Efectos de extractos de cannabis sobre modelos murinos de trastornos del espectro autista: estudios comportamentales y celulares

Abstract

Los trastornos del espectro autista (TEA) son desórdenes heterogéneos del neurodesarrollo, cuyo diagnóstico se realiza en base a tres características: dificultades en la comunicación, déficits en la interacción social, y comportamientos e intereses restringidos y repetitivos. Estos síntomas tienen un gran impacto en el desarrollo y la integración social de los individuos afectados. Actualmente el Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades de EEUU estima que uno de cada 54 niños ha sido diagnosticado con TEA en el 2020, con predominancia en varones, los cuales son diagnosticados hasta cuatro veces más que las niñas. Sin embargo, se ha observado que las niñas pueden manifestar los TEA de forma distinta, lo que contribuiría fuertemente a esta diferencia en número de diagnósticos, y sugiere una manifestación diferencial de estos trastornos dependiente del sexo. Los TEA son trastornos altamente heredables, estimando que cerca del 83% de los casos son causados por variantes genéticas, como por ejemplo mutaciones en el gen Shank3. Ratones knockout para la isoforma B (Shank3B-/-) muestran comportamientos equivalentes a aquellos observados en humanos con TEA, con conductas repetitivas traducidas a acicalamiento excesivo, y déficits en comportamientos sociales. Por otra parte, aquellos casos que no pueden ser explicados por factores genéticos, probablemente sean causados por factores ambientales. Un ejemplo de estos es la exposición prenatal al ácido valproico (VPA), un fármaco comúnmente utilizado para tratar la epilepsia refractaria. La exposición prenatal a VPA aumenta el riesgo de TEA en niños, observándose también un efecto similar en modelos murinos. Al inyectar hembras de roedores con VPA en día 12.5 de gestación, la progenie presenta comportamientos similares a los observados en personas con TEA, tales como movimientos repetitivos y estereotipados y disminución de comportamientos sociales. La microglía son las células inmunes residentes del cerebro. Poseen capacidad fagocítica, que les permite no solo eliminar restos celulares sino también monitorear y mantener las sinapsis en el cerebro sano. El balance excitación versus inhibición de las sinapsis y los circuitos cerebrales (balance E/I) puede ser afectado tanto por la falta como por el exceso de poda sináptica por parte de la microglía, y se ha sugerido que este podría ser el mecanismo que subyace muchos desórdenes del neurodesarrollo, incluyendo TEA. La mayoría de los niños autistas se tratan actualmente con medicamentos destinados a tratar condiciones de comorbilidad, como convulsiones, ansiedad, depresión y déficits de atención. Estos no siempre son eficaces y pueden tener efectos secundarios negativos. El aumento en los últimos años en el diagnóstico de autismo ha generado la necesidad de incrementar los esfuerzos en el estudio de los procesos neuropatológicos asociados a dicho trastorno. En los últimos años se han obtenido resultados anecdóticos sobre la efectividad de extractos de cannabis medicinal en pacientes con TEA, mejorando tanto su comportamiento como sus habilidades comunicacionales. La planta de Cannabis sativa produce un gran número de compuestos, como ser terpenos, flavonoides, y cannabinoides, donde los cannabinoides tienen un papel relevante debido a su actividad biológica. Se han aislado más de 140 cannabinoides, y los más estudiados son de los mayoritarios en la planta como el cannabidiol (CBD) y el tetrahidrocannabinol (Δ9-THC). En la planta estos cannabinoides son sintetizados en sus formas ácidas (como CBDA y Δ9-THCA) y producen las moléculas neutras (CBD, Δ9-THC) por un proceso de descarboxilación no enzimática. El objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de extractos de plantas de cannabis sobre dos modelos murinos de autismo de forma tal de dilucidar si estos compuestos son capaces de revertir el fenotipo de tipo autista de los modelos. Para ello se llevó a cabo en primer lugar la caracterización fenotípica comportamental de un modelo genético (Shank3B) y uno ambiental (administración prenatal de VPA) en ambos sexos. Luego de la caracterización se analizó la respuesta de animales de ambos modelos y ambos sexos al tratamiento crónico con extractos de dos quimiotipos de plantas de Cannabis sativa: una alta en CBDA (eCBDA) y otra alta en Δ9-THCA (eTHCA), así como CBDA puro (CBDAp). Por último, como forma de aproximación mecanística se evaluó el posible rol de la microglía en estos modelos como blanco farmacológico de los extractos de cannabis. Para ello se evaluó el número de células microgliales en la corteza cerebral y el cuerpo estriado antes y después del tratamiento. Tanto en el modelo genético, como en el ambiental se observaron comportamientos definidos como de tipo autista en ambos sexos. Si bien la administración crónica de eTHCA no fue efectiva para revertir el fenotipo observado en el modelo genético, luego de la administración de eCBDA se observó una reversión del comportamiento de auto-acicalamiento en las hembras en la prueba de interacción recíproca. Por otra parte, en el modelo ambiental, el tratamiento con eCBDA mejoró comportamientos de interacción social en ambos sexos, mostrando que el extracto tiene diferentes efectos tanto en los modelos como por sexo. Además, en el modelo ambiental se observó que el CBDA en su forma pura es eficaz para revertir los mismos comportamientos que el extracto en machos, pero no en hembras. Finalmente, se estudió la microglía en ratones de ambos modelos luego de los tratamientos con eCBDA o CBDAp, utilizando Iba1 como inmunomarcador, para intentar dilucidar el mecanismo que subyace la reversión comportamental observada. Se observó que, en el modelo genético, el número de células microgliales se encuentra aumentado en la corteza cerebral, y esto se revierte con la administración crónica de eCBDA. En el modelo ambiental, si bien el número de células microgliales también se encuentra aumentado en la corteza cerebral, los tratamientos con eCBDA y CBDAp únicamente son eficaces para revertir este aumento en hembras. Los resultados obtenidos muestran el uso potencial de extractos altos en CBDA en el tratamiento de desórdenes del neurodesarrollo y la necesidad de evaluar ambos sexos en los estudios sobre autismo, así como de estudiar la microglía como posible diana terapéutica en patologías del neurodesarrollo.