L’àcid 3-nitropropiònic (3NP) és una toxina d’origen vegetal la ingesta de la qual produeix, en humans, una síndrome neurològica que presenta una simptomatologia similar a la de la malaltia de Huntington (MH). Injectada a rosegadors o primats, la toxina s’ha utilitzat per desenvolupar models animals de la MH, ja que els produeix lesions similars a les observades a l’esmentada malaltia, consistents en una afectació específica del cos estriat del seus cervells. A nivell bioquímic, aquesta molècula inhibeix de forma irreversible la succinat deshidrogenasa mitocondrial, i per tant el complex II de la cadena respiratòria. Això provoca una disminució a la producció d’ATP, punt de posada en marxa dels mecanismes d’excitotoxicitat secundària i de producció d’espècies reactives d’oxigen i per tant, de l’estrès oxidatiu, que porten a l’activació de diferents vies metabòliques de la neurona responsables de la seva mort, com són la necrosi o l’apoptosi mediades per l’activació de calpaïnes i caspases respectivament. Pel que fa a l’apoptosi, es pensa que la reactivació del cicle cel•lular podria estar involucrada en la seva activació. Reforçant aquesta idea, nombrosos estudis han detectat activació de diferents proteïnes reguladores del cicle cel•lular en teixit post mortem de pacients afectats de malalties neurodegeneratives. Per altra banda, el 3NP produeix alteracions a la permeabilitat de la barrera hematoencefàlica (BHE) dels rosegadors tractats i, recentment, s’ha vist que un dels mecanismes que pot estar implicat en aquest fet és la digestió per part de la gelatinasa MMP-9. Així, els objectius d’aquesta tesi consisteixen en estudiar la possible participació de la reactivació del cicle cel•lular en la neurodegeneració induïda en rates per l’administració del 3NP, i per altra banda caracteritzar les alteracions de la permeabilitat de la BHE i el paper que les gelatinases MMP-2 i MMP-9 i altres tipus cel•lulars com astròcits i micròglia hi poden jugar. Pel que fa al primer objectiu, s’ha vist que, tot i que s’ha detectat l’activació d’elements del cicle cel•lular a la lesió dels animals tractats, la reactivació del cicle cel•lular no intervé en la posada en marxa de la neurodegeneració provocada per la toxina, i s’ha arribat a la conclusió que l’expressió d’aquests elements pot estar relacionada amb una resposta tardana encaminada a la supervivència cel•lular. A partir d’aquí, s’han estudiat diferents proteïnes que poden estar relacionades amb la mort neuronal, com ATM, p53, Akt i GSK3beta. Els resultats que s'han obtingut en aquest cas indiquen que la pèrdua de la forma activa de l’Akt i la inhibició de la GSK3beta poden estar relacionades amb la neurodegeneració induïda pel 3NP. Pel que fa a l’estudi de les alteracions de la BHE, s’ha observat que, a la zona lesionada dels animals tractats amb 3NP, hi ha una gran alteració dels seus components com són les cèl•lules endotelials, la proteïna de les unions estretes ZO-1 i la laminina, component bàsic de la membrana basal dels vasos. Finalment, s’ha comprovat que la MMP-9 i la micròglia reactiva juguen un paper destacat a la degradació de la microvasculatura cerebral afectada per l’administració del 3NP. / 3-nitropropionic acid (3-NPA) is a natural toxin that provokes, in humans, a neurological symptomatology which is similar to that observed in Huntington’s disease (HD). When injected to rodents or primates, it produces cerebral lesions, mainly located in their striata, which are similar to those observed in the brains of HD patients. 3-NPA irreversibly inhibits mitochondrial succinate dehidrogenase, which in turn causes a decrease in ATP production that triggers secondary excitotoxicity and reactive oxygen species production. These events lead neurons to their death by necrosis or apoptosis. It has been suggested that cell cycle re-entry may be involved in the activation of the apoptotic cascade. Reinforcing this, the activation of different cell cycle elements has been detected in post mortem brains of pacients affected by neurodegenerative diseases. Furthermore, blood brain barrier (BBB) disfunction has been detected in rodents administrated with 3-NPA, and it has been recently proposed that matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) is involved in this process. The main objectives of this work were to study the role of cell cycle re-entry in the striatal neurodegeneration induced by 3-NPA and to characterize the alterations of BBB permeability. Regarding BBB impairment, the role of MMP-2 and MMP 9 and other cellular types such as astrocytes and microglia was considered. Although activation of G1 phase cell cycle elements was detected in the striatal lesion of 3-NPA treated rats, it was concluded that cell cycle re-entry was not involved in the activation of the neurodegenerative process, but it might be related to a late survival response. Moreover, it was shown that the loss of the active form of Akt and the inhibition of GSK3beta might be linked to the striatal neurodegeneration induced by 3-NPA. Furthermore, severe alterations in the permeability of the BBB and in the staining pattern of some of its components such as endothelial cells, tight junctions and basement membrane were detected in the striatal lesion of treated rats. Finally, gelatinolytic activity, which was mainly attributed to MMP-9, and reactive microglia were profusely detected around the injured vessels in the striatal lesion of 3-NPA, indicating that they might play a determinant role in BBB disruption in this model

La 3,4-metilendioximetamfetamina (MDMA, èxtasi) i el cannabis són dues drogues les quals es consumeixen conjuntament de manera habitual. Malgrat que tots dos compostos presenten propietats reforçant i potencial addictiu, també tenen propietats farmacològiques oposades. La MDMA es una droga psicoestimulant, la qual causa hiperlocomoció, hipertèrmia, resposted de tipus asiogènic i neurotoxicitat. Per altra banda el Δ9-tetrahydrocannabinol (THC), principal compost psicoactiu del cannabis, posseeix efectes relaxants, hipolocomotors, hipotèrmics i neuroprotectors. Els efectes de la MDMA i el THC al sistema nerviós central es troben mediats per dos mecanismes notablement diferents. La MDMA augmenta els nivells extracel·lulars de dopamina i serotonina, mentre que el THC produeix l'activació del receptor cannabinoide CB1. Cal destacar a més que les interaccions entre els sistemes monoaminèrgic i endocannabinoide s'observa de manera freqüent en l'organisme.En el present estudi hem explorat la implicació del sistema endocannabinoide i la MDMA en diversos aspectes. Per una banda el receptor cannabinoide CB1 juga un important paper en els efectes hiperlocomotors i hipertèrmics, i en les respostes de tipus ansiogènic produïdes per la MDMA. Curiosament, encara que el receptor CB1 no participa en els efectes recompensants primaris de la MDMA, és imprescindible per que tinguin lloc els seus efectes reforçants. Així mateix, l'alliberació de serotonina per part de la MDMA redueix de manera dosi-depenent la simptomatologia física causada pel síndrome d'abstinència a cannabinoides precipitada per un antagonista del receptor CB1. Finalment, el tractament amb THC era capaç de prevenir la hipertèrmia, activació glial, estrès oxidatiu i pèrdua de terminals causada per la MDMA. Com a conseqüència el THC exerceix un efecte neuroprotector contra la neurotoxicitat induïda per la MDMA. / 3,4-methylenedioximethamphetamine (MDMA, ecstasy) and cannabis are two drugs frequently consumed in combination. Despite both compounds have rewarding properties and abuse liability, they show opposite pharmacological properties. On the one hand, MDMA is a psychostimulant drug with hyperlocomotor, hyperthermic, anxiogenic-like and neurotoxic effects. On the other hand, Δ9-tetrahydrocannabinol (THC), the main psychoactive compound of cannabis, has relaxant, hypolocomotor, hypothermic and neuroprotective properties. The effects of MDMA and THC in the central nervous system are mediated by two different mechanisms. MDMA enhances the extracellular levels of dopamine and serotonin, whereas THC activates the CB1 cannabinoid receptor. Likewise, interactions between the monoaminergic and the endogenous cannabinoid system have been frequently observed.In the current study, we explored the involvement of CB1 cannabinoid receptor on the hyperlocomotor, hyperthermic, anxiogenic-like, rewarding and reinforcing effects of MDMA. We also studied the effect of acute and chronic administration of MDMA on rimonabant-precipitated THC withdrawal syndrome. Furthermore, we explored the neuroprotective effects of THC on MDMA-induced neurotoxicity.As a result of this study we may conclude that endocannabinoid system and MDMA interact in a wide variety of aspects. CB1 receptor plays an important role on the hyperlocomotor, hyperthermic, and anxiogenic-like effects of MDMA. Interestingly, CB1 receptor is essential for the reinforcing but not the primary rewarding properties of MDMA. In addition, the release of serotonin by MDMA dose-dependently reduced the severity of THC withdrawal syndrome triggered by a CB1 antagonist. Finally, pretreatment with THC prevented the hyperthermia, glial activation, oxidative stress and terminal loss caused by MDMA. Consequently, THC exerts a neuroprotective effect against MDMA-induced neurotoxicity.