Trabalhando com ratos, os pesquisadores da Johns Hopkins contribuíram significativa novas provas para apoiar a ideia de que altas doses de cocaína matavam células cerebrais provocando hiperativa autofagia, um processo no qual as células digerem literalmente suas próprias entranhas. Seus resultados, além disso, trazem com um possível antídoto, um experimental composto CGP3466B dublado.

Um Resumo do estudo, que também encontraram sinais de autofagia nas células cerebrais de ratos cuja cocaína de mães que receberam durante a gravidez, foi publicado no Proceedings of National Academy of Sciences.

"Realizamos 'autópsias' para descobrir como células morrem de altas doses de cocaína," diz Solomon Snyder, M.D., professor de neurociência na Johns Hopkins University School of Medicine. "Essa informação nos deu imediata insights sobre como podemos usar um composto conhecido para interferir que processam e impedir o dano."

Após a descoberta em 1990 que células cerebrais usam o óxido nítrico gás para se comunicar, Snyder e sua equipe de pesquisa passaram décadas estudando seu impacto. Em 2013, a equipe encontrou o óxido nítrico está envolvido na morte celular induzida por cocaína através de suas interações com a GAPDH, uma enzima, mas não aprendeu como precisamente as células estavam morrendo.

Para descobrir, a equipe de pesquisa analisou as células nervosas do cérebro de rato em busca de pistas. Snyder diz que as células, como animais inteiros, pode morrer de temperaturas extremas, toxinas e trauma físico, mas também pode cometer "suicídio" de três maneiras que são quimicamente programado e controlado por diferentes proteínas.

Uma tal maneira é autofagia, um celular normal e necessária "processo de limpeza" que livra as células de detritos que se acumulam no vacúolos delimitada por membrana, ou "sacos" dentro da célula. Estes sacos fundem-se com outros sacos, enzima-ricos em lisossomos, que são preenchidos com ácidos que degradam o conteúdo dos vacúolos. Somente quando este processo acelera e gira fora de controle causa morte celular, explica Snyder.

Medindo as alterações nos níveis de proteínas que controlam cada programa de morte celular e observando mudanças físicas das células, a equipe viu claramente que a cocaína causa morte celular neuronal através de autofagia fora de controle. Que confirmou os resultados anteriores de dois outros grupos que encontrei autofagia induzida por cocaína em astrócitos e microglia, que são as células de suporte do neurônio.

"Uma célula é como uma casa que está constantemente gerando lixo,", diz Adriana Guha, pH.d., pós-doutorado na Universidade Johns Hopkins e autor do livro. "Autofagia é a dona de casa que leva o lixo para fora — geralmente é uma coisa boa. Mas cocaína faz a governanta jogar fora coisas realmente importantes, como as mitocôndrias, que produzem energia para a célula".

Porque a equipe já sabia que o óxido nítrico e GAPDH estiveram envolvidos no processo, eles testaram a capacidade do composto CGP3466B, conhecido por romper interações de óxido nítrico/GAPDH, para travar a autofagia induzida por cocaína. Eles também testaram outros químicos conhecidos para evitar as outras duas formas de suicídio celular, mas só CGP3466B protegido do mouse células nervosas no cérebro de morte por cocaína.

De acordo com pesquisas anteriores da mesma equipa, CGP3466B também foi capaz de resgatar as células do cérebro de ratos ao vivo dos efeitos mortais da cocaína, mas eles não tinham ligado o fenômeno de autofagia. Quando os cientistas recentemente deram ratos uma única dose de cocaína e procuraram por sinais de autofagia em suas células cerebrais, detectaram as proteínas associadas a autofagia e alterações em vacúolos em adultos e em mouse pups cujas mães tinham recebido a cocaína durante a gravidez.

"Desde que a cocaína funciona exclusivamente para modular a autofagia contra outros programas de morte celular, há uma chance melhor que nós podemos desenvolver novas terapias alvo para suprimir a sua toxicidade," diz Marcos M. Harraz, pH.d., pesquisador associado na Universidade Johns Hopkins e chumbo co-autor do livro.

Snyder disse que a equipe espera que seu trabalho acabará por levar a tratamentos que proteger adultos e crianças contra os efeitos devastadores da cocaína no cérebro. Uma vez que já foi testado em ensaios clínicos de fase II para tratar (sem sucesso) a doença de Parkinson e ALS CGP3466B, é conhecido por ser seguro para os humanos, mas a cautela de pesquisadores que muitos mais anos de estudos são necessários para mostrar definitivamente se é eficaz para prevenir danos de cocaína, primeiro em ratos e, em seguida, em seres humanos. Eles também querem criar e testar derivados de CGP3466B para aprender mais sobre autofagia induzida por cocaína e ver se a cocaína é matar todas as células fora do cérebro.

Este trabalho foi apoiado por uma concessão do Instituto Nacional sobre abuso de drogas.