Efeitos do antipsicótico putativo alstonina em parâmetros neuroquímicos glutamatérgicos relevantes à patofisiologia da esquizofrenia

Abstract

Relevância: A esquizofrenia é hoje entendida como um grupo de psicoses caracterizadas por alterações de pensamento, sentimentos e relação com o mundo. Entre os sintomas inclui-se a capacidade cognitiva severamente afetada, hoje incluída na própria caracterização da doença. A hipótese glutamatérgica da esquizofrenia tem foco atual graças ao acúmulo de evidências quanto ao envolvimento do sistema glutamatérgico na neurobiologia da doença, bem como pela sua relevância nos déficits cognitivos determinantes da baixa qualidade de vida dos pacientes. Acredita-se que a atividade dos transportadores de glutamato seja um fator determinante da concentração de glutamato extracelular, sua difusão para sítios extra-sinápticos (spillover) e, em última análise, da ativação de receptores pré-, pós- e extra-sinápticos. Assim, alterações na “sinapse tripartite” adquirem importância por seu potencial envolvimento em diversas condições neurológicas e psiquiátricas. Especificamente quanto à esquizofrenia, tem-se sugerido que um aumento da captação de glutamato poderia contribuir para o estado de hipofunção glutamatérgica potencialmente implicado na doença. Assim, a modulação do transporte de glutamato pode representar um novo alvo para o desenvolvimento de novos antipsicóticos. Alstonina foi identificada como componente majoritário de um extrato de planta usado por psiquiatras tradicionais na Nigéria em pacientes com doença mental. Apresenta perfil claramente antipsicótico, mais próximo de antipsicóticos atípicos que típicos, em modelos animais relevantes à esquizofrenia. O seu mecanismo de ação não está claramente definido, mas aparentemente não envolve receptores dopaminérgicos, e receptores serotonérgicos 5-HT₂A/c estão envolvidos nos efeitos de alstonina em modelos de sintomas positivos, negativos e cognitivos. Objetivos: Dando continuidade à caracterização de alstonina como fármaco antipsicótico, objetivou-se a análise dos efeitos de alstonina em parâmetros neuroquímicos relevantes à patofisiologia da esquizofrenia. Métodos: Utilizando fatias hipocampais agudas, o antipsicótico típico haloperidol (10 μM), o atípico clozapina (10 e 100 μM) e alstonina (1-100 μM) foram incubados com as fatias, na presença ou ausência de apomorfina (100 μM) ou ritanserina (0,1 e 10 μM). Resultados: Alstonina e clozapina, mas não haloperidol, reduziram a captação de glutamato em fatias hipocampais. Apomorfina aboliu os efeitos de clozapina (mas não de alstonina), enquanto ritanserina aboliu os efeitos de alstonina. Somente alstonina foi capaz de aumentar os níveis intracelulares de glutationa, e foi a única droga que não diminuiu a liberação de S100B. Conclusão: Esse estudo mostra que clozapina e alstonina diminuíram a captação de glutamato, o que podem ser benéfico à alegada patologia sináptica que afeta a transmissão glutamatérgica na esquizofrenia. Os resultados são compatíveis com o perfil comportamental de alstonina, notadamente a reversão do déficit de memória de trabalho induzido por MK-801. Uma vantagem adicional da alstonina é sua capacidade de aumentar os níveis de glutationa, um importante antioxidante que está diminuído no cérebro de esquizofrênicos. É necessário esclarecer (usando ligantes específicos) qual dos subtipos de receptor 5-HT₂ está envolvido nos efeitos de alstonina. Considerando que alstonina aumentou os níveis de glutationa e diminuiu a captação de glutamato, a hipótese de que o trocador cistina-glutamato esteja também envolvido pode ser verificado com inibidores específicos. Este trabalho ilustra a validade da etnofarmacologia na busca de novos compostos terapêuticos com mecanismo de ação inovador.

Relevance: Schizophrenia is today understood as a group of psychoses characterized by altered thought, feelings and relating to the world. Among its symptoms a severely affected cognitive capacity is included, now part of the disease categorization. The glutamatergic hypothesis of schizophrenia is currently on focus given the accumulating evidence for the involvement of glutamatergic transmission in the neurobiological basis of the disease, as well as for its relevance in cognitive deficits thought to determine the poor quality of life of schizophrenic patients. It is believed that glutamate transporters’ activity regulates the extracellular glutamate concentration and its spillover to extra-synaptic sites, therefore determining the activation of pre-, pos- and extra-synaptic receptors. In this context, changes in the “tripartite synapse” are expected to be potentially involved in various neurological and psychiatric disorders. Specifically for schizophrenia, it has been suggested that an increase in glutamate uptake could contribute to the glutamatergic hypofunction potentially implicated in the disease. Therefore, the modulation of glutamate transporters can be a target for the development of new antipsychotics. Alstonine was identified as the major component of an extract used by traditional psychiatrists in Nigeria to treat mentally ill patients. This alkaloid possesses a clear antipsychotic profile, closer to atypical than typical agents, in mice models relevant to schizophrenia. Its mechanism of action remains to be defined, but apparently it does not implicate dopaminergic receptors, whereas 5-HT₂A/c serotonin receptors seem to be essential for its effects in mice models of positive, negative and cognitive symptoms. Purpose: As part of the continuing efforts to characterize alstonine as an antipsychotic drug, the purpose of this study focused on the analysis of alstonine’s effects on neurochemical parameters relevant to schizophrenia pathophysiology. Methods: Acute hippocampal slices were used, incubated with haloperidol (10 μM), clozapine (10 and 100 μM) and the putative antipsychotic alstonine (1-100 μM), alone or in combination with apomorphine (100 μM) or ritanserin (0.1 and 10 μM). Glutamate uptake, glutathione content and S100B secretion was assessed. Results: Alstonine and clozapine, but not haloperidol, reduced glutamate uptake in acute hippocampal slices. Apomorphine abolished the effect of clozapine (but not alstonine), whereas ritanserin abolished the effects of alstonine. Only alstonine was able to increase intracellular levels of glutathione, and was the only drug which did not decrease the release of S100B. Conclusion: This study shows that clozapine and the putative antipsychotic alstonine decreased glutamate uptake, which can be beneficial to the alleged synaptic pathology affecting glutamatergic transmission in schizophrenia. These results are compatible with the behavioral profile of alstonine, noteworthy the reversal of MK-801-induced working memory deficit, social withdrawal and hyperlocomotion. An additional advantage of alstonine is its capacity to increase the content of glutathione, an important cellular antioxidant shown to be decreased in the schizophrenic brain. It is necessary to elucidate (by using specific ligands) which of the serotonin 5-HT₂ receptor subtypes is involved in the effects of alstonine. Since alstonine increased glutathione levels and also decreased glutamate uptake, the hypothesis that the cystine-glutamate antiporter is implicated in its mechanism of action can be verified with specific inhibitors. This study illustrates the validity of ethnopharmacology in the search of therapeutically useful compounds with innovative mechanisms of action.