La actividad de la proteína quinasa m ζ se requiere para la ejecución de las conductas motivadas en el area del tegmento ventral

Abstract

El Área del tegmento ventral (VTA) es una zona central en el sistema neuronal, llamado circuito de la motivación, que controla las respuestas de refuerzo a los estímulos naturales (tales como alimento) y a las drogas de abuso. El circuito de la motivación esta formado por VTA, Núcleo Accumbens y Corteza Pre-frontal, entre otras áreas. Se ha descrito que la activación de VTA induce una liberación de dopamina (DA) en los terminales presentes en Núcleo Accumbens y en otras áreas cerebrales. Esta liberación de DA ha sido altamente asociada al procesamiento de las recompensas. Todas las drogas de abuso activan, directa o indirectamente, las neuronas dopaminérgicas del VTA. Se ha descrito que esta activación genera cambios plásticos en el circuito. Estos cambios serían los responsables de generar las modificaciones del comportamiento inducidas por las drogas de abuso. Y además, serian necesarios para la repetición de la conducta en el tiempo. Se ha demostrado que los recompensantes naturales y las drogas de abuso inducen una potenciación a largo plazo en las neuronas dopaminérgicas del VTA. Se ha sugerido que existe un mecanismo molecular común en la potenciación a largo plazo. Varios estudios, en diversas áreas cerebrales, han demostrado que la Proteína Quinasa M ζ (PKMζ) es a la vez, necesaria y suficiente, para la mantención de la potenciación y de las memorias asociativas a largo plazo. PKMζ pertenece a la super familia PKC, que corresponden a quinasas del tipo serina y treonina. PKMζ se expresa a partir de un promotor interno localizado en el intrón 4 del gene de PKCζ. Debido a esto, PKMζ y PKCζ son idénticas en su subunidad catalítica. PKCζ presenta un dominio regulatorio de autoinhibición que se libera de manera regulada, en cambio PKMζ, al carecer de dominio regulatorio se encuentra constitutivamente activa. Ambas isoformas requieren, para su actividad completa, la fosforilación en un residuo de treonina. Esta fosforlación la realiza la enzima PDK-1 En este trabajo se investigó el papel de PKMζ en la memoria asociativa inducida por recompensantes, tanto naturales como droga de abuso. La memoria asociativa se evaluó midiendo la conducta inducida por recompensantes. Para ello, se utilizó ratas entrenadas con anfetamina, utilizando el paradigma de preferencia de lugar condicionado, y ratas entrenadas con comida, en un paradigma de autoadministración. En primer lugar, encontramos que el entrenamiento con anfetamina indujo un aumento en la fosforilación de PKMζ, sin generar cambios en los niveles de expresión, ni del mensajero ni de la proteína. La observación del aumento en la fosforilación de PKMζ sugiere un aumento en su actividad inducida por el tratamiento con anfetamina. Para poder demostrar si la actividad PKMζ está involucrada en la conducta de búsqueda de recompensa decidimos inhibir PKMζ directamente en VTA. El comportamiento tipo adictivo se midió como el tiempo que la rata pasa en el compartimento asociado a la anfetamina y la búsqueda de alimento se midió como el número de veces que se aprieta la palanca activa. Mediante la realización de los experimentos en ambos paradigmas, se encontró que una sola inyección intra-VTA del inhibidor de PKMζ, disminuyó la búsqueda por el recompensante, independiente de la naturaleza de este y del tipo de entrenamiento. A diferencia de lo encontrado en otras áreas cerebrales, el efecto sobre la conducta de la inhibición de PKMζ en VTA es reversible. Este resultado junto con la observación de que obtenemos una disminución en la búsqueda incluso en ratas abstinentes, con el mismo patrón de recuperación de la conducta, nos llevó a proponer que en VTA, la actividad de PKMζ no esta relacionada a la memoria sino mas bien, esta involucrada al funcionamiento fisiológico del VTA. Para probar esta nueva hipótesis, se realizó la determinación de los niveles extracelulares de DA en Núcleo accumbens en ratas que se encuentran realizando el paradigma conductual. Nuestros resultados muestran una disminución en los niveles extracelulares de DA después de la inhibición PKMζ. Por lo que la actividad de PKMζ sería requerida para la activación de VTA en respuesta a la presentación de claves asociadas con el recompensante. Con estos resultados se sugiere una nueva función de PKMζ en VTA. PKMζ controlaría los niveles extracelulares de DA en la búsqueda de recompensa, planteando a PKMζ como un nuevo regulador de la actividad de VTA.