Neurotoxicity of anydroecgonine methyl ester, a crack cocaine pyrolysis product

A cocaína é considerada a principal droga de abuso utilizada na América do Sul, sendo que o crack é a via de administração que mais cresceu nos últimos anos. Cabe salientar que o usuário do crack sofre ação tanto da cocaína quanto das substâncias advindas da sua pirólise, dentre elas a metilecgonidina (AEME). Trabalho publicado pelo nosso grupo demonstrou que a AEME é mais neurotóxica que a cocaína em cultura primária de hipocampo. Além disso, dados da literatura têm mostrado uma possível ação da AEME em receptores colinérgicos muscarínicos no sistema nervoso periférico. Na tentativa de elucidar se essa ação ocorre no sistema nervoso central, a AEME foi incubada na presença e na ausência de atropina, um antagonista de receptores colinérgicos muscarínicos. Nossos resultados em cultura primária de hipocampo mostraram que a atropina foi capaz de prevenir os efeitos neurotóxicos causados pela AEME, sugerindo uma afinidade aos receptores colinérgicos muscarínicos. Contudo, o mesmo efeito não foi observado após a incubação com a cocaína e a associação (AEME 1 mM /cocaína 2 mM). Pode-se pressupor que a AEME age preferencialmente em receptores colinérgicos muscarínicos subtipos M1, M3 e M5, uma vez que houve a formação de IP3 e aumento de cálcio intracelular, sendo esse último observado também nos grupos incubados com cocaína e associação (AEME 1 mM /cocaína 2 mM). Com a finalidade de verificar se a apoptose era uma das vias de morte neuronal, foi avaliada a expressão das proteínas mitoncondriais (Bax e Bcl-2), a atividade da caspase-3 e a análise da fragmentação do DNA, bem como a integridade da membrana celular. Foi observado que a AEME aumentou a razão das proteínas mitocondriais Bax/Bcl-2, a atividade da caspase-3 e o DNA fragmentado, bem como a perda da integridade da membrana. A cocaína aumentou a atividade da caspase 3, a fragmentação do DNA e a perda da integridade da membrana celular, mas não alterou a razão da expressão das proteínas mitocondriais Bax/Bcl-2. Apesar de apresentar uma diminuição da atividade da caspase-3, a associação (AEME 1 mM /cocaína 2 mM) apresentou um aumento do DNA fragmentado e do rompimento da membrana, bem como um aumento da razão Bax/Bcl-2. Estes dados sugerem que estas substâncias estimulam vias de morte neuronal tanto de apoptose quanto de necrose. Mais ainda, nas vias estudas neste trabalho, parece que a associação (AEME 1 mM /cocaína 2 mM) desencadeia os efeitos neurotóxicos mais rápido, estimulando, possivelmente, vias diferentes das encontradas com as substâncias isoladamente.Cocaine is the main illicit drug used in South America, and the crack cocaine is the administration route that grown more than any other route in the last years. The user of crack cocaine suffers the action of both cocaine and its pyrolysis products, which methylecgonidine (AEME) is the main compound. Published work by our group demonstrated that AEME is more neurotoxic than cocaine in rat primary hippocampal cell culture. Moreover, published data have shown a possible muscarinic cholinergic action of AEME in the peripheral nervous system. To verify if this action occurs in the central nervous system, AEME was incubated in the presence and absence of atropine, a muscarinic cholinergic receptor antagonist. Our results in rat primary hippocampal cell culture showed that atropine was able to prevent AEME-induced neurotoxic effects, suggesting its affinity for muscarinic cholinergic receptors. However, this effect was not observed after incubation with cocaine and association (AEME 1 mM /cocaine 2 mM). It is suggestive that AEME acts, with preference, on subtypes M1, M3 and M5 muscarinic cholinergic receptors, once there was the formation of IP3 and the increase of intracellular calcium. It is important to mention that the intracellular calcium was also increased in both cocaine and association (AEME 1 mM /cocaine 2 mM) groups. In order to know whether apoptosis was a neuronal death pathway, it was evaluated the expression of mitochondrial proteins (Bax and Bcl-2), the capase-3 activity and the DNA fragmentation, as well as the loss of membrane integrity. It was observed that AEME increased the ratio of mitochondrial proteins Bax/Bcl-2, the activity of caspase-3, the fragmentation of DNA and the loss of membrane integrity. Cocaine increased the activity of caspase-3, the DNA fragmentation and the loss of cell membrane integrity, but did not affect the ratio expression of mitochondrial proteins Bax/Bcl-2. Although it was observed a decrease in caspase-3 activity, the association (AEME 1 mM / cocaine 2 mM) showed an increase in the DNA fragmentation and the cell membrane disruption, as well as an increase in Bax/Bcl-2 ratio. These data suggest that these substances stimulate neuronal death pathways of both apoptosis and necrosis. Moreover, in the pathways studied in this work, it seems that the association (AEME 1 mM /cocaine 2 mM) has the fastest neurotoxic effects, stimulating, possibly, different neuronal death pathways when compared to substances isolated