en el estudio del desarrollo de la plasticidad neurocomportamental en distintas especies, tanto en períodos perinatales como prenatales. En la esfera humana, se ha comprobado que el recién nacido puede habituar o sensitizar una respuesta refleja y responder de manera compleja a estimulación sensorial específica. Estudios realizados con claves olfatorias, tanto nóveles como biológicas, demuestran que el neonato puede reconocer y distinguir distintos olores y que la manera en que éste responde varía de acuerdo ala experiencia previa con el estímulo, manifestando preferencia por el olor que le resulta familiar, sin que necesariamente sea éste un olor materno. Estas tempranas capacidades de aprendizaje han sido útiles para evaluar la integridad del SNC fetal y neonatal, utilizando, por ejemplo, índices de habituación hacia distintos estímulos. Basándose en los resultados de estas investigaciones surge el objetivo general del proyecto: realizar un relevamiento de las capacidades de aprendizaje y memoria neonatales utilizando paradigmas de aprendizaje no asociativo como la habituación a claves olfativas nóveles (alcohol y limón), analizando la respuesta a los olores a través de patrones comportamentales y neurovegetativos presentes en el neonato a término. Este objetivo se irá desarrollando a lo largo de etapas experimentales consecutivas. En la primera de ellas, actualmente en ejecución, el propósito es evaluar respuestas habituatorias y de recuperación espontánea frente a la presentación secuencial de los aromas. En las etapas subsiguientes se pretenderá detectar también deshabituación y habituación ala deshabituación. Este proyecto forma parte de un plan de actividades mayor referido a reconocimiento, retención y discriminación de claves olfativas a nivel neonatológico. A largo plazo se procura diseñar, valiéndose de las tempranas capacidades de aprendizaje presentes en neonatos normales, pruebas que se utilicen para evaluar el desempeño neurocomportamental de recién nacidos donde se sospeche un Sistema Nervioso Central dañado por efectos de la exposición prenatal de alcohol y/o por episodios hipóxicos pre o perinatales.

Efectos metabólicos, cardiocirculatorios y prenatales del estrés agudo y crónico.

Se proponen tres líneas de Proyecto: 1) Efectos del estrés crónico intermitente (180 días) sobre el metabolismo y la actividad cardiovascular. En este Proyecto se dará continuidad a la línea de trabajos relativos a los efectos del estrés agudo y crónico sobre el estrés oxidativo, el metabolismo lipídico, las lipoproteínas plasmáticas; y la aterosclerosis (Bianco, M. et al. 2008; Scoppa, H. et al, 2005 y 2006). La retención de sodio y agua demostrada en nuestro laboratorio podría explicar la hipertensión generada por el estrés (Bensi, N. et al, 1997; Bertuzzi, M. et al. 2003; Niebylski, A. et al. 2008). Es en esta búsqueda que se investigan los mecanismos endócrinos y/o nerviosos involucrados en cada caso. 2) Efectos del estrés prenatal sobre la función reproductiva de la madre gestante y sus crías. A partir de los resultados previos como alteraciones morfofuncionales de la hipofisis materna, de la migración de células GnRH de las crías y sus probables impactos funcionales y conductuales, se continuará con la evaluación placentaria de las hembras gestantes y los cambios de la función adrenal y adenohipofisiaria (Mugnaíni, MT, et al. 2006; Bozzo A. et al, 2006; Romanini MC. et al, 2007 y Soñez, C. Tesis Doctorales). 3) El estrés prenatal produce alteraciones neurológicas, conductuales y reproductivas en el hombre y animales; además afecta la producción en los animales domésticos, fundamentalmente cuando son criados en condiciones intensivas, bajo las cuales tienen mayor exposición a agentes infecciosos, produciendo grandes pérdidas económicas. En nuestro laboratorio hemos hallado que la aplicación de estrés por inmovilización en plancha (IMO) en las ratas preñadas produce en la cría estresada prenatalmente (EP) al estado adulto, hiperactividad del eje HHA, en condiciones basales y habituación cuando el animal es sometido, al mismo estrés. Algunos estudios muestran que la actividad del eje HHA podría producir alteraciones en algunos parametros inmunes de la crías adultas EP. El objetivo de este trabajo es investigar el efecto del estrés agudo, por nado forzado, en crías adultas EP por IMO, sobre la actividad del eje HHA y su relación con las células efectoras de la inmunidad. Para ello se utilizaron ratas Wistar, macho, de 90 días de edad, EP y sus controles no estresados (C). Se determinará la concentración de COR plasmática en respuesta a la aplicación de un estrés agudo distinto al aplicado in utero y su relación con la variación de los valores porcentuales de los leucocitos sanguíneos y la proliferación de linfocitos T.adrenal y adenohipofisiaria (Mugnaíni, MT,et al. 2006;

Aprendizaje durante la ontogenia temprana: Estudio de la participación del sistema opioide en la modulación de aprendizajes mediados por el etanol. LEARNING AND EARLY ONTOGENY: ANALYSIS OF THE INVOLVEMENT OF OPIOID SYSTEM IN FETAL AND INFANTILE ETHANOL-MEDIATED EXPERIENCIES.

Este plan de trabajos es continuidad de una línea de investigación centrada en evaluar los mecanismos responsables de la adquisición, expresión y persistencia de experiencias con el etanol. A partir de ello, indagar acerca de los efectos de esta experiencia sobre comportamientos de búsqueda y autoadministración de etanol en neonatos e infantes de rata. Se pretende analizar la participación del sistema opiáceo en los mecanismos implicados en una memoria fetal y/o infantil, generada como consecuencia de la exposición etílica. En una primera etapa, nos proponemos establecer de qué manera experiencias prenatales con la droga modulan el patrón de auto-administración de alcohol y otros reforzadores, como sacarosa. En este primer bloque de experimentos realizaremos manipulaciones fetales para determinar con mayor grado de especificidad la posible acción del sistema opiáceo en los mecanismos de adquisición de una memoria etílica prenatal. Se realizarán administraciones de etanol y el antagonista opiáceo, directamente a nivel fetal, y se evaluará esta experiencia en un paradigma de condicionamiento neonatal positivo, mediado por la droga. De acuerdo a la evidencia previa, esperamos que la exposición prenatal con la droga facilite la expresión de conductas de consumo y búsqueda del etanol o hacia las claves que señalizan al psicotrópico, tanto durante la infancia como en el neonato. A su vez, cuando la droga es presentada bajo los efectos de un antagonista opiáceo esperamos que estas conductas muestren un perfil similar a las desplegadas por sujetos controles. El segundo bloque de experimentos ha sido ideado con el objeto de indagar acerca de la posible participación del sistema opiáceo en la modulación de los aspectos reforzantes de la droga, a través de un esquema de auto-administración etílica infantil. Se utilizará un paradigma de condicionamiento instrumental adaptado para ratas infantes que consta de dos instancias, una de adquisición de la conducta instrumental (DPs 14-17) en la cual los animales reciben un pulso de refuerzo, como consecuencia de la ejecución de la conducta operante. En una segunda fase se analiza el patrón de búsqueda del reforzador ya que se registra la respuesta instrumental, sin que ocurra el refuerzo por la misma. Para analizar la participación del sistema opiáceo, durante la fase de adquisición de la conducta operante (DPs 16 y 17) los animales serán re-expuestos a mínimas cantidades del reforzador, bajo los efectos de un antagonista opiáceo, momentos previos al ensayo instrumental correspondiente para cada uno de estos días (Exp. 3). Esperamos que el bloqueo del sistema opiáceo, durante esta re-exposición al etanol, sea suficiente para disminuir el patrón de respuesta instrumental hacia el refuerzo etílico. Un último experimento incorporará un tercer evento de re-exposición al etanol -bajo los efectos del antagonista- previo al ensayo de extinción de la conducta instrumental (DP 18). Este nuevo evento tiene por objeto analizar la participación de este sistema neurobiológico en los mecanismos de búsqueda de etanol. Si el sistema opiáceo participa en la modulación de patrones tanto de búsqueda como consumatorios del reforzamiento por etanol, se espera que la re-exposición a la droga bajo los efectos del antagonista, inhiba estas respuestas tanto durante la sesión de adquisición, como de extinción de la conducta operante. Este proyecto intenta profundizar en el conocimiento de los mecanismos que regulan reconocimiento, aceptación, búsqueda y consumo de etanol, como consecuencia de experiencias tempranas con la droga. A su vez, es importante identificar y estudiar los sistemas neurobiológicos involucrados en estos mecanismos. Es por ello que se intenta determinar el rol que ejerce el sistema opiáceo en la adquisición de estas experiencias etílicas a nivel fetal e infantil, que se conoce promueven la búsqueda y el consumo de la droga. Our work is directed to analyze the involvement of the opioid system in the generation of pre- and early postnatal ethanol-related memories. As a first step, maternal manipulations with ethanol will be done. Infants will be evaluated in a paradigm of infantile self-administration of different reinforcers (ethanol, sucrose or water), employing a model of operant conditioning adapted to infant rats. A second experiment will be conducted in order to analyze if a central administration of ethanol, directly to the fetus, modifies subsequent patterns of neonatal conditioned responses to an artificial nipple, mediated by ethanol reinforcing effects. Fetal presentation of ethanol will be accompanied with the injection of an opioid antagonist in order to analyze the involvement of this system in acquisition processes of a fetal ethanol-mediated memory. A second set of studies will be conducted to analyze appetitive and consummatory behaviors in an infant model of ethanol self-administration. Involvement of opioid system in the acquisition or expression of this experience will be also inquired. Infant rats (PDs14-17) have to display a target behavior (nose-poke) to gain access to 5% sucrose or 3.75% ethanol. On PD18 an extinction session will be included. At PDs16-17, 6-hr before training, pups will be re-exposed to ethanol under opioid antagonism effects (naloxone). In a follow up experiment, a re-exposure trial will be included at PD18. Prior extinction, pups will receive naloxone and will be re-exposed to ethanol. We aim to observe if opioid system is modulating etha¬nol reinforcing effects, in terms of both appetitive and consummatory behaviors.