O crack é a forma fumada de administração da cocaína com o maior potencial para causar dependência. Até 80% da sua fumaça consiste no produto de pirólise da cocaína, a metilecgonidina (AEME). Apesar do vasto conhecimento acerca dos efeitos e prejuízos causados pela cocaína, nenhum trabalho avaliou os efeitos da AEME na farmacodependência, objetivo deste trabalho. Ratos adultos machos Wistar foram expostos à salina, à AEME 3 mg/kg, à cocaína 15 mg/kg e a associação entre cocaína e AEME, intraperitonealmente, em duas situações: 1) exposição prolongada (administração todos os dias, por 9 dias); 2) sensibilização comportamental dependente de contexto (administração em dias alternados, por 5 dias e 7 dias de abstinência, seguido do desafio). A dose de AEME foi definida pela avaliação da atividade locomotora em teste agudo. A AEME foi capaz de aumentar a atividade locomotora após exposição prolongada e potencializar a expressão da sensibilização comportamental dependente de contexto induzida pela cocaína. A concentração de dopamina e seus metabólitos aumentaram no caudado-putâmen em todos os grupos, sendo observado um sinergismo entre cocaína e AEME no grupo da associação. No núcleo accumbens, foi observado aumento de dopamina apenas nos grupos cocaína e associação. Paralelamente, houve aumento da relação p-CREB/CREB 60 minutos após a administração aguda de AEME 3 mg/kg e cocaína 15 mg/kg, tanto no caudado-putâmen quanto no núcleo accumbens, assim como nos grupos cocaína e associação após a sensibilização comportamental dependente de contexto. Com a finalidade de determinar o mecanismo de ação da AEME, foi realizado um estudo farmacológico detalhado dessa substância em células CHO-K1 de rato expressando heterologamente os receptores colinérgicos muscarínicos subtipos 1 a 5, uma vez que estudos anteriores sugeriram uma interação entre a AEME e os receptores colinérgicos muscarínicos. O ensaio de competição com [3H]NMS mostrou uma pequena preferência da AEME para o subtipo M2. Estudos funcionais (mobilização de cálcio) revelaram um efeito agonista parcial da AEME para os subtipos M1 e M3 e antagonista para os demais subtipos, dando suporte à hipótese colinérgica de ação da AEME. Nossos resultados indicam que a AEME isoladamente não foi capaz de causar sensibilização, mas potencializou a ação da cocaína quando coadministrada. O efeito antagonista da AEME em receptores subtipo M2 e M4 no caudado-putâmen, e M4 e M5 no núcleo accumbens causaram aumento de dopamina nessas regiões encefálicas, onde a atividade colinérgica medeia sua liberação. / Crack cocaine is the smoked form of cocaine with the highest potential for addiction. Up to 80% of crack smoke consists of cocaines pyrolysis product anhydroecgonine methyl ester (AEME). Despite of many studies regarding cocaine effects and its hazardousness, few reports have assessed AEME\'s role in addiction, the aim of this study. Adult male Wistar rats were i.p. dosed with either saline, 3 mg/kg AEME, cocaine 15 mg/kg, or cocaine-AEME combination in two situations: 1) prolonged exposure (drugs administered every day for 9 days); 2) behavioral sensitization context specific (drugs administered in alternating days for 5 days, followed by 7-days abstinence period and a challenge injection). AEME dose was chosen based on locomotor activity after an acute test. AEME increased locomotor activity in the prolonged exposure and it potentiated cocaine-induced behavioral sensitization. Dopamine level and its metabolites were elevated in the caudate-putamen in all non-saline groups with a synergic effect between cocaine and AEME in the cocaine-AEME group. In the nucleus accumbens, dopamine was elevated only in cocaine and cocaine-AEME groups. At the same time, p-CREB/CREB ratio, increased 60 minutes after an acute administration of 3 mg/kg AEME and 15 mg/kg cocaine in both caudate-putamen and nucleus accumbens, the same result observed in both cocaine and cocaine-AEME groups after behavioral sensitization. Once previous studies suggested AEME interacts with muscarinic acetylcholine receptors, a detailed pharmacological analysis of AEME at rat muscarinic acetylcholine receptors subtypes 1-5 heterologously expressed in CHO-K1 cells was performed to determine a mechanism for the novel effects of AEME. [3H]NMS competition binding showed a slight preference for M2 subtype; functional studies (Ca2+ mobilization) revealed partial agonist effects at M1 and M3 and antagonist effects at the remaining subtypes, supporting the cholinergic hypothesis of AEME\'s effects. Our results indicate AEME alone does not elicit behavior sensitization but significantly potentiates cocaine sensitization when co-administered. AEME antagonism effects at M2 and M4 muscarinic acetylcholine receptors subtypes in the caudate-putamen, and M4 and M5 muscarinic acetylcholine receptors subtypes in the nucleus accumbens resulted in dopamine increase in these brain regions, where its release is mediated by cholinergic activity.

O crack é a forma fumada de administração da cocaína com o maior potencial para causar dependência. Até 80% da sua fumaça consiste no produto de pirólise da cocaína, a metilecgonidina (AEME). Apesar do vasto conhecimento acerca dos efeitos e prejuízos causados pela cocaína, nenhum trabalho avaliou os efeitos da AEME na farmacodependência, objetivo deste trabalho. Ratos adultos machos Wistar foram expostos à salina, à AEME 3 mg/kg, à cocaína 15 mg/kg e a associação entre cocaína e AEME, intraperitonealmente, em duas situações: 1) exposição prolongada (administração todos os dias, por 9 dias); 2) sensibilização comportamental dependente de contexto (administração em dias alternados, por 5 dias e 7 dias de abstinência, seguido do desafio). A dose de AEME foi definida pela avaliação da atividade locomotora em teste agudo. A AEME foi capaz de aumentar a atividade locomotora após exposição prolongada e potencializar a expressão da sensibilização comportamental dependente de contexto induzida pela cocaína. A concentração de dopamina e seus metabólitos aumentaram no caudado-putâmen em todos os grupos, sendo observado um sinergismo entre cocaína e AEME no grupo da associação. No núcleo accumbens, foi observado aumento de dopamina apenas nos grupos cocaína e associação. Paralelamente, houve aumento da relação p-CREB/CREB 60 minutos após a administração aguda de AEME 3 mg/kg e cocaína 15 mg/kg, tanto no caudado-putâmen quanto no núcleo accumbens, assim como nos grupos cocaína e associação após a sensibilização comportamental dependente de contexto. Com a finalidade de determinar o mecanismo de ação da AEME, foi realizado um estudo farmacológico detalhado dessa substância em células CHO-K1 de rato expressando heterologamente os receptores colinérgicos muscarínicos subtipos 1 a 5, uma vez que estudos anteriores sugeriram uma interação entre a AEME e os receptores colinérgicos muscarínicos. O ensaio de competição com [3H]NMS mostrou uma pequena preferência da AEME para o subtipo M2. Estudos funcionais (mobilização de cálcio) revelaram um efeito agonista parcial da AEME para os subtipos M1 e M3 e antagonista para os demais subtipos, dando suporte à hipótese colinérgica de ação da AEME. Nossos resultados indicam que a AEME isoladamente não foi capaz de causar sensibilização, mas potencializou a ação da cocaína quando coadministrada. O efeito antagonista da AEME em receptores subtipo M2 e M4 no caudado-putâmen, e M4 e M5 no núcleo accumbens causaram aumento de dopamina nessas regiões encefálicas, onde a atividade colinérgica medeia sua liberação. / Crack cocaine is the smoked form of cocaine with the highest potential for addiction. Up to 80% of crack smoke consists of cocaines pyrolysis product anhydroecgonine methyl ester (AEME). Despite of many studies regarding cocaine effects and its hazardousness, few reports have assessed AEME\'s role in addiction, the aim of this study. Adult male Wistar rats were i.p. dosed with either saline, 3 mg/kg AEME, cocaine 15 mg/kg, or cocaine-AEME combination in two situations: 1) prolonged exposure (drugs administered every day for 9 days); 2) behavioral sensitization context specific (drugs administered in alternating days for 5 days, followed by 7-days abstinence period and a challenge injection). AEME dose was chosen based on locomotor activity after an acute test. AEME increased locomotor activity in the prolonged exposure and it potentiated cocaine-induced behavioral sensitization. Dopamine level and its metabolites were elevated in the caudate-putamen in all non-saline groups with a synergic effect between cocaine and AEME in the cocaine-AEME group. In the nucleus accumbens, dopamine was elevated only in cocaine and cocaine-AEME groups. At the same time, p-CREB/CREB ratio, increased 60 minutes after an acute administration of 3 mg/kg AEME and 15 mg/kg cocaine in both caudate-putamen and nucleus accumbens, the same result observed in both cocaine and cocaine-AEME groups after behavioral sensitization. Once previous studies suggested AEME interacts with muscarinic acetylcholine receptors, a detailed pharmacological analysis of AEME at rat muscarinic acetylcholine receptors subtypes 1-5 heterologously expressed in CHO-K1 cells was performed to determine a mechanism for the novel effects of AEME. [3H]NMS competition binding showed a slight preference for M2 subtype; functional studies (Ca2+ mobilization) revealed partial agonist effects at M1 and M3 and antagonist effects at the remaining subtypes, supporting the cholinergic hypothesis of AEME\'s effects. Our results indicate AEME alone does not elicit behavior sensitization but significantly potentiates cocaine sensitization when co-administered. AEME antagonism effects at M2 and M4 muscarinic acetylcholine receptors subtypes in the caudate-putamen, and M4 and M5 muscarinic acetylcholine receptors subtypes in the nucleus accumbens resulted in dopamine increase in these brain regions, where its release is mediated by cholinergic activity.

Atualmente os dados epidemiológicos sobre a exposição ao crack no Brasil são preocupantes, principalmente entre crianças e adolescentes na capital de São Paulo. É sabido que o crack apresenta um potencial maior que o correspondente a outras formas de uso da cocaína para causar dependência. Apesar de haver numerosos estudos e métodos validados para identificação e quantificação de cocaína em fluidos biológicos, o mesmo não ocorre para a caracterização de seu uso na forma de crack. Todos os métodos descritos para diferenciação de exposição ao crack empregam equipamentos de alto custo e que nem sempre são viáveis para a realidade econômica dos laboratórios públicos brasileiros. Este trabalho objetivou desenvolver e aplicar um método eficiente e viável economicamente para identificação e quantificação dos indicadores de uso do crack em amostras de urina provenientes do Núcleo de Toxicologia Forense do Instituto Médico-Legal de São Paulo. O método mostrou-se linear na faixa de interesse (intervalo dinâmico de 0,2 a 20 µg/mL) para éster metilanidroecgonina. Os limites de detecção e quantificação foram de 0,1 e 0,2 µg/mL respectivamente e os testes de estabilidade mostraram-se satisfatórios (degradação menor que 10% após 30 dias). Foram analisadas trinta e sete amostras de urina sendo que onze foram positivas para o indicador escolhido mostrando a utilidade do método no esclarecimento de ocorrências no âmbito forense, no sentido de indicar se a intoxicação da cocaína se deu por esta forma de exposição (utilização de crack). / At the present time, epidemiologic data on the prevalence of crack in Brazil is alarming, principally as it concerns young children and teenagers in the capital city of São Paulo of São Paulo State. It is known that with crack there is a greater potential for dependency than that corresponding to other forms of cocaine use in causing dependency. Although numerous studies and methods have been validated for the identification and quantification of cocaine in biological fluids, the same is not true for the characterization of its use in the form of crack. All the methods described for differentiating the exposure to crack employ very expensive equipment, which is not always viable to the economic reality of the Brazilian public laboratories. This study had as its objective the development and application of a method that is efficient and economically viable for the identification and quantification of products of crack biomarkers in urine samples from the Forensic Toxicology Lab of the Legal Medicine Institute of São Paulo. The method showed to be linear in the interest range (dynamic range from 0.2 to 20 µg/mL ) for anhydroecgonine methyl ester. The limits of detection and quantification were 0.1 and 0.2 µg/mL respectively, and the stability tests proved to be satisfactory (less than 10% lost after 30 days). Thirty seven urine samples were analyzed such that these 11 were positive for the chosen biomarker, showing the usefulness of the method for clarification purposes in the forensic environment, in the sense of indicating whether the intoxication from cocaine was of this form of exposition (crack use).

Atualmente os dados epidemiológicos sobre a exposição ao crack no Brasil são preocupantes, principalmente entre crianças e adolescentes na capital de São Paulo. É sabido que o crack apresenta um potencial maior que o correspondente a outras formas de uso da cocaína para causar dependência. Apesar de haver numerosos estudos e métodos validados para identificação e quantificação de cocaína em fluidos biológicos, o mesmo não ocorre para a caracterização de seu uso na forma de crack. Todos os métodos descritos para diferenciação de exposição ao crack empregam equipamentos de alto custo e que nem sempre são viáveis para a realidade econômica dos laboratórios públicos brasileiros. Este trabalho objetivou desenvolver e aplicar um método eficiente e viável economicamente para identificação e quantificação dos indicadores de uso do crack em amostras de urina provenientes do Núcleo de Toxicologia Forense do Instituto Médico-Legal de São Paulo. O método mostrou-se linear na faixa de interesse (intervalo dinâmico de 0,2 a 20 µg/mL) para éster metilanidroecgonina. Os limites de detecção e quantificação foram de 0,1 e 0,2 µg/mL respectivamente e os testes de estabilidade mostraram-se satisfatórios (degradação menor que 10% após 30 dias). Foram analisadas trinta e sete amostras de urina sendo que onze foram positivas para o indicador escolhido mostrando a utilidade do método no esclarecimento de ocorrências no âmbito forense, no sentido de indicar se a intoxicação da cocaína se deu por esta forma de exposição (utilização de crack). / At the present time, epidemiologic data on the prevalence of crack in Brazil is alarming, principally as it concerns young children and teenagers in the capital city of São Paulo of São Paulo State. It is known that with crack there is a greater potential for dependency than that corresponding to other forms of cocaine use in causing dependency. Although numerous studies and methods have been validated for the identification and quantification of cocaine in biological fluids, the same is not true for the characterization of its use in the form of crack. All the methods described for differentiating the exposure to crack employ very expensive equipment, which is not always viable to the economic reality of the Brazilian public laboratories. This study had as its objective the development and application of a method that is efficient and economically viable for the identification and quantification of products of crack biomarkers in urine samples from the Forensic Toxicology Lab of the Legal Medicine Institute of São Paulo. The method showed to be linear in the interest range (dynamic range from 0.2 to 20 µg/mL ) for anhydroecgonine methyl ester. The limits of detection and quantification were 0.1 and 0.2 µg/mL respectively, and the stability tests proved to be satisfactory (less than 10% lost after 30 days). Thirty seven urine samples were analyzed such that these 11 were positive for the chosen biomarker, showing the usefulness of the method for clarification purposes in the forensic environment, in the sense of indicating whether the intoxication from cocaine was of this form of exposition (crack use).

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.

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.