A farmacodependência é considerada uma doença crônica e sujeita à recaídas, na qual o indivíduo perde o controle sob a utilização de determinada droga de abuso. Conforme o usuário persiste com o uso da droga, ocorrem alterações anatômicas, fisiológicas e neuroquímicas no sistema nervoso central (SNC), as quais podem culminar no desenvolvimento de um comportamento compulsivo. A neurobiologia deste processo é complexa e envolve mecanismos de plasticidade em diferentes sistemas neurotransmissores. O principal deles é o sistema mesocorticolímbico dopaminérgico, constituído por neurônios da área ventral do tegmento mesencefálico (VTA) que se projetam para o núcleo accumbens (NAc) e ao córtex pré-frontal (CPF), diretamente relacionado aos processos motivação e recompensa. Contudo, o mesmo não é suficiente para elucidar a complexidade da doença, o que levou ao entendimento da presença de outros sistemas neurotransmissores neste processo. Sabe-se que o sistema colinérgico muscarínico está diretamente envolvido em diferentes doenças neuropsiquiátricas, incluindo a farmacodependência. Além disso, os receptores colinérgicos muscarínicos (mAChRs) estão densamente presentes em regiões límbicas, onde acetilcolina e dopamina interagem por neuromodulação. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi investigar as possíveis alterações plásticas no sistema colinérgico muscarínico resultantes de tratamentos com cocaína que mimetizaram o consumo compulsivo humano. Para tanto, foram realizados ensaios comportamentais com camundongos Swiss machos adultos em campo aberto, tratados durante um (acute binge paradigm, 30 mg/kg) ou 14 dias (escalating dose binge paradigm, 15 - 30 mg/kg) com cocaína. Os animais receberam 3 injeções intraperitoneais (i.p.) de cocaína com intervalos de 60 minutos, durante os quais a atividade locomotora foi avaliada. Após a análise comportamental, os animais foram eutanasiados por decapitação para a remoção do encéfalo e dissecação do estriado, CPF e hipocampo, regiões cerebrais cruciais para o processo fisiopatológico da farmacodependência. Componentes do sistema dopaminérgico (receptores D1 e D2) e colinérgico muscarínico (M1-M5 mAChRs, ChAT, VAChT e AChE) foram avaliados por Immunoblotting. O sangue dos animais foi coletado para a realização das dosagens de cocaína e benzoeilecgonidina por UPLC-MS/MS. O desempenho locomotor total dos animais tratados com cocaína foi superior ao dos animais controle. O grupo tratado com escalonamento de dose desenvolveu sensibilização comportamental aos efeitos psicoestimulantes da cocaína no segundo dia de tratamento e, a partir dele, a atividade locomotora total manteve a mesma magnitude. Além disso, conforme o aumento da dose, os animais mantiveram um nível de atividade superior ao basal, mesmo após o término do experimento. As análises de Immunoblotting mostraram alterações dopaminérgicas e colinérgicas. No estriado observou-se redução da densidade de D2R após o tratamento de 14 dias e aumento na densidade de M3 mAChR após o tratamento agudo. Já no hipocampo observou-se redução de D1R e aumento de D2R, M1 e M5 mAChR após o tratamento crônico; e um aumento na densidade de M3 mAChR após o tratamento agudo. No CPF, foi evidenciada redução de M3 e de M5 mAChR após o tratamento cônico de 14 dias. Em relação às moléculas colinérgicas, observou-se, após o tratamento crônico, aumento da quantidade de ChAT em todas as estruturas estudadas. Além disso, VAChT mostrou-se aumentado no hipocampo após ambos os tratamentos. As dosagens plasmáticas revelaram a presença de 20,38 ± 3,4 ng/mL de cocaína e 224,6 ± 24,02 ng/mL de benzoilcgonina (BZE) nos animais do grupo agudo e, nos do grupo crônico, 62,26 ± 10,56 ng/mL e 375,1 ± 25,62 ng/mL de cocaína e BZE respectivamente. / Drug addiction is a chronic releapsing disorder characterized by the loss of control in limiting drug intake. As the drug use persists, anatomical, physiological and neurochemical changes occur in the central nervous system (CNS), which may lead to the development of compulsive behaviors. The neurobiology of this process is complex and involves mechanisms of plasticity in different neurotransmitter systems. The main one is the mesocorticolimbic dopaminergic system, composed by neurons from the ventral tegmental area (VTA) that projects to the nucleus accumbens (NAc), which is directly related to motivation and reward processes. However, just dopamine is not enough to elucidate the complexity of the disease, leading to the comprehension of another neurotransmitters system involved. It is known that the cholinergic system is involved in different neuropsychiatric disorders, including drug addiction. Furthermore, cholinergic muscarinic receptors (mAChRs) are densely present in limbic regions, where acetylcholine and dopamine interact by neuromodulation. Considering that, the aim of this study was to evaluate the existence of neuroadaptative changes in the cholinergic muscarinic system induced by cocaine in a compulsive-like behavior model in mice. Swiss-Webster adult male mice received 3 daily injections (i.p) of cocaine or saline, with a 60-min interval among them, either acutely (acute binge paradigm) or for 14 consecutive days (escalating dose binge paradigm). The locomotor activity was monitored in the open field during 60 min, in 5 min bins, after each injection. After behavioral analysis animals were euthanized by decapitation and the brain regions of striatum, hippocampus and prefrontal cortex, involved in the pathophysiology of addiction were dissected. Dopaminergic receptors (D1R and D2R), cholinergic muscarinic receptors (M1-M5 mAChRs), choline acetylytransferase (ChAT), acetylcholine vesicular transporter and acetylcholinesterase (AChE) were quantified by Immunoblotting. Blood samples were collected with heparin and plasma was separated and stored with 2% sodium fluorite at -80ºC for cocaine and benzoilecgonine quantification by UPLC-MS/MS. In the open field, animals treated with cocaine showed an increase in locomotor activity compared to control. Cocaine induced behavioral sensitization, in the escalating dose group on day 2, and after that the locomotor activity had the same magnitude until day 14th. These animals also kept the locomotor activity elevated even after the last injection. Immunobltting shows dopaminergic and cholinergic changes. An increase in M3 was observed in both hippocampus and striatum of animals acutely treated. After 14 days, there was an increase in M1, M5 and D2 and a decrease in D1 in hippocampus. There was also a decrease in D2 in the striatum; and finally, there was a decrease in M5 and M3 in the prefrontal cortex. ChAT densities were higher in all regions after the chronic treatment. Besides that, VAChT were higher in the hippocampus after both acute and chronic treatments. UPLC-MS/MS for cocaine and benzoilecgonine demonstrated the presence of 20,38 ± 3,4 ng/mL of cocaine and 224,6 ± 24,02 ng/mL of BZE in the acute binge group; and, 62,26 ± 10,56 ng/mL and 375,1 ± 25,62 ng/mL of cocaine and BZE, respectively in the escalating dose animals.

A farmacodependência é considerada uma doença crônica e sujeita à recaídas, na qual o indivíduo perde o controle sob a utilização de determinada droga de abuso. Conforme o usuário persiste com o uso da droga, ocorrem alterações anatômicas, fisiológicas e neuroquímicas no sistema nervoso central (SNC), as quais podem culminar no desenvolvimento de um comportamento compulsivo. A neurobiologia deste processo é complexa e envolve mecanismos de plasticidade em diferentes sistemas neurotransmissores. O principal deles é o sistema mesocorticolímbico dopaminérgico, constituído por neurônios da área ventral do tegmento mesencefálico (VTA) que se projetam para o núcleo accumbens (NAc) e ao córtex pré-frontal (CPF), diretamente relacionado aos processos motivação e recompensa. Contudo, o mesmo não é suficiente para elucidar a complexidade da doença, o que levou ao entendimento da presença de outros sistemas neurotransmissores neste processo. Sabe-se que o sistema colinérgico muscarínico está diretamente envolvido em diferentes doenças neuropsiquiátricas, incluindo a farmacodependência. Além disso, os receptores colinérgicos muscarínicos (mAChRs) estão densamente presentes em regiões límbicas, onde acetilcolina e dopamina interagem por neuromodulação. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi investigar as possíveis alterações plásticas no sistema colinérgico muscarínico resultantes de tratamentos com cocaína que mimetizaram o consumo compulsivo humano. Para tanto, foram realizados ensaios comportamentais com camundongos Swiss machos adultos em campo aberto, tratados durante um (acute binge paradigm, 30 mg/kg) ou 14 dias (escalating dose binge paradigm, 15 - 30 mg/kg) com cocaína. Os animais receberam 3 injeções intraperitoneais (i.p.) de cocaína com intervalos de 60 minutos, durante os quais a atividade locomotora foi avaliada. Após a análise comportamental, os animais foram eutanasiados por decapitação para a remoção do encéfalo e dissecação do estriado, CPF e hipocampo, regiões cerebrais cruciais para o processo fisiopatológico da farmacodependência. Componentes do sistema dopaminérgico (receptores D1 e D2) e colinérgico muscarínico (M1-M5 mAChRs, ChAT, VAChT e AChE) foram avaliados por Immunoblotting. O sangue dos animais foi coletado para a realização das dosagens de cocaína e benzoeilecgonidina por UPLC-MS/MS. O desempenho locomotor total dos animais tratados com cocaína foi superior ao dos animais controle. O grupo tratado com escalonamento de dose desenvolveu sensibilização comportamental aos efeitos psicoestimulantes da cocaína no segundo dia de tratamento e, a partir dele, a atividade locomotora total manteve a mesma magnitude. Além disso, conforme o aumento da dose, os animais mantiveram um nível de atividade superior ao basal, mesmo após o término do experimento. As análises de Immunoblotting mostraram alterações dopaminérgicas e colinérgicas. No estriado observou-se redução da densidade de D2R após o tratamento de 14 dias e aumento na densidade de M3 mAChR após o tratamento agudo. Já no hipocampo observou-se redução de D1R e aumento de D2R, M1 e M5 mAChR após o tratamento crônico; e um aumento na densidade de M3 mAChR após o tratamento agudo. No CPF, foi evidenciada redução de M3 e de M5 mAChR após o tratamento cônico de 14 dias. Em relação às moléculas colinérgicas, observou-se, após o tratamento crônico, aumento da quantidade de ChAT em todas as estruturas estudadas. Além disso, VAChT mostrou-se aumentado no hipocampo após ambos os tratamentos. As dosagens plasmáticas revelaram a presença de 20,38 ± 3,4 ng/mL de cocaína e 224,6 ± 24,02 ng/mL de benzoilcgonina (BZE) nos animais do grupo agudo e, nos do grupo crônico, 62,26 ± 10,56 ng/mL e 375,1 ± 25,62 ng/mL de cocaína e BZE respectivamente. / Drug addiction is a chronic releapsing disorder characterized by the loss of control in limiting drug intake. As the drug use persists, anatomical, physiological and neurochemical changes occur in the central nervous system (CNS), which may lead to the development of compulsive behaviors. The neurobiology of this process is complex and involves mechanisms of plasticity in different neurotransmitter systems. The main one is the mesocorticolimbic dopaminergic system, composed by neurons from the ventral tegmental area (VTA) that projects to the nucleus accumbens (NAc), which is directly related to motivation and reward processes. However, just dopamine is not enough to elucidate the complexity of the disease, leading to the comprehension of another neurotransmitters system involved. It is known that the cholinergic system is involved in different neuropsychiatric disorders, including drug addiction. Furthermore, cholinergic muscarinic receptors (mAChRs) are densely present in limbic regions, where acetylcholine and dopamine interact by neuromodulation. Considering that, the aim of this study was to evaluate the existence of neuroadaptative changes in the cholinergic muscarinic system induced by cocaine in a compulsive-like behavior model in mice. Swiss-Webster adult male mice received 3 daily injections (i.p) of cocaine or saline, with a 60-min interval among them, either acutely (acute binge paradigm) or for 14 consecutive days (escalating dose binge paradigm). The locomotor activity was monitored in the open field during 60 min, in 5 min bins, after each injection. After behavioral analysis animals were euthanized by decapitation and the brain regions of striatum, hippocampus and prefrontal cortex, involved in the pathophysiology of addiction were dissected. Dopaminergic receptors (D1R and D2R), cholinergic muscarinic receptors (M1-M5 mAChRs), choline acetylytransferase (ChAT), acetylcholine vesicular transporter and acetylcholinesterase (AChE) were quantified by Immunoblotting. Blood samples were collected with heparin and plasma was separated and stored with 2% sodium fluorite at -80ºC for cocaine and benzoilecgonine quantification by UPLC-MS/MS. In the open field, animals treated with cocaine showed an increase in locomotor activity compared to control. Cocaine induced behavioral sensitization, in the escalating dose group on day 2, and after that the locomotor activity had the same magnitude until day 14th. These animals also kept the locomotor activity elevated even after the last injection. Immunobltting shows dopaminergic and cholinergic changes. An increase in M3 was observed in both hippocampus and striatum of animals acutely treated. After 14 days, there was an increase in M1, M5 and D2 and a decrease in D1 in hippocampus. There was also a decrease in D2 in the striatum; and finally, there was a decrease in M5 and M3 in the prefrontal cortex. ChAT densities were higher in all regions after the chronic treatment. Besides that, VAChT were higher in the hippocampus after both acute and chronic treatments. UPLC-MS/MS for cocaine and benzoilecgonine demonstrated the presence of 20,38 ± 3,4 ng/mL of cocaine and 224,6 ± 24,02 ng/mL of BZE in the acute binge group; and, 62,26 ± 10,56 ng/mL and 375,1 ± 25,62 ng/mL of cocaine and BZE, respectively in the escalating dose animals.