Effetti della somministrazione di antipsicotici sull’espressione regionale cerebrale di geni immediati precoci (IEG)

Effects of the administration of antipsychotic drugs on the regional brain expression of immediate early genes (IEGs)

G.D. Kotzalidis, A. Facchi, L. Tarsitani, P. Pancheri

III Clinica Psichiatrica, Universit� di Roma �La Sapienza�

Key words: Schizophrenia • Drug therapy • Schizophrenia, pathophysiology • Schizophrenia, animal models • Schizophrenia, aetiology (etiology) • Neuroleptic drugs (major tranquillisers/tranquilizers) • Atypical antipsychotics • Immediate early genes • C-fos • Wingless pathway, Wnt-1 • Beta-catenin • Transcription factors

Correspondence: dott. Giorgio D. Kotzalidis, III Clinica Psichiatrica, Universit� di Roma �La Sapienza�, Viale dell’Universit� 30, 00185 Roma, Italy.

Introduzione

I neurolettici si sono dimostrati efficaci nel trattamento dei disturbi psicotici, ma il meccanismo d’azione non � stato ancora completamente spiegato. La teoria dopaminergica fu formulata alla met� degli anni Sessanta sulla base degli effetti dei farmaci neurolettici sul turnover della dopamina; negli anni Settanta, con la caratterizzazione dei recettori dopaminergici, si scopr� che i farmaci neurolettici agivano bloccando questi recettori, i quali avevano effetti diversi sui secondi messaggeri. In particolare, i recettori denominati D1 aumentavano il 3’,5’-adenosinmonofosfato ciclico (cAMP), mentre quelli denominati D2 lo riducevano o non lo influenzavano. Quindi si � passati a considerare nell’azione dei neurolettici la trasduzione del messaggio recettoriale da parte del secondo messaggero. Con il progredire delle conoscenze si � arrivati nei nostri giorni all’anello nucleare della catena trasduttiva ed attualmente la tendenza pi� recente � quella di considerare l’effetto del blocco recettoriale indotto dal farmaco antipsicotico sulla trascrizione genica a livello nucleare come importante nella sua azione clinica. Successivamente venne compresa l’importanza della regione in cui i farmaci antipsicotici influenzano la trascrizione genica (Tab. I) (1)(88). Si scopr� cos� che differenze nell’effetto clinico che non si potevano spiegare sulla base delle affinit� di legame recettoriale potevano trovare una spiegazione sulla base dell’area in cui il farmaco � efficace nell’indurre modificazioni nella trascrizione genica e ci� ha consentito di differenziare gli antipsicotici in farmaci a maggiore o minore selettivit� mesocorticale, limbica o striatale (e ci� ha risvolti pratici ove si consideri il potenziale di induzione di effetti extrapiramidali o gli effetti sulla sintomatologia negativa o disorganizzativa, visto che la schizofrenia, da malattia rigidamente sottotipizzata, � venuta ad essere concepita come plurifattoriale o, come � pi� di moda attualmente, ad essere considerata sotto un’ottica dimensionale).

Si ipotizza che alla base della plasticit� neurale indotta dai farmaci psicotropi, alla quale viene accreditato il beneficio sintomatologico, si verifichi una modificazione dell’espressione del DNA neuronale in alcune aree cerebrali. Verrebbe quindi stimolata la trascrizione di alcuni geni ed in questo modo si indurrebbero alterazioni funzionali del neurone. I geni immediati precoci (IEG, immediatly early genes) sono rapidamente e transitoriamente attivati a livello del SNC attraverso stimoli diversi, quali i farmaci che inducono la formazione dell’cAMP o dell’inositolotrifosfato o l’incremento del calcio intraneuronale (89). Tale dato ha fatto ipotizzare che l’espressione degli IEG c-fos e jun possa essere considerata un potenziale marcatore dell’attivazione del neurone (90).

Vi sono vari stimoli fisiologici (come ad esempio gli ormoni) e farmacologici in grado di regolare l’espressione dei geni a livello cellulare. Tutte le cellule dell’organismo (eccetto quelle germinali) possiedono le stesse informazioni genetiche e ci� che le distingue � rappresentato da differenze qualitative e quantitative dell’espressione genica. Infatti in alcune cellule l’espressione di alcuni geni � soppressa, mentre in altre tale evento si verifica in modo differenziato in relazione alle diverse funzioni cellulari. Il processo di trascrizione del DNA porta alla formazione di mRNA grazie al posizionamento stereospecifico di una RNA-polimerasi. Esistono elementi detti cis-regolatori capaci di modulare il sito del DNA al cui livello si verifica l’attacco di una RNA-polimerasi e dai quali dipende l’efficienza del processo trascrizionale. Tali elementi comprendono regioni promoter ed enhancer; le prime sono le pi� vicine alla sede d’inizio della trascrizione. I fattori cis-regolatori fungono a loro volta da siti d’attacco per i fattori di trascrizione da cui vengono a loro volta attivati o inibiti. Vari stimoli sono in grado di modulare il processo di trascrizione dal DNA al RNA, ma l’elemento comune rimane la produzione e/o l’attivazione di fattori di trascrizione (91) (92). Tra i fattori di trascrizione si annoverano gli IEG, tra i quali i pi� studiati sono quelli delle famiglie Fos e Jun.

Questi geni sono definiti anche oncogeni (geni trasformanti), cio� sequenze di acido nucleico che, una volta attivate a partire da protoncogeni, codificano per una proteina (abnorme in quantit� e/o qualit�) coinvolta nella trasformazione di una cellula normale in cellula tumorale in vitro o, in vivo, nella comparsa di tumori nelle specie animali sensibili (93) (94); in tale attivit� possono agire in cooperazione tra loro o con altri geni cellulari o con processi biologici (95). Gli oncogeni sono stati identificati in retrovirus capaci di provocare neoplasie dopo un breve periodo di latenza dall’inoculazione e nel materiale genetico ottenuto da DNA proveniente da cellula tumorale e trasferito quindi in cellule mantenute in coltura. Gli oncogeni possono essere il risultato dell’integrazione di particolari retrovirus nel genoma cellulare normale in un locus preciso, inducendo cos� la trasformazione cellulare. Queste modificazioni cellulari coinvolgono geni specifici che esercitano funzioni strettamente collegate alla divisione, alla crescita ed alla differenziazione cellulare. Tuttavia i geni trasformanti sono geni cellulari normali che hanno il potenziale di diventare oncogeni dopo essere stati attivati da retrovirus trasformanti, da mutazioni o da riarrangiamenti del DNA (94). In particolare l’oncogene fos, analogamente agli oncogeni ras e myc, � detto ubiquitario poich� non presenta alcuna specificit� n� di tessuto, n� di tumore, n� di stimolo cancerogeno sia nell’uomo che negli animali, sebbene esso sia comunque ben rappresentato nei tumori dell’ovaio ed in quelli del tubo digerente (95). I protoncogeni Fos e Jun possono essere indotti da cascate a partenza sia da recettori del tipo delle tirosinchinasi, sia da MAP-chinasi (Erk), che da recettori associati a proteine G, come i classici recettori per neurotrasmettitori (96).

La comprensione e la definizione del ruolo degli oncogeni nella trasformazione della cellula normale ha consentito un ulteriore approfondimento dei processi che stanno alla base delle funzioni cellulari sia normali che patologiche. � stato, infatti, possibile costruire un modello ed avere una visione pi� unitaria dell’interazione tra un ligando e lo specifico recettore e dei processi che a cascata vengono in tal modo attivati all’interno della cellula.

Trasduzione dei messaggi chimici nel sistema nervoso centrale: dal recettore al gene

I messaggi chimici autocrini, paracrini, endocrini o nervosi possono essere costituiti da sostanze lipofile o idrofile. Le prime (come ad esempio, gli steroidi) attraversano le membrane cellulari e si legano su recettori citoplasmatici o nucleari, mentre le seconde si legano su recettori esposti sulla membrana plasmatica; comunque agiscano, queste sostanze innescano, una volta legate sui loro recettori, una catena di eventi che porta a modificazioni nel metabolismo cellulare, indirizzandolo verso la produzione di alcune sostanze piuttosto che altre, o verso la replicazione cellulare piuttosto che verso una fase quiescente. Varie fosforilazioni di proteine, movimenti ionici, sintesi di sostanze attraverso regolazioni dell’espressione genica fanno da intermediario tra messaggio intercellulare e modificazione finale della funzione cellulare. I geni immediati precoci sono solo uno degli anelli di una catena complessa che porta a pi� mete contemporaneamente ed il cui pattern dipende pi� o meno dallo stato di funzionamento al momento del legame recettoriale. Attualmente non conosciamo molti passi successivi all’incremento dell’espressione genica immediata precoce; in particolare, per il c-fos sappiamo che stimola il prodotto di almeno cinque geni, che codificano per un altro fattore trascrizionale, il FRA-1, per una proteina che viene successivamente escreta dalla cellula, la Fit-1, per un enzima deputato alla biosintesi, l’ODC, e per due proteine associate alle membrane, l’annessina II e l’annessina V (97). Conseguenza della produzione di queste molecole � che vengono attivati un ampio numero di segnali nell’ambito delle vie delle protein chinasi A e C, con alla fine inibizione dei cAMP responsive elements (CRE) che pone fine, con un meccanismo di retroazione negativa, all’amplificazione del segnale Fos (98). Naturalmente, possiamo ipotizzare che tutte queste molecole partecipino insieme ad altre a processi coordinati che hanno a che vedere con la direzione del metabolismo cellulare o elicitino anche la formazione di altre molecole ancora che si integrano in questo sistema di controllo della proliferazione cellulare, ma la concatenazione precisa di tutti gli eventi � ancora da scoprire. La conoscenza di questi passi potrebbe chiarire alcuni aspetti importanti della modalit� di comunicazione tra cellule e, nel campo specifico della schizofrenia, potrebbe fornire qualche spiegazione per la disfunzione neuronale presente in questa malattia. In particolare, la scoperta di un eventuale deficit generalizzato di elaborazione della comunicazione intercellulare farebbe pensare ad un gene che funziona in modo difettoso dappertutto nel paziente schizofrenico ed il cui malfunzionamento si estrinseca solo quando vi � richiesta di funzioni che nella schizofrenia si svolgono in modo inadeguato; le varie teorie genetiche seguono un modello eziopatogenetico di questo tipo. Oppure, vi potrebbe essere un difetto settoriale (solo in alcuni neuroni e secondariamente ad un mancato sviluppo di comunicazioni tra neuroni in sedi precise, come tra lo striato-accumbens, l’ippocampo, il talamo e la corteccia prefrontale, in tempi prestabiliti) che risulterebbe in un’alterazione della circuitazione cerebrale; in tal caso, un’alterata espressione genomica confinata all’interno di alcune popolazioni neuronali determinerebbe i sintomi della schizofrenia, spostando la funzionalit� neuronale verso l’eccessiva attivazione limbica ad esempio, o l’ipofunzionamento corticale. Questa sarebbe l’idea che sta dietro le teorie del difettoso neurosviluppo nella schizofrenia. Per ognuno di questi gruppi di teorie esistono dati a favore e dati contrari ed inoltre, questi due gruppi, come anche il gruppo delle teorie neurodegenerative, non sono reciprocamente esclusive o incompatibili tra di loro.

L’azione dei farmaci e l’importanza del sito d’azione

In acuto la somministrazione di aloperidolo per via iniettiva induce un moderato aumento dell’espressione di c-fos a livello dello striato e la comparsa di effetti collaterali extrapiramidali (99). Gli effetti extrapiramidali sembrano dovuti, infatti, all’azione a livello dello striato dorsolaterale, al cui livello avrebbero scarso effetti gli antipsicotici atipici (100), che tra l’altro si sono dimostrati meno efficaci nell’indurre il c-fos nella suddetta area (3) in ragione della loro scarsa attivit� sui recettori D2.

A livello dello striato dorsale i composti agonisti dei recettori dopaminergici D1 inducono un aumento dell’espressione del c-fos, mentre la riducono gli agonisti dei recettori D2; quest’ultimo effetto si verifica a livello del nucleus accumbens e dello striato ventrale in seguito alla stimolazione dei recettori della famiglia dei recettori dopaminergici D2 (D2,3,4), dove peraltro, la stimolazione dei recettori D1 induce il c-fos (101). Infatti l’aloperidolo, la raclopride e la clozapina aumentano l’espressione del c-fos attraverso la stimolazione dei recettori del gruppo D1, a differenza della D-amfetamina e del CY 208-243 che producono lo stesso effetto attraverso la stimolazione dei recettori D1 (101) (Fig. 1). L’aloperidolo induce un marcato aumento del c-fos a livello dello striato laterale, pi� ridotto a livello dello striato mediale ed ancora minore a livello del nucleus accumbens (102). L’olanzapina, la clozapina ed il sertindolo inducono l’espressione del c-fos a livello della corteccia prefrontale e del nucleo settale laterale ed, analogamente al risperidone, in misura minore a livello dello striato mediale e laterale (102). Il rapporto tra l’induzione del c-fos a livello della corteccia prefrontale mediale e l’induzione a livello dello striato dorsolaterale � maggiore per i neurolettici atipici clozapina, sertindolo e NNC 22-0031 (attraverso il blocco dei recettori D4) rispetto all’aloperidolo (21).

Il recettore dopaminergico D, una volta attivato, essendo accoppiato ad una proteina G stimolatrice (Gs), induce la formazione di cAMP (secondo messaggero); il contrario si verifica nel caso della stimolazione del recettore dopaminergico D2 che invece � accoppiato con la proteina G inibitrice (Gi). Il cAMP si lega ad elementi regolatori cis-agenti, definiti elementi di risposta al cAMP (CRE) che sono localizzati in specifici geni (91). Il CRE si lega ad elementi amplificatori della risposta al legame neurolettico-recettore (fattori sierici, il cAMP, e ioni calcio) e si porta nel nucleo dove si lega al Fos-promoter; inducendo in tal modo l’attivazione di un particolare elemento regolatore del DNA, si attiva la formazione del mRNA del fos da cui si formeranno le proteine Fos a livello citoplasmatico (103) (Fig. 2).

Esistono vari IEG del gruppo fos, il c-fos, fosB, fra 1, ed il fra 2 che codificano rispettivamente per le proteine Fos, FosB e D-FosB, Fra-1 e FRA-2 (Fos-related antigens, le cui espressioni �croniche� sono state successivamente identificate come isoforme del DfosB (104)); mentre vi sono tre geni della famiglia jun, c-jun, Jun-B e Jun-D che codificano per le proteine Jun, JunB e JunD.

Il gene c-fos codifica la fosfoproteina, Fos, che agisce come fattore di regolazione della trascrizione genica e viene considerato un marcatore dell’attivit� di alcuni neuroni (90). Esistono almeno tre geni che costituiscono il gruppo di IEG jun e codificano per proteine strutturalmente correlate che sono trasportate nel nucleo dove si legano con altre proteine Fos e Jun correlate per formare il complesso omo od eterodimerico, noto come AP-1 (proteina attivatrice 1), coinvolto nella regolazione di un �gene bersaglio� che contiene un sito cui si lega (105). L’AP-1 � un fattore post-trascrizionale della classe bZIP, che si lega al DNA grazie alla presenza di un dominio (ricco di aminoacidi basici) localizzato all’estremit� carbossi-terminale della proteina (106). L’AP-1 ha affinit� diverse per lo stesso composto cis-regolatore e ci� viene messo in relazione con il fatto che le proteine Jun differiscono per la sequenza aminoacidica dell’estremit� N-terminale che costituisce la parte coinvolta nel processo di attivazione della trascrizione genica (51). Il complesso avr� un effetto attivante la trascrizione del DNA se composto da una proteina Fos e da una proteina Jun, mentre nel caso sia costituito da due proteine Jun, il complesso AP1 eserciter� un effetto d’inibizione del processo (14). L’AP-1 �, quindi, un fattore variamente composto da diverse proteine Fos e Jun correlate la cui espressione � indotta dalla somministrazione dei neurolettici (41) (Fig. 3).

In studi sperimentali eseguiti su animali � stato rilevato un aumento dell’attivit� di legame di AP-1 al DNA in misura dose dipendente in seguito alla somministrazione di aloperidolo, (-)-sulpiride o SCH-23390 (antagonista selettivo dei recettori D1) in acuto (41).

Studi autoradiografici eseguiti su cervello di ratto hanno mostrato che in seguito alla somministrazione di aloperidolo, la maggior parte dei granuli perineuronali positivi per Fos a livello dello striato e molti a livello del nucleus accumbens e del nucleo settale laterale risulta positiva per il mRNA delle encefaline, mentre solo alcuni esprimono il mRNA della dinorfina (68) (Fig. 4). La stimolazione dei recettori D1 (attraverso il SKF 38393) induce l’espressione del c-fos, invece, l’antagonismo dei recettori adenosinici A2A (attraverso il composto SCH 58261) non esercita effetti significativi nello striato dorsolaterale; tuttavia, l’associazione dei due composti aumenta tale espressione oltre il livello ottenuto in seguito alla sola stimolazione dei D1; nessun effetto � stato ottenuto in seguito alla somministrazione del DPCPX, antagonista A1 (107). Il blocco dei recettori dopaminergici D1 non altera l’espressione del c-fos operata dall’aloperidolo da parte dei neuroni striatali, il cui numero viene ridotto alla met� in seguito all’antagonismo dei recettori A2A (108). L’espressione del Fos, secondaria al blocco dei recettori D2, sembra mediata in parte dall’attivazione dei recettori A2A ad opera dell’adenosina ed in parte dall’attivazione dei recettori NMDA da parte del glutammato (108), a testimonianza della grande complessit� delle interazioni tra sistemi adenosinergici, dopaminergici e glutamatergici in varie sedi cerebrali (108)(112) (Fig. 5).

I farmaci antipsicotici inducono aumenti persistenti del c-fos solamente in alcuni nuclei cerebrali. Nel ratto l’aloperidolo induce in cronico l’espressione del c-fos a livello del nucleo settale laterale, mentre la clozapina lo induce a livello del nucleus accumbens e dell’isola maggiore del Calleja (9). Nel ratto e nella scimmia la somministrazione in cronico di un agonista dei recettori D1 induce un aumento persistente di proteine DFos-simili (14). Questo effetto � a carico dei soli neuroni GABA/Sostanza P/dinorfinergici strionigrali ed � pi� accentuato nella parte controlaterale alla lesione da denervazione delle fibre nigrostriatali con 6-idrossidopamina (6-OHDA) dopo trattamento cronico con un agonista dei recettori D1, il CY 208-243, che ha prodotto un aumento dell’espressione del fosB e quindi del DfosB in questi neuroni (14) (Fig. 6). Sembra che il c-fos nello striato possa essere indotto attraverso due meccanismi che inducono questo IEG in modo differenziale nei neuroni strio-nigrali (che sono GABAergici e co-rilasciano anche sostanza P e dinorfina) e striopallidali (che sono anch’essi GABAergici, ma che co-rilasciano encefaline): i primi sono sotto il controllo di meccanismi D1, A1 e NMDA, mentre i secondi sono sotto il controllo di meccanismi D2, A2A e NMDA; l’attivazione dei recettori D1, in concertazione con l’attivazione di recettori NMDA, aumenterebbe l’immunoreattivit� Fos-simile in neuroni GABA/peptidergici nello striato-accumbens (113), mentre l’inibizione dei recettori D2 in concertazione con l’attivazione di recettori glutamatergici NMDA e adenosinici A2A l’aumenterebbe in altri neuroni GABA/peptidergici (Fig. 5). Il dato interessante � che manipolando cronicamente il sistema dopaminergico si pu� ottenere una modificazione permanente dell’espressione di IEG, rappresentata dal DfosB, mentre quella di c-fos sarebbe pi� transitoria. Finora sono stati ottenuti risultati con i soli recettori dopaminergici del gruppo dei D1, che attualmente non sono considerati di estremo interesse nella schizofrenia, ma non � da escludere che si possano ottenere analoghi risultati impiegando farmaci bloccanti i recettori del gruppo dei D2.

Sulla base di questi dati raccolti, quindi, si � pensato che una specificit� limbica o corticale nell’induzione dell’espressione di IEG nel cervello dell’animale sperimentale potesse predire la propriet� antipsicotica del farmaco, mentre l’entit� di induzione di IEG a livello striatale sarebbe correlata al potenziale di induzione di effetti collaterali extrapiramidali. Con queste ipotesi alla mente, Robertson et al. (22) hanno definito come indice di atipicit� (�atypical index�) di un farmaco antipsicotico �the number of fos-positive neurones in the nucleus accumbens minus their number in the lateral striatum� (il numero dei neuroni Fos-positivi nel nucleo accumbens meno il loro numero nello striato laterale). Infatti, il termine di antipsicotico atipico � nato per differenziare dai neurolettici classici i farmaci antipsicotici con le stesse propriet� antipsicotiche, ma privi del potenziale di induzione di effetti extrapiramidali.

L’induzione di IEG nell’ambito dei modelli sperimentali animali della schizofrenia

Molti modelli sperimentali animali presumono che processi che si svolgono nell’animale abbiano un corrispettivo nell’uomo pi� o meno identico che consente di fare previsioni sul come l’uomo reagir� di fronte ad uno stimolo analogo a quello cui � stato sottoposto l’animale. Altri modelli, che andrebbero denominati paradigmi, in quanto il loro supporto teorico � pi� limitato, non ipotizzano un’identit� o analogia tra organismo dell’animale sperimentale e quello umano, ma si limitano ad osservare una corrispondenza tra uno stimolo e l’induzione di un effetto in un sistema e lo stesso stimolo e l’induzione di un altro effetto in un altro sistema. Se tale corrispondenza si estende anche ad altri stimoli, l’effetto ottenuto nel primo sistema costituirebbe un paradigma dell’effetto nel secondo sistema e conferirebbe al paradigma un certo potere predittivo. Ad esempio, se un ratto, sotto l’effetto di una sostanza che peggiora i sintomi della schizofrenia in un paziente schizofrenico o induce sintomi psicotici simil-schizofrenici in un volontario sano, non si abitua ad uno stimolo sorprendente presentato con una certa regolarit�, si pu� pensare che qualsiasi farmaco o condizione che induca effetti analoghi nel ratto sar� psicotizzante nell’uomo. Se ci� avviene con una certa frequenza, si potr� affermare che il paradigma della �pre-pulse inhibition� o dell’�acoustic startling response habituation� sia un test utile cui sottoporre una sostanza per metterne alla prova il potenziale schizofrenogeno e che sia dotato di buon potere predittivo. L’ipotesi che l’induzione di c-fos in determinati nuclei cerebrali possa costituire un affidabile indicatore dell’attivit� antipsicotica o extrapiramidale di un farmaco viene da un modello relativo al tipo dei paradigmi. Tuttavia, affinch� il paradigma della �pre-pulse inhibition� possa costituire un buon test predittivo della schizofrenia, occorre che sia vero anche il contrario, e cio� che le sostanze che inducono un miglioramento della sintomatologia della schizofrenia contrastino la mancata abituazione allo stimolo acustico a sorpresa. Inoltre, sarebbe importante che attorno a questo paradigma si potesse costituire un substrato che lo agganci ad altri paradigmi, ad esempio, neurochimici (teoria dopaminergica-glutamatergica della schizofrenia) e comportamentali (ad esempio, l’iperattivit� da dopaminomimetici), in modo che possa partecipare in un modello biologico integrato.

Lo scopo di questa rassegna � stato quello di verificare se il paradigma dell’induzione area cerebrale-specifica dei geni immediati precoci costituisca un indicatore affidabile dell’attivit� antipsicotica di un farmaco e se il concetto di �indice di atipicit�, come concepito da Robertson et al. (1994 (22)), sia valido.

Materiale e metodo

Abbiamo effettuato un’approfondita ricerca su Medline ottenendo l’intersezione degli insiemi riguardanti da una parte i farmaci neurolettici o antipsicotici e dall’altra i geni immediati precoci, sia come voce Mesh espansa a tutti i rami dell’albero decisionale che per ogni singola voce di gene, troncando con asterisco quando vi fosse la possibilit� di includere geni multipli (ad esempio, Jun* includeva JunB e JunD etc.). Abbiamo costruito una tabella mettendo nelle righe tutti i farmaci antipsicotici, suddivisi per gruppi, e mettendo nelle colonne le aree cerebrali in cui era pi� frequente l’indagine sull’induzione di geni immediati precoci. Nel caso in cui il nucleo o l’area cerebrale indagati fossero ulteriormente suddivisi in alcuni studi, come ad esempio, l’accumbens e lo striato, in shel e core o porzione ventromediale e dorsolaterale, per questi studi venivano riportati i dati secondo le suddivisioni, mentre per gli studi che non discriminavano, i dati venivano riportati in una casella unificata, riguardante l’intera area o il nucleo (Tab. I). All’interno delle caselle abbiamo inserito il tipo di effetto ottenuto, il gene immediato precoce indagato con al fianco la citazione corrispondente ed eventuali note quando nell’esperimento vigevano condizioni particolari (ad esempio, effetto non ottenuto in acuto, effetto ottenuto da sperimentazione su animali diversi dal ratto, etc.). Dato che nella maggioranza dei casi di farmaci antipsicotici nuovi o sperimentali la numerosit� degli studi era molto bassa, e dato che l’intensit� della risposta dell’IEG non era quantificata, ma ne era segnalata solo la direzionalit� eventuale, non abbiamo utilizzato tecniche meta-analitiche nell’analizzare i dati ottenuti; abbiamo piuttosto tenuto conto, nel valutarli, della quantit� delle segnalazioni all’interno di ogni farmaco.

Risultati della somministrazione di antipsicotici sugli IEG e discussione dei dati preclinici per categorie

I dati ottenuti sono riportati in Tabella I. Solo per pochi farmaci (aloperidolo, clozapina e sulpiride), solo per il c-fos e solo per alcune aree cerebrali (striato, accumbens, setto laterale e corteccia prefrontale mediale) il numero di studi � stato sufficientemente alto per consentire di estrapolare affidabilmente sulla presenza e sulla direzionalit� dell’effetto induttivo.

Abbiamo valutato le caratteristiche d’induzione dell’espressione degli IEG ad opera dei neurolettici che abbiamo suddiviso per praticit� nei seguenti gruppi:

a) Benzo-X-azepine e altri triciclici non fenotiazinici (antipsicotici atipici e tipici*): clozapina, olanzapina, fluperlapina, rimcazolo, mosapramina, quetiapina (Seroquel, ICI-204,636) e loxapina*;
b)�Gruppo atipici chimicamente eterogeneo: sertindolo, risperidone, amperozide, nafadotride, ritanserina, tiospirone, perospirone, xanomelina, panamesina (EMD 57445), aripiprazolo (OPC-14597), RGH-1756, M100907, U-99194A, E-5842, RMI-81,582, cis-8-OH-PBZI, GR 103,691, PTAC e NNC 22-0031;
c) Gruppo atipici tiazolici: NRA0045 [(R)-(+)-2-Amino-4-(4-fluorofenil)-5-[1-[4-(4-fluorofenil)-4-ossobutil]pirrolidin-3-il] tiazolo], NRA0215 (2-carbamoil-4-fenil-5-[2-[4-(4-fluorobenzilidene)piperidin-1-il] etil]tiazolo) e NRA0160 (2-Carbamoil-4-(4-fluorofenil)-5-[2-[4-(3-fluorobenzilidene)piperidin-1-il] etil]tiazolo;
d)�Butirrofenoni, pentaciclici e indoli: aloperidolo, (+)butaclamolo, melperone, molindone;
e)�Benzoamidi sostituite: sulpiride, raclopride, nemonapride, YM-43611, metoclopramide e remoxipride;
f)��Fenotiazine: tioridazina, flufenazina e clorpromazina;
g)�Derivati naturali: stefolidina.

� da rilevare l’assenza di studi che abbiano impiegato tioxanteni (clorprotixene, clopentixolo, flupentixolo, piflutixolo, teflutixolo, tiotixene, clothixamide, fluprotixene, pimetixene e zuclopentixolo). Come evidenziato nella Tabella I, la stragrande maggioranza degli studi ha rilevato l’induzione di IEG nello striato (i pi� recenti hanno suddiviso per sezioni dorso-laterale e ventro-mediale), nel nucleus accumbens (solo alcuni tra gli studi pi� recenti tendono a discernere tra core e shell e ancora meno indagano l’isola major di Calleja, una struttura ad aspetto ondulante presente all’interno della matrice accumbale a partire posteriormente dal polo rostrale e fino alla met� circa del polo aborale), nel nucleo settale laterale (un solo articolo ha indagato anche altri nuclei settali (25)) e nella corteccia prefrontale mediale (e non in quella dorsolaterale che � stata implicata nella fisiopatogenesi della schizofrenia; solo due studi (8) (35) hanno indagato la corteccia temporale e solo 14 degli 88 studi reperiti hanno indagato le cortecce pre-infra-limbiche, cingolata, entorinale o piriforme (1) (4) (8) (35) (37) (41) (42) (50) (60) (64) (65) (74) (77) (78)).

Benzo-X-azepine: clozapina, olanzapina, fluperlapina, rimcazolo, mosapramina, quetiapina e loxapina

In letteratura � stato ampiamente studiato l’effetto d’induzione di proteine Fos da parte della clozapina (W 108, LX 100-129, HF 1854, 8-cloro-11-(4-metil-1-piperazinil)-5H-dibenzo[b,e][1,4]diazepina), un farmaco con affinit� per molti recettori che per lo pi� vengono inibiti dal farmaco. In particolare, la clozapina ha un’altissima affinit� per i recettori colinergici muscarinici, i quali vengono tutti bloccati, ad eccezione del M4, che viene parzialmente attivato, come avviene anche per altri farmaci dello stesso gruppo; inoltre, altissima � anche l’affinit� per i recettori istaminici di tipo H1, e per i recettori serotoninergici 5-HT2A, B e C. Il farmaco blocca ancora significativamente i recettori 5-HT3/4, 5-HT5A/B, 5-HT6 e 5-HT7 e a1-adrenergici. Nei confronti dei recettori dopaminergici ha effetti di blocco blandi, come la maggior parte degli antipsicotici atipici, ma si differenzia per avere un effetto lievemente maggiore sui recettori del gruppo D1 rispetto a quello sui recettori del gruppo D2 (anche se in vivo sembra che l’affinit� per i recettori D2 sia molto maggiore di quella evidenziata in vitro); nell’ambito del gruppo D2, inoltre, diversamente da quasi tutti gli altri farmaci antipsicotici, ha maggiore affinit� per i recettori D4 rispetto a quelli D2, ed un rapporto Ki D3/D2 pi� basso rispetto agli altri farmaci antipsicotici, eccettuate alcune benzoamidi sostituite e la loxapina (si ricordi che pi� bassa � la Ki, maggiore � l’affinit�). Vi � accordo in letteratura riguardo all’effetto induttivo di questo farmaco a livello della corteccia prefrontale mediale (3) (6) (9) (11) (15) (22) (25) (26) (28) (31) (42) (46) (39) (49) (54), dei nuclei settali laterale (1) (3) (6) (9) (11) (22) (25) (42) (31) (33) (46) (39) (49) e paraventricolare setto-ipotalamico (25), dell’amigdala (33) (44), del talamo (16) (17) (29) e del nucleus accumbens septi (1) (3) (6) (9) (11) (20) (22) (26) (28) (31) (33) (42) (46) (39) (54) (58), in particolare, nell’isola maggiore del Calleja (6) (25) (31) (48) (59) (59). L’azione d’induzione di Fos ad opera della clozapina non sembra avere luogo a livello della parte prettamente motoria dello striato (6) (22) (23) (25) (49) (53) (59). Infatti, proteine Fos non vengono indotte a livello dello striato laterale e dorsale, mentre a livello dello striato pi� �emotivo�, lo striato ventrale, tre studi hanno dimostrato un aumento del c-fos (6) (22) (50) e quattro hanno mostrato effetti non significativi (25) (49) (53) (59). A questo livello, inoltre, non viene stimolato neanche il c-jun (uno studio (55)), mentre nello striato, complessivamente, viene riportata un’azione positiva a carico del JunB in uno studio (20) e non significativa in un altro (54). Data l’estensione dello striato dorsolaterale � possibile che eventuali induzioni a livello ventrale possano essere elise considerando lo striato nella sua globalit�. Infatti, nell’intero striato la clozapina non induce il c-fos nella stragrande maggioranza degli studi (3) (9) (11) (22) (26) (33) (42) (46) (39) (54) e solo uno studio, peraltro presentato solo in forma di abstract due anni fa (55), ha messo in evidenza solo una tendenza all’induzione. L’induzione di altri IEG, come i FRA (Fos-related antigens) (20) (54), lo zif/268 (1) ed il Krox-24 (20), � stata riportata nello striato dopo clozapina in acuto, ma la quantit� di studi dedicati a questi IEG � in netta minoranza rispetto a quelli che si sono focalizzati sul Fos. Occorre discriminare tra striato ventrale e dorso-laterale negli studi futuri, perch� sono da attendersi differenze, esattamente come avviene nelle due maggiori sezioni del nucleus accumbens (shell e core). Altri nuclei cerebrali, dove in genere non si va ad indagare per l’effetto dei neurolettici-antipsicotici sugli IEG, sebbene sia stato ipotizzato un loro coinvolgimento nella fisiopatogenesi della schizofrenia, comprendono il tubercolo olfattorio, il talamo, l’amigdala e le isole del Calleja; tali nuclei sono stati indagati tutti solo per quanto riguarda la clozapina, che ha evidenziato un aumento di Fos in quasi tutti questi nuclei (tubercolo olfattorio (48) e isole minori (48) (59) e isola maggiore del Calleja (6) (25) (31) (48) (114) i; amigdala (33) (34); talamo (16) (17) (29); di questo gruppo di farmaci sono stati messi alla prova solo l’olanzapina, che indusse il c-fos in uno studio (46) e la loxapina, che indusse il c-fos nel talamo in un altro (29). Gli effetti in cronico della clozapina sull’espressione del c-fos sono stati studiati soltanto in uno studio (59), che ha messo in evidenza una persistenza dell’induzione nelle isole minori del Calleja ed una tolleranza all’effetto induttivo nell’isola maggiore e nello shell del nucleus accumbens, nonch� all’effetto riduttivo nella corteccia parietale.

Gli effetti degli altri farmaci di questo gruppo sull’induzione dei geni immediati precoci non sono stati studiati approfonditamente come quelli della clozapina. Sono state studiate l’olanzapina (LY-170053, 2-metil-4-(4-metil-1-piperazinil)-1OH-tieno[2,3-bi][1,5]benzodiazepina, un farmaco con un profilo di legame recettoriale simile a quello della clozapina, ma con maggiore affinit� per il gruppo recettoriale D2, senza privilegiare i recettori D4 cos� nettamente, con meno affinit� sui recettori 5-HT7 e forte per quelli 5-HT6 e con pi� spiccata affinit� per i recettori colinergici muscarinici M3 e M4 rispetto a quelli M1) (tre studi (5) (46) (55)); la fluperlapina (NB 106-689, 3-fluoro-6-(4-metil-1-piperazinil)morfantridina, un farmaco con profilo simile a quello della clozapina e dell’olanzapina, ma con spiccata affinit� per i recettori 5-HT7) (uno studio (22)); la quetiapina (Seroquel, ICI 204,636, 2�(2-[2-(4-dibenzo[b,f][1,4]tiazepin-11-il-1-piperazinil)etossi]-etanol-(E)-2-butanedioato)-fumarato, un blando antagonista dei recettori dopaminergici dei gruppi D1 e D2, dei recettori a2- (e meno a1)-adrenergici) e di vari recettori serotoninergici, tra cui i recettori 5-HT2A/C) (due studi (22) (52)) e la loxapina (LW/SUM 3170, CL 71.563, 2-cloro-11-(4-metil-1-piperazinil)dibenzo[b,f][1,4]ossazepina, un farmaco con profilo simile a quelli della clozapina, dell’olanzapina e della fluperlapina, ma con pi� alta affinit� per i recettori dopaminergici D3 che per quelli D2 e con maggiore affinit� per i recettori 5-HT7 rispetto ai recettori 5-HT6) (tre studi (13) (22) (29)); il pattern di induzione di questi farmaci sembra sovrapponibile a quello della clozapina, fatta eccezione per la tendenza ad un’azione d’induzione del Fos da parte dell’olanzapina (5) (46) e della loxapina (22) a livello dello striato considerato globalmente, ed una mancata induzione di c-fos da parte della loxapina a livello della corteccia prefrontale mediale (13) (22). Occorre considerare che mentre l’olanzapina ha spiccata attivit� anti-D2, la loxapina � l’unico farmaco del gruppo strutturalmente affine alla clozapina che viene considerato un neurolettico tipico e che � l’unico di questo gruppo che ha effetti collaterali extrapiramidali con una certa frequenza. In questo gruppo di farmaci non sono stati indagati effetti induttivi su altri IEG, eccettuando gli studi sulla clozapina e uno studio sull’olanzapina (JunB non significativamente indotto nello striato ventrale) (55). In generale si pu� affermare che si attende che un farmaco con una struttura dibenzo-X-azepinica induca il Fos nelle isole del Calleja (major e minora), del nucleus accumbens shell, dello striato ventrale, del nucleo settale laterale, dell’amigdala, del talamo, della corteccia prefrontale mediale e in particolare, la corteccia infralimbica e prelimbica, ma occorre che tutti questi farmaci siano valutati, quanto ad induzione di IEG, in tutti questi nuclei.

La mosapramina (Y-516, (+-)-3-cloro-5-[3-(2-osso-1,2,3,5,6,7,8,8a-ottaidroimidazo[1,2-a]piridina-3-spiro-4’-peperidino)propil]-10,11-diidro-5’-dibenzo[b,f]azepina) � un farmaco a selettivit� pi� alta dell’aloperidolo e della clozapina per i recettori dopaminergici D3 (115); ha un’altissima affinit� per i recettori D2, D3 e D4 (116) e un’attivit� antipsicotico simile nel ratto nel paradigma della tolleranza invertita agli amfetaminici (117). L’unico studio finora eseguito con mosapramina riguarda un confronto con il risperidone in aggiunta a terapia neurolettica classica in cross-over; ambedue i farmaci hanno indotto miglioramenti nella sintomatologia rilevata con la PANSS, ma non � stata riscontrata nessuna differenza tra i due (118). La mosapramina a basso dosaggio ha evidenziato un effetto simile a quello della clozapina sulla produzione regionale cerebrale di c-fos; ha aumentato il gene immediato precoce nel nucleo accumbens septi e nella corteccia prefrontale, ma non nello striato dorsolaterale, nonostante l’alta affinit� per i recettori D2; a concentrazioni molto alte ha indotto l’espressione di c-fos anche nel setto laterale e nello striato dorsolaterale (84).

La fluperlapina (NB 106-689, 3-Fluoro-6-(4-metil-piperazinil)-11H-dibenzo[b,e]azepina) � un antipsicotico sviluppato negli ultimi anni Settanta-primi anni Ottanta. Ha un profilo farmacologico simile a quello della clozapina per quanto riguarda l’occupazione dei recettori D1 (119), gli effetti anticolinergici (120), antiserotoninergici (121), pro-NMDA (122), ma condivide anche i pi� temibili degli effetti collaterali: l’agranulocitosi (123) (124) e le convulsioni (124). Diversamente dalla clozapina, non ha effetti sul turnover della noradrenalina o della serotonina cerebrali (125). La fluperlapina � stata provata nel trattamento della schizofrenia intorno alla met� degli anni Ottanta, dimostrando in aperto una buona efficacia e una bassa incidenza di effetti collaterali extrapiramidali (124) (126)(128) e una comparabilit� degli effetti antipsicotici con quelli dell’aloperidolo in doppio cieco (129). Un solo studio (22) ha sondato i suoi effetti sul c-fos, insieme a molti altri antipsicotici; questo studio ha messo in evidenza l’assenza di attivazione nello striato dorsolaterale di ratto ed un aumento dell’espressione del c-fos nel nucleus accumbens, nello striato ventromediale, nella corteccia prefrontale mediale e nel nucleo settale laterale.

L’antagonista dei recettori sigma rimcazolo ((cis-)-9-[3-(3,5-dimetil-1-piperazinil)propil]carbossazolo(clo-ridrato), un composto a struttura simile a quella dei triciclici, ma senza affinit� per i recettori dopaminergici e con alta affinit� sia per i recettori s1 che s2, che � stato impiegato come antipsicotico in studi preliminari senza risultati di rilievo (130) (131), ha inibito in uno studio l’induzione di c-fos mediata dalla fenciclidina nella corteccia cingolata e parietale, ma non nelle altre aree indagate, come i nuclei talamici mediani, la corteccia piriforme o l’ipotalamo; poich� non ha bloccato l’induzione da pentazocina, un agonista selettivo dei recettori s1, in nessuna delle aree studiate, si presume che i suoi effetti di inibizione del c-fos siano mediati attraverso il blocco dei recettori s2 (64).

Antipsicotici atipici: sertindolo, risperidone, amperozide, nafadotride, ritanserina, tiospirone, perospirone, xanomelina, panamesina (EMD 57445), aripiprazolo (OPC-14597), RGH-1756, M100907, U-99194A, E-5842, RMI-81,582, cis-8-OH-PBZI, GR 103,691, PTAC e NNC 22-0031

Questo gruppo di farmaci � chimicamente eterogeneo, ma secondo alcuni sarebbe caratterizzato da una maggiore capacit� di blocco dei recettori 5-HT2A rispetto ai recettori D2 dopaminergici, che per� varia dal 119:1 del sertindolo al 2:1 della quetiapina (132). Gli antipsicotici atipici comprendono la stragrande maggioranza delle benzo-X-azepine (al di fuori della loxapina e dell’amoxapina) e farmaci in varie classi, nelle quali si trovano anche neurolettici tipici. Ad esempio, la pimozide, il penfluridolo e il fluspirilene sono neurolettici classici che appartengono alla categoria delle difenilbutilpiperidine/piperazine, alla quale appartengono anche gli atipici amperozide e aripiprazolo. Farmaci con queste propriet� sono stati sintetizzati da varie industrie farmaceutiche da quando � stato ipotizzato che un’azione combinata anti-5-HT2A/D2 fosse importante per la risoluzione della sintomatologia schizofrenica negativa ad opera della clozapina, la quale in realt� ha azioni molto pi� ampie a carico di diversi sistemi recettoriali e a carico di altri recettori serotoninergici e dopaminergici. Con l’ipotesi che l’unica propriet� che prediceva una buona risposta antipsicotica sulla sintomatologia negativa era il blocco combinato 5-HT2A/D2, sono stati recentemente sviluppati composti il pi� possibile selettivi su questi due recettori e provati nei vari paradigmi sperimentali animali della schizofrenia, tra cui l’induzione genica in vari nuclei cerebrali di animali da esperimento, per lo pi� ratti. Tuttavia, recentemente, la tendenza sarebbe quella di includere qualsiasi farmaco abbia propriet� antipsicotiche, in particolare antischizofreniche, senza tuttavia indurre catalessi o effetti extrapiramidali. Tra questi si annoverano i bloccanti sigma (propriet� condivisa da molti antipsicotici classici, compreso l’aloperidolo), gli occupanti i recettori colinergici muscarinici, gli antagonisti dei recettori D4 e gli occupanti i recettori D3 ii (come antipsicotico D3 agonista � stato indagato per l’induzione di immunoreattivit� Fos il cis-8-OH-PBZI, un farmaco ancora in fase sperimentale, mentre non � stato testato il pramipexolo, un farmaco antiparkinsoniano clinicamente gi� in uso (133), con alta affinit� per i recettori D3 e per gli autorecettori D2 e che � stato somministrato in add-on a pazienti schizofrenici resistenti all’aloperidolo (134)).

Data la recente introduzione di questi farmaci atipici, il loro effetto d’induzione del Fos � stato indagato in pochi studi in letteratura, in genere uno per ogni farmaco, ma le indagini sembrano pi� approfondite rispetto ai primi lavori sull’induzione di IEG da parte dei farmaci antipsicotici, in quanto si tende a differenziare tra le varie aree corticali, tra lo shell ed il core del nucleus accumbens, infine tra striato ventrale e dorsale/laterale. Tuttavia, il c-fos continua ad essere l’unico gene immediato precoce ad essere valutato. Il tiospirone (o tiaspirone o MJ 13.859, 8-[4-[4-(1,2-benzisotiazol-3-il)-1-piperazinil]butil]-8-azaspiro[4,5]decane-7,9-dione, con affinit� per i recettori sigma e per quelli della dopamina del gruppo D2 e della serotonina del gruppo 5-HT2, ma anche antagonista 5-HT7 (135) e parziale agonista dei recettori 5-HT1A, come gli altri azaspirodecanedioni �ansiolitici-antidepressivi� buspirone, ipsapirone e gepirone, i quali hanno affinit� sia per gli autorecettori somatodendritici, che, soprattutto, per i recettori post-sinaptici ippocampali), ha indotto il c-fos nello striato ventrale in tutte e due le sezioni del nucleus accumbens, nel nucleo settale laterale e nella corteccia laterale (22). Anche per il farmaco benzotiazolico non azaspirodecanedionico perospirone (un isoindoldione non catalettogeno, ma ad alta affinit� per i gruppi recettoriali 5-HT2 e D2), vi � stato solo uno studio che ne ha indagato gli effetti sull’induzione genica (58); questo studio ha evidenziato una preferenza del perospirone per il nucleus accumbens rispetto allo striato dorso-laterale che ricalcava il pattern ottenuto con la clozapina e il risperidone (R 64.766; 3-[2-[4-(6-fluoro-1,2-benzisossazol-3il)piperidino]etil-6,7,8,9-tetraidro-2-metil-4H-pirido[1,2-a]pirimidin-4-one) e che differiva da quello dei neurolettici classici aloperidolo e flufenazina. A livello dello striato, amperozide (FG 5606, N-etil-4-[4,4-bis(p-fluorofenil)butil]-1-piperazin-carbossamide, una piperazina ad alta affinit� per i recettori 5-HT2A e meno per i recettori del gruppo D2 ha anche affinit� per i recettori s1 e modulerebbe positivamente l’attivit� dei recettori glutamatergici NMDA (18)) e E-5842 (un ligando dei recettori sigma che per� influenza l’attivit� dopaminergica in cronico; infatti, esso riduce la frequenza di scariche neuronali dei neuroni dell’area ventrale del tegmento, senza influenzare quella della substantia nigra (136). Questa tetraidropiridina � scevra da effetti collaterali extrapiramidali (47), non induce gli IEG, a differenza del risperidone (R 46.766, 3-[2-[4-(6-fluoro-1,2-benzisossazolo-3-il)piperidino]etil]-6,7,8,9-tetraidro-2-metil-4H-pirido[1,2-a]pirimidin-4-one, un pirimidinone con alta affinit� per i recettori 5-HT2A/2C, meno per i recettori del gruppo dei D2, alta affinit� per i recettori serotoninergici 5-HT7, ma non 5-HT6, e alta affinit� per i recettori a1-adrenergici e meno per gli a2-adrenergici (22) (28) (58), della panamesina (65) (un farmaco ad alta affinit� per i recettori sigma, senza affinit� per i recettori serotoninergici, adrenergici e muscarinici, con bassa affinit� per i recettori dopaminergici D2, ma con potenti effetti antidopaminergici e lievi anticolinergici (137), probabilmente mediati attraverso il blocco dei recettori sigma. Questo farmaco ha indotto miglioramenti in sei di 12 pazienti schizofrenici in uno studio in aperto, ma anche effetti extrapiramidali in due pazienti (138) e del RMI-81,582 (22) (un farmaco iperprolattinemizzante (139) a basso potenziale di induzione di effetti extrapiramidali che, come la clozapina, induce una down-regulation dei recettori 5-HT2A (140)). A livello dell’accumbens dimostrerebbero un effetto d’induzione dell’espressione genica il risperidone (22) (28) (58) (84), il RMI-81,582 (22), la panamesina (65) e l’E-5842 (47). L’effetto della paramesina sull’espressione di c-fos � stato studiato in una variet� di nuclei cerebrali; il farmaco ha indotto c-fos in quasi tutti i nuclei studiati, ad eccezione del cervelletto e del tronco cerebrale (65). Il segnale di ibridizzazione era forte nella corteccia cerebrale, specie in quella piriforme, nell’ippocampo (CA1, CA2, CA3 e giro dentato) e nell’abenula mediale, mentre nello striato, nel nucleus accumbens e nel nucleo settale laterale il segnale si otteneva a dosaggi pi� alti del farmaco; segnali pi� deboli erano presenti nell’amigdala, nelle isole del Calleja sia maggiori che minori, nel tubercolo olfattorio, nei corpi mammillari e nell’eminenza mediana ipotalamica (65). In generale, il pattern di induzione del c-fos da parte di questo ligando sigma era simile a quello della maggior parte degli antipsicotici atipici (65).

Delle difenilbutilpiperidine/piperazine � stata indagata la pimozide (neurolettico classico) solo in uno studio e solo per quanto riguarda l’antagonismo dell’induzione di Fos da parte di un agonista 5-HT7 nella corteccia cerebrale, nell’ippocampo, nella taenia tecta, nel talamo, nel nucleo soprachiasmatico e in altri nuclei ipotalamici (141) e poi l’amperozide e l’aripiprazolo. L’effetto dell’amperozide (FG 5606; N-etil-4-[4’,4’bis(p-fluorofenil)butil]N-etil-1-piperazina-carbossimide) � stato indagato solo nello studio del 1997 di Nomikos et al. (18), che ha evidenziato un’induzione di c-fos a livello del setto laterale e della corteccia prefrontale mediale, ma non a livello dello striato, del nucleus accumbens e dell’amigdala (18). Il farmaco � stato come un tranquillante veterinario (di qui il nome commerciale Hogpax) e ha mostrato propriet� antiaggressive, antiastinenziali nella sospensione alcolica e anticraving nella tossicofilia cocainica (142). L’amperozide evidenzia un blocco moderato dei recettori D2 e D4 ed uno potente a carico dei recettori 5-HT2A, come la maggior parte dei farmaci antipsicotici atipici; inoltre, ha moderata affinit� per i recettori a1-adrenergici e alta per il trasportatore della serotonina (143), ma bassa per i recettori a2-adrenergici (144). Per alcuni suoi effetti, sono stati invocati meccanismi di agonismo 5-HT1A (145) (146), che comunque debbono essere indiretti o dovuti ai suoi metaboliti, visto che il farmaco ha bassa affinit� per questi recettori (147). Il farmaco ha evidenziato un aumento della trasmissione dopaminergica nella corteccia prefrontale (148), regolarizzando a livello dell’area ventrale del tegmento l’attivit� delle proiezioni limbiche e inducendo burst firing a livello di alcuni neuroni dopaminergici a proiezione prefrontale (149), dati compatibili con un’attivit� nella sintomatologia negativa della schizofrenia. Inoltre, compatibilmente con un’azione anti-tossicodipendenza, ha bloccato l’iperattivit� da psicostimolanti (150), ma ha anche dimostrato un’attivit� psicostimolante paradossale nel ratto (151). Somministrata in aperto in pazienti schizofrenici all’inizio degli anni Novanta, l’amperozide ha indotto notevoli miglioramenti sintomatologici nel 60% del campione ristretto (10 pazienti), ma � stato anche associato ad alterazioni elettrocardiografiche e allungamento del tratto QT (152). Il farmaco non viene pi� sviluppato come antipsicotico (142).

L’altra sostanza del gruppo difenilbutilpiperidinico/piperazinico, l’aripiprazolo (OPC-14597; 7-(4-[4-(2,3-diclorofenil)-1-piperazinil]butylossi)-3,4-diidro-2(1H)-chinolin-2-one; composto 28), � un chinolinone arilpiperazinico sviluppato per ottenere delle propriet� antagoniste/agoniste D2 miste e ridotto potere catalettogeno (153). Infatti, i farmaci a struttura arilpiperazinica mostrano interessanti propriet� di occupazione multirecettoriale D2/D3/5-HT2A/5-HT1A/alfa1 (154)(157), nonch� parziale agonismo D2 postsinaptico e agonismo autorecettoriale (158). Gli effetti misti del farmaco a carico dei recettori dopaminergici sono testimoniati dal fatto che esso antagonizza la stereotipia, ma favorisce lo sbadiglio nel ratto, comportamenti ambedue mediati da stimolazione della trasmissione dopaminergica (159). L’aripiprazolo ha un’altissima affinit� per i recettori 5-HT7, D2S e, soprattutto, D2L, un’alta affinit� per i recettori D3, un’affinit� moderata per i recettori D1, D4 e 5-HT6, infine, bassa affinit� per i recettori D5 (160). Inoltre, forse per l’affinit� differenziale per i sottotipi D2S e D2L, ha propriet� antagonistiche nei confronti dei recettori D2 post-sinaptici e agonistiche nei confronti degli autorecettori D2 (161). In questo modo riduce l’attivit� dopaminergica sia presinapticamente (riduzione della produzione e liberazione di dopamina per l’effetto sugli autorecettori) che post-sinapticamente (blocco degli effetti della dopamina sui recettori classicamente ipotizzati importanti per la produzione dei sintomi psicotici). Infatti, il farmaco induce una riduzione della frequenza di scariche neuronali a livello dell’area ventrale del tegmento (162) e della sostanza nera (163), una ridotta liberazione di dopamina a livello striatale e accumbale (e questo potrebbe essere utile per i sintomi positivi della schizofrenia), ma anche frontocorticale (e questo potrebbe impedire il miglioramento della sintomatologia negativa) (164) e non induce up-regulation dei recettori dopaminergici dopo somministrazione ripetuta (165). Tuttavia, la somministrazione di aripiprazolo in pazienti schizofrenici ha indotto miglioramenti sia nella sintomatologia negativa che positiva della malattia (166) e anche normalizzazioni del tracciato elettroencefalografico riguardanti le onde delta e teta, ma non alfa (167). Nell’unico studio che ha indagato l’abilit� dell’aripiprazolo di indurre l’espressione di c-fos nel cervello di ratto, tra le aree indagate (striato ventromediale e dorsolaterale, nucleo settale laterale, corteccia prefrontale mediale, nucleus accumbens shell e core) si sono avuti rialzi significativi solo nello shell del nucleus accumbens septi (11).

La nafadotride (N[(n-butil-2-pirrolidinil)metil]-1-metossi-4-ciano naftalene-2-carbossamide) � un farmaco biciclico con spiccata affinit� per i recettori D3 (168), che occupa i recettori D2 solo ad alte concentrazioni in vitro (169) e in vivo (170). Il farmaco induce un aumento nel contenuto di proneurotensina/proneuromedina N nello striato e nell’accumbens con una selettivit� limbica superiore a quella dell’aloperidolo (171). Questa sostanza inibisce l’ipersensibilit� all’effetto locomotorio dell’amfetamina (172) ed aumenta il consumo di glucosio regionale cerebrale nelle aree di distribuzione dei recettori del recettore D3 della dopamina (173) ed ha caratteristiche sia antipsicotiche (174) che ansiolitiche (175). La nafadotride non � stata ancora provata nella schizofrenia; la sua induzione di c-fos si limita nell’isola major del Calleja (87), sede in cui � maggiore la concentrazione del recettore D3 (176).

L’U-99194A (PNU-99194A [5,6-di-metossi-2-(dipropilamino)indan-cloridrato]) � un indano, anch’esso con propriet� antagoniste preferenziali sui recettori dopaminergici D3 (177). Come la nafadotride, anche questo farmaco a dosi basse ha effetti bloccanti quasi esclusivamente sui recettori D3, come evidenziato dall’aumentata locomozione, e a dosi pi� alte blocca anche i recettori D2, riducendo la locomozione (178). L’U-99194A ha evidenziato propriet� antiaggressive in contesti sociali (179), ma l’evidenza di un effetto antipsicotico nelle sperimentazioni animali sono scarse, mentre sono assenti gli studi sull’uomo. Questo farmaco ha prodotto in uno studio una blanda induzione del c-fos nello striato, sia ventrale che dorso-laterale, nonch� una forte induzione dello stesso nel nucleus accumbens septi e nella corteccia prefrontale. Sebbene questo profilo, sulla base dell’ipotesi che l’induzione di c-fos accumbale e prefrontocorticale costituisca un buon predittore di attivit� antipsicotica, sembra avere un profilo compatibile con quella di un antipsicotico atipico; le sue propriet� comportamentali lo rendono un utile farmaco aggiuntivo dello svezzamento da psicostimolanti (177), anche se la sua attivit� nel paradigma dello stimolo discriminativo non sia ancora univoca (177) (180)(182). A testimonianza della relativa poca importanza del blocco dei recettori dopaminergici D3 nell’induzione di c-fos, l’antagonista selettivo D3 GR 103,691 (4’-acetil-N(4-[(2-metossi-fenil)-piperazin-1-il]-[butil]-bifenil-4-carbossamide, un’arilpiperazina non catalettogena e non iperprolattinemizzante, inattiva nel paradigma dello stimolo discriminativo (183) e con elevatissima affinit� in vitro per i recettori D3 [da 60 (184) a 100 (185) volte superiore rispetto a quella che possiede per i D2 e 100 volte superiore rispetto ai D4 (in particolare, per i D4.4. (186)) e ai D1/5], per i recettori serotoninergici 5-HT1A e per quelli a1-adrenergici, ma che non contrasta l’ipertermia da agonisti D3 [(+)-PD 128,907 e 7-OH-DPAT] e non influisce sull’attivit� spontanea dei neuroni serotoninergici del rafe in vivo, n� interferisce con l’effetto dell’agonista 5-HT1A/7 8-OH-DPAT (184) non ha indotto modificazioni dell’espressione di questo gene immediato precoce nel tubercolo olfattorio, nelle isole minora o nell’isola major del Calleja, nel nucleus accumbens shell o core, nella parte dorsolaterale, dorsomediale, ventrolaterale o ventromediale dello striato o nel caudo-putamen in toto, nella corteccia frontale, parietale o cingolata del ratto sia in acuto che in cronico (59). Invece, l’agonista selettivo D3 benz[e]indolico cis-8-OH-PBZI (cis-8-idrossi-3-(n-propil)1,2,3a.4,5,9b-esaidro-1H-benz[e]indole), sebbene la sua struttura chimica predicesse un profilo misto di agonista/antagonista 5-HT1A/D2 (187)(190) e un’attivit� ansiolitico-antidepressiva (191) e analgesica (192), � un farmaco antipsicotico atipico con alta affinit� per i recettori D3, discreta per i recettori D4, medio-bassa per i recettori D2S, molto bassa per i recettori D5 e bassissima per i D1A (gli omologhi dei recettori D1 dell’uomo); l’affinit� per altri recettori neurotrasmettitoriali � praticamente trascurabile (62). Il suo legame sul recettore D3 � accompagnato da una riduzione della sintesi di cAMP in sedi limbiche, dove questo recettore abbonda, ma non nelle sedi legate alla motricit�. L’effetto antipsicotico di questo composto si desume esclusivamente dall’inibizione dell’evitamento condizionato osservata nel ratto (193). Questo farmaco induce potentemente l’immunoreattivit� per la proteina Fos nella corteccia prefrontale mediale del ratto e nello shell del nucleus accumbens, ma solo debolmente nello striato dorsolaterale (62). Quindi, il recettore D3 mesolimbico-mesocorticale si comporta nell’induzione di c-fos come il recettore D1 striatale e corticale, piuttosto che come quello D2; infatti, la sua stimolazione � seguita da un aumento dell’espressione e il suo blocco non influenza i livelli di immunoreattivit� Fos, mentre la stimolazione dei recettori D2 striatali non influenza tale immunoreattivit� e il loro blocco � seguito da un aumento dell’espressione di Fos.

L’RGH-1756 (1-(2-metossi-fenil)-4-(4-[4-(6-imidazo[2,1-b]-tiazolil)-fenossi]-butil)-piperazina dimetansulfonato) � un farmaco di recente sintesi che viene proposto come antipsicotico atipico sia sulla base della distribuzione dell’induzione di c-fos e dell’mRNA per il c-fos (80) (194), sia sulla base dei suoi effetti neuroendocrini (195) e comportamentali (196). Il farmaco ha una spiccata affinit� per i recettori dopaminergici D3 (197) di 100 volte superiore a quella che ha per i recettori D2 (80) (194). Lo studio, che ha esaminato in dettaglio gli effetti di questo inibitore D3 sull’induzione del c-fos (80), ha messo a confronto questi effetti con quelli dell’aloperidolo e della clozapina con una tecnica �a doppia immagine�, cio�, di immunoistochimica per l’espressione del c-fos e di istochimica per l’ibridizzazione in situ del mRNA per il c-fos. Questa tecnica ha consentito di evidenziare l’induzione da parte dell’RGH-1756 di un forte aumento dell’espressione di c-fos nel nucleo centrale della stria terminale, nell’isola major del Calleja e nello shell del nucleus accumbens; un aumento moderato nel core del nucleus accumbens septi, nello striato, nel nucleo amigdaloideo centrale, nel nucleo del tratto solitario e nel nucleo parabrachiale; un aumento lieve nella corteccia prefrontale, nel setto laterale, nel rafe, nel locus coeruleus, nei nuclei ventromediale e sopraottico dell’ipotalamo; un aumento minimo nel nucleo arcuato dell’ipotalamo, infine nessuna variazione significativa nelle due divisioni, parvocellulare e magnocellulare, del nucleo paraventricolare dell’ipotalamo e nell’ippocampo (aree da CA1 a CA4) (80). Come risulta evidente, oltre alle aree implicate nella psicosi, sono interessate anche le aree che fanno parte del �circuito dell’ansia-paura� (198)(203), che si presume sia disfunzionante nel disturbo di panico (204) e che risponde con un aumento dell’espressione di c-fos agli stimoli fobigeni (205) (206). � importante sottolineare che la procedura sperimentale comprendeva dei controlli per evitare di rilevare aumenti non specifici indotti dallo stress (80). Tali aree non rispecchiano perfettamente la distribuzione dei recettori D3 (176) (207) (208), n� del loro mRNA (209). � da notare che non vi era perfetta sovrapposizione tra l’induzione di c-fos e i livelli di mRNA per il c-fos osservati con la somministrazione di RGH-1756, ma anche degli altri antipsicotici utilizzati nello studio (80), ma tali discrepanze tra livelli di sostanza e livelli del suo mRNA si osservano frequentemente in molti contesti sperimentali (210)(215). La tecnica della doppia immagine ha consentito di identificare i neuroni che esprimevano il c-fos dopo stimolazione con ogni farmaco. L’aloperidolo e l’RGH-1756 condividevano solo alcuni neuroni nello striato, e ci� era da attendersi, vista l’alta affinit� dell’aloperidolo per i recettori D2 e la relativamente bassa preferenza per i recettori D3 (176) (216), in contrasto con l’RGH-1756 (196); tuttavia, l’RGH-1756 e la clozapina, nonostante la loro preferenzialit� simile nei confronti del recettore D3 rispetto al D2, pi� spiccata per il primo che per la seconda (176) (216), inducevano il c-fos nel nucleus accumbens septi e nell’isola major del Calleja in cellule diverse (80). La multirecettorialit� della clozapina (217)(219), a confronto con la relativa specificit� dell’RGH-1756, potrebbe giustificare l’induzione differenziale di c-fos tra i due farmaci e la bassa sovrapposizione dei neuroni che lo esprimono in queste sedi.

Il ligando sigma panamesina (o EMD 57445, (5S)-(–)-5-[4-idrossi-4-(1,3-benzodiossol-5-il)-piperidin-1-il-metil]-3-(4-metossifenil)-ossazolidin-2-one, HCl) � un farmaco biciclico che blocca i recettori sigma, come l’aloperidolo e diversamente dal rimcazolo, che � un agonista dei recettori sigma (220). La panamesina non ha effetti sui recettori serotoninergici o sul turnover della serotonina (221), � priva di affinit� per i recettori muscarinici, pur evidenziando lievi effetti anticolinergici (137), non occupa i recettori dopaminergici, ma aumenta il turnover della dopamina nella corteccia prefrontale, nello striato e nel nucleus accumbens (222) e, ad alte dosi, riduce il numero dei recettori D2 in quest’ultimo nucleo (223). Il suo metabolita EMD 59983 tuttavia, ha affinit� per i recettori D2 e D3, che potrebbe spiegare l’attivit� clinica antipsicotica del farmaco precursore (224). La panamesina blocca gli effetti comportamentali (locomozione, stereotipia, aggressivit�, psicostimolazione) degli agonisti dopaminergici non specifici apomorfina, amfetamina e cocaina, ma anche degli agonisti selettivi per i gruppi recettoriali D1 e D2, degli antagonisti competitivi e non competitivi dei recettori NMDA, degli antagonisti dei recettori adenosinici e degli agonisti oppioidi m (225). Somministrata nel volontario sano, la panamesina ha migliorato i parametri relativi al sonno (226). Dopo un trattamento per 2-4 settimane con una dose di 60 mg, i recettori D2 striatali risultano occupati in misura simile a quella di un classico neurolettico (224), presumibilmente da parte del suo metabolita EMD 59983. Nella schizofrenia, in un primo studio in aperto, condotto su 12 pazienti, la panamesina ha evidenziato un miglioramento sintomatologico alla dose di 60 mg pro die dopo 4 settimane in circa la met� del campione, ma anche un aumento della prolattinemia, dovuta al metabolita, mentre non furono osservati effetti collaterali extrapiramidali (227). In un secondo studio (138), tuttavia, sempre condotto su 12 pazienti a dosaggi fino a 60 mg pro die per 4 settimane, pur confermando una buona efficacia in poco pi� della met� dei 7 pazienti che hanno terminato lo studio, furono rilevati effetti collaterali extrapiramidali in 2 casi e irrequietezza in uno. In un terzo studio in aperto, condotto su 12 pazienti, 6 uomini e 6 donne con schizofrenia secondo il DSM-III-R, solo i 5 (4 donne) che hanno ottenuto dei vantaggi terapeutici, peraltro di entit� moderata, hanno terminato lo studio (i drop-out sono stati 7, per lo pi� per inefficacia) (228). L’efficacia di questo agente antisigma nella schizofrenia, basandosi su questi risultati preliminari di tre studi in aperto, sembra abbastanza modesta. L’unico studio che ha indagato gli effetti della panamesina sull’induzione di geni immediati precoci � stato uno dei primi studi sperimentali di base che hanno proposto il farmaco come atipico (65). Questo studio ha messo in evidenza un’induzione del c-fos che era maggiore nella corteccia piriforme, seguita dalle aree ippocampali CA1-3 e dal giro dentato, dai nuclei mediali dell’abenula; poi solo a dosaggi pi� alti, si otteneva un segnale rilevabile anche nel caudoputamen, nel nucleus accumbens e nel nucleo settale laterale, mentre segnali pi� deboli erano presenti nell’amigdala, nei corpi mammillari, nelle isole maggiore e minori del Calleja e nel tubercolo olfattorio. Nell’ipotalamo solo a dosaggi altissimi si riusciva ad ottenere un segnale di ibridizzazione del c-fos nell’eminenza mediana, mentre non vi era alcuna induzione nel tronco encefalico e nel cervelletto (65). Nonostante il pattern da antipsicotico ottenuto con lo studio sul c-fos, alla visualizzazione dei recettori dopaminergici con la PET e clinicamente il farmaco si � comportato pi� come un neurolettico classico che come un atipico.

L’E-5842 (4-(4-fluorofenil)-1,2,3,6-tetraidro-1-[4-(1,2,4-triazol-1-il)butil]piridin citrato) e un ligando s1 (136). Alla sua somministrazione in cronico consegue un’up-regulation dei livelli di mRNA di questi recettori, a differenza di quanto accade con la somministrazione cronica di clozapina e aloperidolo, che non influenzano tali livelli (229). Sia la somministrazione acuta che quella cronica di E-5842 ha aumentato nello striato i livelli di fosfolipasi C, un enzima implicato nella risposta alla stimolazione del ciclo dell’inositolo fosfato; in acuto vi era un aumento anche nell’ippocampo, mentre in cronico anche nella corteccia prefrontale, dove si registrava un aumento della subunit� proteica Gq11a (230), che appartiene ad una proteina la cui stimolazione risulta nell’attivazione della fosfolipasi C (231). Una down-regulation dell’adenilil ciclasi I, ma non degli altri isoenzimi, era evidente solo in cronico nella corteccia frontale, ma non nello striato o nell’ippocampo di ratto (232). Dopo somministrazione ripetuta, il farmaco induce un’up-regulation della subunit� 2A del recettore glutamatergico NMDA nella corteccia prefrontale mediale, frontotemporale e cingolata e nello striato dorsale, mentre nel nucleus accumbens induce una down-regulation; induce altres� un’up-regulation della subunit� GluR2 del recettore glutamatergico AMPA nella corteccia prefrontale mediale e nel nucleus accumbens e una down-regulation nello striato dorsolaterale (233). Il trattamento in acuto con E-5842 ha elevato i livelli del fattore di crescita dei fibroblasti-2 (FGF-2) nella corteccia prefrontale, nello striato, nell’ipotalamo e nell’ippocampo di ratto, mentre quello cronico li ha elevati nella corteccia prefrontale e nello striato e li ha ridotti nell’ipotalamo (234). Il farmaco ha un profilo di induzione del c-fos simile a quello della clozapina, in quanto lo induce nella corteccia prefrontale e nel nucleus accumbens, ma non nello striato (47).

Oltre i composti con affinit� solo per i recettori D3, D4 o sigma �oppioidi�, tra gli antipsicotici atipici vengono classificati anche farmaci con propriet� esclusive a carico dei recettori colinergici. Lo PTAC ((5R,6R)6-(3-propiltio-1,2,5-tiadiazol-4-il)-1-azabiciclo[3.2.1]ottano) � un ottano diazolico con propriet� comuni ad alcuni atipici come la clozapina, l’olanzapina e la fluperlapina, che risultano agonisti parziali dei recettori colinergici muscarinici M2 ed M4, inibendo invece i recettori M1, M3 ed M5; eppure, questo farmaco, che � privo di significativa affinit� per tutti i recettori dopaminergici e per tutti gli altri recettori neurotrasmettitoriali, ha efficacemente bloccato l’aumento dell’espressione della proteina M5 del Fos nel ratto indotto dalla destroanfetamina e ha ridotto nello stesso animale la frequenza di scarica neuronale spontanea dei neuroni dopaminergici in acuto ed il numero di neuroni spontaneamente attivi in cronico nell’area ventrale del tegmento, senza interferire con l’attivit� dei neuroni dopaminergici dell’area A9 (substantia nigra, pars compacta) (60) (61); questo farmaco ha inoltre inibito i comportamenti indotti dagli agonisti della dopamina e la risposta di evitamento passivo, paradigmi classici di valutazione dell’attivit� antipsicotica, senza indurre catalessi o ipersalivazione (61). Lo PTAC ed il farmaco strutturalmente simile (5R,6R)-6-(3-butiltio-1,2,5-tiadiazol-4-il)-1-azabiciclo[3.2.1]ottano) (BuTAC) (235), sebbene sprovvisti di attivit� sui recettori dopaminergici, contrastano gli effetti mediati attraverso i recettori D1 e D2 (236); lo PTAC riduce l’autosomministrazione di cocaina nel ratto in modo analogo a quello dei classici neurolettici (237).

Un altro farmaco ad azione prevalente muscarinica, la xanomelina (LY246708/NNC11-0232; 3(3-esillossi-1,2,5-tiadiazol-4-il)-1,2,5,6-tetraidro-1-metilpiridina), � un agonista selettivo M1, con affinit� pi� bassa per i recettori M2 (238), M3 (239), M4 (240) (al quale si lega con affinit� abbastanza elevata (241)), M5 (240), 5-HT1A (240), 5-HT1B (240) e 5-HT2 (240), risultando agonista per tutti e antagonista solo per i recettori del gruppo dei 5-HT2 (240). Questo farmaco, stimolando il recettore M1, attiva il ciclo dell’inositolo-fosfato (242) (243) e induce la ossido nitrico sintetasi, aumentando la risposta basale del recettore al suo ligando naturale (243) (244), nonostante l’�irreversibilit� del suo legame con il recettore (245). Come evidenziato da studi PET, il farmaco viene presto captato dal cervello, dove occupa i recettori M1 (246). Il farmaco � stato inizialmente provato nel morbo di Alzheimer (247), nel quale ha ottenuto un miglioramento sia della sintomatologia cognitiva che di quella comportamentale (248) (249), prevenendo il deterioramento cognitivo (250). Il legame agonistico M4, simile a quello di altri antipsicotici del gruppo delle benzo-X-azepine (clozapina, olanzapina) (241), l’inibizione delle sterotipie da apomorfina (241) e del firing neuronale selettivo nell’area A10 (241) e l’aumento del turnover della dopamina (239) hanno fatto s� che la xanomelina fosse proposta come un antipsicotico atipico (241). L’aumento del turnover della dopamina sarebbe conseguenza dell’attivazione di eterorecettori presinaptici M1 posti sulle terminazioni dopaminergiche nigrostriatali (239). Non sono ancora disponibili dati sulla sperimentazione clinica della xanomelina nella schizofrenia. Nell’unico studio che si � focalizzato sugli effetti della xanomelina sui geni immediati precoci (76), sono stati indagati il c-fos e lo zif268; la xanomelina ha aumentato i livelli di ambedue i geni immediati precoci sia nel nucleus accumbens che nella corteccia prefrontale, ma non nello striato (76), confermando il profilo da antipsicotico atipico.

Il perospirone (SM 9018, cis-2-[4-[4-(1,2-benzisotiazol-3-il)-1-piperazinil]butil]-esaidro-1H-isoindol-1,3(2H)-dione cloridrato o cis-2-[4-[4-(1,2-benzisotiazol-3-il)-1-piperazinil]butil]-1,2-cicloesanedicarbesimide), in contrasto a quello che farebbe pensare il suo nome chimico convenzionale, non � un’arilpiperazina azaspirodecanedionica come i vari buspirone, gepirone, ipsapirone e tiospirone, ma un farmaco che comprende una struttura indolica che lo avvicina pi� al sertindolo. Il farmaco � antagonista forte dei recettori 5-HT2A (251) (252), D2 (251) (252) e 5-HT1A (252) nell’ordine, con moderata affinit� per i recettori a1-adrenergici e D1 e senza affinit� significativa sui recettori GABAergici, glutamatergici, oppioidi, a2-adrenergici e sigma (252). Nell’ippocampo e nel setto laterale si lega in vitro ai recettori 5-HT1A e nella corteccia, nel nucleus accumbens e nello striato si lega ai recettori 5-HT2A, mentre il suo legame ai recettori D2 � incompleto (253); la sua maggiore propensione per il legame ai recettori 5-HT2A rispetto a quello ai D2 � stato confermato anche in vivo (254). Aumenta il turnover della dopamina, ma non quello della noradrenalina e della serotonina, nella corteccia prefrontale e nello striato di ratto (255) e ha un potenziale cattalettogeno inferiore a quello dei classici neurolettici (256). La sua somministrazione cronica non induce ipersensibilit� del sistema dopaminergico o di quello serotoninergico (257), n� altera la sensibilit� dei recettori D2 striatali, 5-HT2A corticali o 5-HT1A postsinaptici ippocampali (258). Nonostante la sua affinit� per i recettori D1 sia simile a quella dell’aloperidolo, in vivo � meno efficace di quest’ultimo nel bloccare i movimenti masticatori indotti da agonisti D1 (259). Come l’aloperidolo, riduce la liberazione di acetilcolina nello striato evocata dall’agonista D2 quipirolo (LY 171,555), ma � meno efficace di ridurre quella evocata dalla stimolazione ad alta frequenza (260). Nell’area ventrale del tegmento riduce sia l’inibizione che l’attivazione del firing neuronale indotti dalla metamfetamina (261), facendo presupporre che potrebbe attivare l’attivit� dei neuroni a proiezione mesocorticale e indurre quella a proiezione mesolimbica. Il perospirone � attivo anche in paradigmi animali della paura condizionata e di interazione sociale, dimostrando propriet� ansiolitiche (262) (263). Nell’uomo si ha una sola citazione di una somministrazione in doppio cieco di perospirone contro aloperidolo in pazienti schizofrenici; il perospirone risultava simile all’aloperidolo nella riduzione dei sintomi positivi della schizofrenia e superiore nella riduzione dei sintomi negativi (264). Il farmaco � stato testato in uno studio (58) per l’induzione del c-fos soltanto nel nucleus accumbens e nello striato dorsolaterale insieme ad altri antipsicotici, atipici e tipici. Si � rilevato un aumento nelle due strutture con tutti i farmaci, ma inferiore con gli atipici e con il perospirone a quella indotta dai neurolettici classici; inoltre, la differenza tra induzione nell’accumbens septi e induzione nello striato dorsolaterale favoriva l’accumbens per quanto concerneva gli atipici e il perospirone (58), conferendo il carattere di atipicit� a quest’ultimo. Anche in un altro studio il perospirone ha evidenziato una capacit� inferiore a quella dell’aloperidolo di indurre il c-fos nello striato di ratto, proprio grazie al suo antagonismo recettoriale 5-HT2A, mentre il legame sui recettori 5-HT1A sembra ininfluente a questo riguardo (265).

La ritanserina (R 55.667, 6-[2-[4-(bis(p-fluorofenil)metilene)piperidino]etil]-7-metil-5H-tiazolo[3,2-a]pirimidin-5-one, un farmaco con affinit� per i recettori 5-HT2A/2C, 5-HT1A e 5-HT7, ma con moderata-bassa affinit� per i recettori dopaminergici D2, D3 o D4, H1 istaminici e a1, e a2 adrenergici) non ha indotto variazioni significative dell’espressione del c-fos in queste aree cerebrali in tre studi (28) (29) (88). Ci� dimostrerebbe la specificit� del blocco dei recettori dopaminergici del gruppo D2 nell’induzione del c-fos in queste specifiche aree cerebrali iii. L’NNC 22-0031 (4-(6-fluoro-1,2-benzisossazol-3-il)-1-(3-(3,4-metilenediossihenilcarbamoilossi) propil)piperidina, una piperidina con un profilo di inibizione recettoriale simile per alcuni aspetti a quello della clozapina, con affinit� per i recettori del gruppo dei D2, per i D1, per i 5-HT2A/2C e per gli a1-adrenergici (266), con selettivit� mesolimbica e basso potenziale di induzione di effetti collaterali extrapiramidali (267)) ed il sertindolo (Lu 23174, 1-[2-[4-[5-cloro-1-(p-fluorofenil)indol-3-il]piperidino]etil]-2-imidazolidinone, un farmaco ad alta affinit� per i recettori 5-HT2A, dovuta alla sua struttura indolica, e per i recettori a2-adrenergici, dovuta presumibilmente alla sua struttura imidazolinica; ragionevolmente, � attivo anche sui recettori imidazolinici ed � possibile che alcuni suoi effetti cardiaci siano dovuti a questi ultimi due tipi di recettori, anche se i recettori 5-HT2A sono pure coinvolti nella regolazione della pressione arteriosa; il farmaco, gi� in commercio come antipsicotico, � stato ritirato per essere stato associato a morte improvvisa; la sua affinit� per il gruppo di recettori D2 � relativamente bassa; sono stati sperimentati in uno studio per l’induzione di c-fos solo nello striato dorso-laterale e nella corteccia prefrontale mediale; in quest’ultima, i farmaci indussero nettamente l’espressione di c-fos, mentre nel setto l’induzione fu di entit� bassa-moderata (21).

L’M100907 (MDL 100,907 [R(+)-alfa-(2,3-dimetossifenil)-1-[2-(4-fluorofeniletil)]-4-piperidina-metanolo]) � un potente bloccante del recettore 5-HT2A (268), discreto dei recettori 5-HT3 (269) e debole dei recettori a1-adrenergico e D2 (268). La sua alta selettivit� 5-HT2A lo ha reso un ottimo marcante della localizzazione cerebrale di questi recettori nell’animale sperimentale (270)(272) e nell’uomo, in vivo (273) (274) e post mortem (275). L’adeguatezza del farmaco come radiomarcante dei recettori 5-HT2A ha consentito l’esecuzione di studi che indagano l’occupazione recettoriale in rapporto al dosaggio, in modo da ridurre l’intervallo utilizzato negli studi dose-finding (276) e che hanno indicato un’occupazione recettoriale di almeno il 90% dopo una dose orale giornaliera di 20 mg in due pazienti, di cui uno � migliorato di poco e l’altro peggiorato di poco (277). L’M100907 � stato inserito tra gli antipsicotici atipici sperimentali sulla base della sua selettivit� sui neuroni dell’area ventrale del tegmento (278) e dell’inibizione della locomozione da dizocilpina (279) o da amfetaminici (in tre studi (280)(282), ma non in altri due (283) (284)). Questo farmaco induce un aumento transitorio e tollerabile nei livelli di neurotensina accumbale e striatale qualitativamente simile a quello della clozapina e diverso da quello indotto dall’aloperidolo (285), a conferma della sua atipicit�. Il farmaco potenzia il rilascio di dopamina dalle terminazioni dopaminergiche nella corteccia prefrontale (286), dove facilita la trasmissione glutamatergica NMDA-mediata (287) e protegge tale trasmissione dal blocco mediato dalla fenciclidina (288). Anche nell’ippocampo facilita la trasmissione glutamatergica mediata dal recettore NMDA, coadiuvando il potenziamento a lungo termine (289). L’M100907 � pi� efficace nell’inibire gli effetti del blocco NMDA che dell’attivazione dopaminergica (290). � attivo in tutti i test sperimentali dell’inibizione della trasmissione glutamatergica mediata dal blocco del recettore NMDA indotto da fenciclidina o dizocilpina, ribaltando tale blocco, come nell’inibizione latente (prepulse) (291), un test comunemente accettato come un paradigma animale adeguato della schizofrenia (292), dell’immobilizzazione (293), o dell’iperlocomozione (279). Per la facilitazione/protezione della trasmissione glutamatergica NMDA mediata sembra importante il blocco del recettore 5-HT2A (294) e la contemporanea inibizione di recettori 5-HT2C o 5-HT7 da parte di farmaci ad azione mista riduce l’effetto di facilitazione/protezione (295), anche se uno studio ha indicato nel recettore 5-HT2C il vero inibitore della trasmissione glutamatergica NMDA-mediata nel cervelletto (296). La selettivit� per l’area A10 rispetto all’area A9 indicherebbe un basso potenziale di produzione di effetti extrapiramidali (276); tuttavia, la somministrazione ripetuta di M100907 altera significativamente l’attivit� neuronale e le caratteristiche di firing nella pars compacta della substantia nigra (297). La somministrazione del farmaco non ha indotto il c-fos nello striato, n� nelle aree dove si osserva un aumento del Fos dopo somministrazione di fenciclidina, cio� nella corteccia cingolata anteriore, nella corteccia agranulare insulare, nella corteccia piriforme, nel nucleus accumbens septi, nel nucleo paraventricolare talamico anteriore e nel nucleo settale ventrolaterale; per� nelle stesse sedi ha antagonizzato l’effetto inducente della fenciclidina sul c-fos (77).

RMI-81,582 (o Ex 11.582 A; 2-cloro-11-[3-(dimetilamino)propilidene]morfantridina) � un farmaco con propriet� 5-HT2A e D1 e D2 bloccanti (298). � simile alla clozapina per il fatto di occupare di pi� i recettori 5-HT2A che quelli D2 sia nello striato che nella corteccia prefrontale, ma ha rispetto alla clozapina � un pi� forte antagonista D1 (298). Il farmaco inibisce la trasmissione 5-HT3-mediata nella corteccia prefrontale mediale (299) (300), cingolata (301) ed entorinale (301) nel ratto, pur non legandosi sul recettore 5-HT (299). Nell’area ventrale del tegmento, l’RMI-81,582 riduce l’iperattivit� dei neuroni dopaminergici come la clozapina, con meccanismo 5-HT3/4-dipendente (302). La sua somministrazione in acuto induce una riduzione del numero dei recettori serotoninergici del gruppo 5-HT2 nella corteccia frontale di ratto (140). Nel caudoputamen di ratto, la sostanza aumenta il turnover della dopamina, senza aumentarne il turnover (303). Il farmaco inibisce la psicostimolazione e locomozione da acido anfonelico nel topo (304) e la stereotipia da apomorfina nel ratto con lesione unilaterale del tratto nigrostriatale (305). Per quanto concerne gli effetti neuroendocrini, l’RMI-81,582 ha una transitoria azione iperprolattinemizzante nell’uomo (139), mentre nel ratto aumenta con meccanismo D1-modulato (negativamente) e neurotensina-mediato l’attivit� dei neuroni tubero-infundibolari (A14) (306), che inibiscono la secrezione di prolattina con meccanismo D2-dipendente (307) e la aumentano con meccanismo D5-dipendente (308). A questo riguardo, l’RMI-8111,582 assomiglia agli altri antipsicotici atipici, in contrasto con i neurolettici classici (309). Inoltre, induce in acuto una forte riduzione della secrezione di ACTH e cortisolo (310). L’RMI-81,582 � stato provato nella schizofrenia in uno studio in aperto, condotto alla fine degli anni Settanta (139), che ha riportato effetti positivi in 10 di 12 pazienti di sesso maschile con schizofrenia acuta o cronica; il miglioramento era pi� pronunciato nei pazienti al loro primo ricovero. Malgrado il risultato promettente, il farmaco non � stato pi� sperimentato e l’interesse sperimentale per esso � scemato negli anni. Per l’induzione dei geni precoci, questo farmaco � stato provato solo in uno studio (22); ha indotto aumenti nell’espressione di c-fos nella corteccia prefrontale, nel setto laterale, nel nucleus accumbens septi e nello striato ventrale, mentre nello striato laterale l’aumento non era significativo.

Atipici tiazolici: NRA0045, NRA0215 e NRA0160

Questi farmaci sono dei nuovi antipsicotici. L’NRA0045 [(R)-(+)-2-Amino-4-(4-fluorofenile)-5-[1-[4-(4-fluorofenile)-4-ossobutil] pirrolidin-3-il]tiazolo] e il NRA0215 (2-carbamoil-4-fenil-5-[2-[4-(4-fluorobenzilidene)piperidin-1-il]etil]tiazolo) hanno alta affinit� per i recettori dopaminergici D4, serotoninergici 5-HT2A, nonch� per i recettori a1 adrenergici (81). L’altro piperidiniltiazolo, l’NRA0160 (2-Carbamoil-4-(4-fluorofenil)-5-[2-[4-(3-fluorobenzilidene)piperidin-1-il]etil]tiazolo, � selettivo e con alta affinit� per i soli recettori dopaminergici D4 (81). In particolare, l’NRA0045 e l’NRA0160 hanno affinit� altissime per il sottotipo recettoriale D4, ma differiscono per la loro affinit� per le varianti recettoriali; il primo ha affinit� pi� alta per la variante D4.7, un po’ meno per la variante D4.4 e nettamente inferiore per la variante D4.2 (311), mentre il secondo ha la sua maggiore affinit� per la variante D4.2, meno per la variante D4.4 e molto meno per la variante D4.7 (312). L’NRA0045 ha un’elevatissima affinit� per il recettore a1-adrenergico e di poco superiore a quella per il recettore 5-HT2A; le affinit� per questi due recettori sono inferiori solo a quelle per le varianti recettoriali D4.7 e D4.4, mentre ha anche una discreta affinit� per i recettori D1, debole affinit� per i recettori s1 e D3, � quasi inattivo sui recettori 5-HT1A, 5-HT2C, a2-adrenergici, A1 adenosinici, D2 e sul trasportatore della dopamina (311) (313). Per contro, l’NRA0160 ha affinit� moderata per i recettori D3, inferiore per i 5-HT2A e ancora meno per i recettori a1-adrenergici, mentre scarsa � la sua affinit� per gli altri recettori (312). L’NRA0215 ha altissima affinit� per il recettore D4 (leggermente inferiore rispetto agli altri due composti tiazolici), alta affinit� per il recettore 5-HT2A, un po’ meno per il recettore a1-adrenergico e affinit� moderata per i recettori dopaminergici D1 e D3, scarsa per il D2 (314). Il legame dell’NRA0045 sul recettore D4 � di tipo antagonistico competitivo (315). La somministrazione intraperitoneale di NRA0045 induce in vivo nel ratto l’occupazione dei recettori a1-adrenergici e 5-HT2A frontocorticali, ma non quella dei recettori D2 o D3 striatali, accumbali o delle isole del Calleja (316). Sempre per via intraperitoneale, l’NRA0045 riduce la motilit� spontanea meno della clozapina e dell’aloperidolo, previene l’iperattivit� da metamfetamina, ribaltandone gli effetti inibenti sull’attivit� dei neuroni dell’area ventrale del tegmento di Tsai, ma influisce meno sulla stereotipia da metamfetamina (311), essendo senza effetti sull’inibizione dell’attivit� neuronale nigrale indotta dalla stessa metamfetamina, mentre la clozapina ribalta gli effetti della metamfetamina in ambedue le aree cerebrali (317). Anche l’NRA0160 inibisce l’iperlocomozione da metamfetamina e influisce meno sulle stereotipie da metamfetamina (312), ribaltando efficacemente l’inibizione del firing indotto nell’area A10 sia dalla metamfetamina che dall’apomorfina, mentre risulta meno efficace nella substantia nigra, pars compacta (area A9) (318). Inoltre, l’NRA0045 blocca l’inibizione latente (prepulse) da apomorfina e riduce l’aumento della latenza dell’attivit� natatoria indotto dall’antagonista NMDA/ligando sigma fenciclidina nel ratto, nell’ambito dell’esperimento del labirinto ad acqua (317). Finora non sono stati pubblicati studi clinici nella schizofrenia che prevedessero l’impiego di questi composti. Tutti e tre questi farmaci sono stati indagati in uno studio per la loro attivit� sull’induzione del c-fos (81). L’NRA0045 ha indotto un aumento significativo dell’espressione di c-fos nel nucleus accumbens, che per� non era dose-dipendente, mentre l’aumento nella corteccia prefrontale era maggiore e dose-dipendente (81). L’NRA0160 ha indotto un aumento dose-dipendente non significativo nel nucleus accumbens, mentre nella corteccia prefrontale, il forte aumento conservava caratteri di dose-dipendenza (81). L’NRA0215 induceva un aumento significativo con la sola dose inferiore nella corteccia prefrontale, ma non ha indotto aumenti significativi nel nucleus accumbens (81). Nessuno di questi farmaci ha indotto variazioni significative nell’espressione di c-fos nello striato (81).

Butirrofenoni: aloperidolo e melperone; Indoli: molindone

Il neurolettico che in letteratura � stato maggiormente studiato per gli effetti di induzione dell’espressione genica del c-fos � l’aloperidolo (R 1625, R 13.672 (decanoato), 4-[4-(p-clorofenil)-4-idrossipiperidino]-4’-fluoro-butirrofenone, un farmaco a spiccata preferenza per i recettori del gruppo D2 rispetto a quella per i recettori del gruppo D1, con molto maggiore affinit� per i recettori D2 che per quelli D3 e D4, con discreta attivit� anti-5-HT2A, anti a1-adrenergica e poca antimuscarinica; scarsissima l’affinit� per i recettori H1 istaminici). L’aloperidolo e la sulpiride sono stati gli unici composti ad essere stati provati per l’attivit� induttiva a carico dei geni immediati precoci a livello ippocampale (35) (37) (41). L’aloperidolo induce c-fos nell’area CA1 (35), ma non nell’area CA3 (37) di ratto; inoltre, induce l’espressione di c-fos, FosB, FRA1 e JunD a livello dell’ippocampo di topo considerato nella sua globalit�, ma non influisce significativamente sull’espressione delle proteine Jun globali (41). L’aloperidolo e la metoclopramide sono inoltre gli unici farmaci valutati per la loro azione induttiva a carico del c-fos a livello del nucleo entopeduncolare e della parte reticolata della sostanza nera (A9), sede di interneuroni GABAergici che proiettano sulla parte compatta e che raccolgono la retroazione di neuroni striatali GABAergici che co-immagazzinano e co-rilasciano sostanza P, agendo ad inibire il firing (frequenza di scarica neuronale) dei neuroni dopaminergici nigrostriatali. A questo livello, l’aloperidolo ha aumentato l’espressione di c-fos in tre studi (32) (40) (43). Nel tubercolo olfattorio, questo farmaco induce un aumento dell’espressione di c-fos in acuto, seguito da una riduzione dopo trattamento cronico, mentre non altererebbe significativamente tale espressione dopo trattamento sia acuto che cronico nelle viciniori isole minori del Calleja (59).

A livello dello striato, considerato globalmente, l’aloperidolo aumenta l’espressione di c-fos (1)(4) (7) (11) (12) (22) (24) (30) (33) (40) (42) (45) (46) (54) (55) (63) (71) (80) (83) (85) (86) (248); tale aumento risulta sia dall’aumento in sede dorso-laterale che in sede ventrale (6) (8) (22) (23) (25) (28) (35) (36)(38) (43) (49) (50) (53) (56)(59). Anche il melperone ed il molindone lo indurrebbero in sede ventrale (22), mentre il solo molindone sarebbe attivo a questo riguardo nella regione latero-dorsale (22). Solo per l’aloperidolo a livello dello striato � stata indagata l’azione d’induzione di altri IEG che � risultata significativa per il DFosB, lo zif-268, il FRA1 (uno studio (20)), il Krox-24 (20), l’ngf-1A (30), l’arc (74) il TIS8/egr-1 (85) ma non per l’ETR101 (2); mentre dati contrastanti emergono in pochi studi riguardo il c-jun (per due studi l’azione � significativa (2) (55) e per altri due no (27) (51)), il JunB, sul quale l’effetto d’induzione in acuto (20) (24) (30) (51) (54) (63), verrebbe perso in cronico (54), e il JunD (in uno studio azione significativa (20) ed in un altro non significativa (51)). A livello del nucleus accumbens, l’aloperidolo esercita un’azione induttiva nei confronti del c-fos e del FRA1 (fatta eccezione per l’isola major del Calleja (25) (20) (59)), del DFosB, dello zif-268, del Krox-24, dell’NGF-1A, del JunD e del JunB (tranne che in uno studio (54)). L’induzione di c-fos da parte dell’aloperidolo nel nucleus accumbens si estrinseca sia a livello dello shell (23) (25) (35)(37) (49) (50) (53) (59) che del core (25) (35)(37) (49) (50) (53) (59); il trattamento cronico, mentre nel core indurrebbe una tolleranza all’effetto induttivo, nello shell avrebbe un effetto persistente (59).

Il melperone (4’-fluoro-4-(p-metilpiperidino)butirrofenone, un butirrofenone con profilo recettoriale da antipsicotico atipico, caratterizzato da una pi� alta affinit� per i recettori 5-HT2A/C che per i recettori dopaminergici D2 e da un’affinit� per i recettori D4 pi� alta che per qualsiasi altro neurolettico attualmente in commercio, ad eccezione della clozapina; esso possiede una capacit� di bloccare i recettori 5-HT2A corticali senza indurre down-regulation (140) ed ha inoltre propriet� antiaritmiche (319), e il molindone (3-etil-6,7-diidro-2-metil-5-(morfolinometil)indol-4-(5H)-one, un indolo con profilo da antipsicotico atipico, caratterizzato da un’alta affinit� per i recettori 5-HT2A/2C e moderata affinit� per i recettori D2 (142)), valutati solo nello studio di Robertson et al. (22), aumentano l’espressione del c-fos con un pattern simile a quello dell’aloperidolo, eccetto che per l’azione induttiva anche a livello della corteccia prefrontale mediale (22), dove l’aloperidolo � inattivo (11) (13) (15) (22) (25) (28) (42) (35) (49) (54) o solo debolmente attivo (3) (4) (21), ma dove in cronico si registrerebbe una persistente attivit� Fos (35). Diversamente dalle cortecce prefrontale e temporale (8) (35), dove l’aloperidolo non ha un’attivit� d’induzione significativa verso il c-fos, nonch� verso il DFosB (in cronico (52)) e verso il JunB (54) nella sola corteccia prefrontale mediale, nelle cortecce entorinale e piriforme questo farmaco induce nel ratto e nella scimmia il c-fos (8) (35) (37) (42) (50), il FRA1 ed il JunD nel topo (41), mentre non induce le proteine Jun nella loro totalit� nel topo (41). Anche in queste sedi corticali, come nelle cortecce prefrontale mediale e temporale, si registra un’attivit� Fos persistente dopo trattamento cronico con aloperidolo (35). Al contrario, nella corteccia frontale ed in quella cingolata questo farmaco indurrebbe riduzioni non significative dell’espressione di c-fos in acuto, mentre la riduzione sarebbe significativa a carico della corteccia parietale; il trattamento cronico stabilizzerebbe queste riduzioni rendendole tutte statisticamente significative (59). L’aloperidolo ha indotto l’espressione di c-fos nell’amigdala (33) e nel talamo (16) (17) (32) nei pochi studi centrati su queste due aree. L’effetto induttivo a livello talamico � risultato moderato in due studi (29) (33) e andava incontro a tolleranza in cronico (33).

A livello del setto, sia il melperone che il molindone (22) aumentano l’espressione di c-fos nel nucleo settale laterale, mentre l’aloperidolo ha fornito risultati contrastanti; sei studi hanno messo in evidenza un aumento dell’espressione di c-fos (5) (22) (28) (35) (46) (49) e altri sei un effetto non significativo (1) (6) (9) (11) (25) (37); un effetto marginale � stato evidenziato in due studi (3) (21). Un’assenza di induzione del c-fos da parte dell’aloperidolo � stata messa in evidenza a livello del nucleo settale mediale in uno studio (25), che ha invece evidenziato un’induzione a livello del nucleo setto-ipotalamico. La somministrazione del solo aloperidolo � stata valutata in cronico nel nucleo settale laterale per quanto riguarda l’induzione di altri geni immediati precoci: non si sono notate induzioni n� per il DFosB (52), n� per i FRA (20). Gli altri composti che posseggono gruppi di tipo indolico (perospirone e sertindolo) vengono trattati insieme agli antipsicotici atipici in quanto hanno strutture pi� complesse; tuttavia, essi hanno un profilo di induzione di geni immediati precoci pi� simile a quello del molindone di quanto quest’ultimo non assomigli a quello dell’aloperidolo.

Benzoamidi sostituite: sulpiride, raclopride, nemonapride, eticlopride, metoclopramide, YM-43611, e remoxipride

La sulpiride (N-[1-etil-(2-pirrolidinil)metil]-5-sulfamoil-o-anisamide; RV 12309, (S)-(-)-N-[1-etil-(2-pirrolidinil)metil]-5-sulfamoil-o-anisamide, L-sulpiride), una benzoamide sostituita con relativamente bassa affinit� per i recettori 5-HT3 e 5-HT4, altissima affinit� per i recettori del gruppo D2, quasi equipotente per i D2 ed i D3 e un po’ meno per i D4, bassissima affinit� per i recettori del gruppo dei D1, infine bassa affinit� per quasi tutti i recettori degli altri neurotrasmettitori, � l’unico farmaco del gruppo per il quale � stata valutata l’induzione di vari geni immediati precoci a livello dell’ippocampo e della corteccia entorinale e piriforme, dove � stato dimostrato l’aumento di Fos, FRA 1 e di JunD, ma non del Jun (41); inoltre, per la sulpiride � stata valutata l’induzione di c-fos sia in acuto che in cronico nel tubercolo olfattorio e nelle isole minori del Calleja; una riduzione osservata in acuto nel tubercolo olfattorio non era pi� evidente dopo trattamento cronico (21 giorni) (59).

A livello dello striato, nella maggior parte degli studi, questi composti inducono il c-fos, tranne che a livello dello striato laterale/dorsale su cui esistono dati discordanti per la sulpiride, la quale eserciterebbe effetti positivi in uno studio (28) e non significativi in due (22) (59). Inoltre, uno studio non avrebbe trovato differenze significative tra animali di controllo ed animali trattati con sulpiride neanche a livello dello striato ventromediale o ventrolaterale, sia in acuto che in cronico, mentre sia nello striato dorsolaterale che in quello dorsomediale si sarebbe addirittura osservata una riduzione dell’espressione di c-fos dopo trattamento cronico (59). Per la sulpiride � stata provata, nello striato, anche un’induzione significativa dello zif-268 e del JunB, ma non dell’ETR101 e del JunD, mentre un effetto induttivo da modesto ad assai scarso sarebbe stato trovato per il c-jun (2) (51). Cinque di questi sei composti concordano nell’induzione di proteine Fos a livello del nucleus accumbens (shell e core) (2) (3) (22) (28) (34) (41) (53) (ma non la sulpiride in uno studio eseguito sia in acuto che in cronico (59)), ad eccezione della metoclopramide (4-amino-5-cloro-N-[2-(dietilamino)etil-2-metossi]benzamide, con affinit� per i recettori D2 e bassa affinit� per i D1), la quale a questo livello non dimostra effetti positivi (8) (22). Questo farmaco, nonostante la sua struttura chimica predica un’attivit� antipsicotica, viene utilizzato come antiemetico per la sua attivit� dopamino-bloccante nell’area postrema, mentre non ha mai dimostrato una concreta attivit� antipsicotica, forse perch� attraversa poco la barriera ematoencefalica, come anche altre benzoamidi sostituite, come la sulpiride e l’amisulpride, le quali, infatti, sono attive come antipsicotici a dosaggi piuttosto elevati, mentre a dosaggi pi� bassi avrebbero un effetto antidepressivo, in quanto a bassi dosaggi agirebbero preferenzialmente sugli autorecettori presinaptici D2, causando in tal modo un aumento della sintesi e della liberazione di dopamina. Tuttavia, la metoclopramide ha dimostrato una qualche attivit� induttiva del c-fos nel nucleo settale laterale, nello striato a tutti i livelli, ma non nella corteccia (22), per cui � ipotizzabile che negli animali sperimentali nei quali questo farmaco � stato provato nell’induzione di geni immediati precoci (ratti) via sia stato un certo grado di attraversamento della barriera ematoencefalica; nel nucleo settale laterale la metoclopramide induce il c-fos (22). Impiegando metoclopramide, in uno studio eseguito sulla scimmia, Deutch (1996) non ha evidenziato induzione a livello della corteccia entorinale e piriforme, n� in quella temporale (8). Lo studio di Wirthshafter (1995) ha dimostrato un aumento del c-fos nella substantia nigra pars reticulata e nel nucleo entopeduncolare da parte della metoclopramide (32). L’effetto sul DFosB � stato esplorato solo per la metoclopramide nello striato (10), dove � stata evidenziata un’induzione in cronico. Il DFosB � un gene immediato precoce che viene stimolato in cronico e rimane stabilmente alto, al contrario del c-fos, il cui aumento di espressione � in genere transitorio (14).

Invece, un’induzione a livello della isola major del Calleja � stata documentata solo per la raclopride (FLA 870, A 40.664, (-)-(S)-3,5-dicloro-N-[(1-etil-2-pirrolidinil)metil]-6-idrossi-o-anisamide, un farmaco ad alta affinit� per i recettori D2 e D3, con bassa affinit� per i D4 e per i recettori del gruppo dei D1 (142)) e per la nemonapride (o emonapride o YM-09151-2, (cis)-N-(1-benzil-2-metilpirrolidin-3-il)-5-cloro-2-metossi-4-(metilamino)benzamide, un farmaco con affinit� per tutti i recettori del gruppo dei recettori D2 e bassa affinit� per quelli del gruppo dei D1; in particolare, ha alta affinit� per i recettori D4, per i recettori D2 ed un po’ meno per quelli D3, mentre ad alte concentrazioni ha effetti sui recettori 5-HT2A, 5-HT3 e 5-HT4 (25) (34) (48), ma non per la sulpiride, sia in acuto che in cronico (59). Nello shell e nel core del nucleus accumbens inoltre, la sulpiride induce anche il FRA 1 e il JunD, ma non le proteine Jun totali (41). Nella stessa sede, la nemonapride induce il c-fos limitatamente allo shell (25). Nel talamo, la raclopride non induce il c-fos (22) (29), mentre la sulpiride lo ha indotto in un studio (17) e non in altri due (22) (29). Nel setto laterale la sulpiride, la metoclopramide e la remoxipride ((-)-(S)-3-bromo-N-[(1-etil-2-pirrolidinil)metil]-2,6-dimetossibenzamide, un farmaco con alta affinit� per i recettori D2 e D3 e non per quelli D4 e ancora minore affinit� per i recettori dopaminergici del gruppo dei D1; questo farmaco era stato introdotto nella pratica clinica come antipsicotico, ma � stato ritirato in seguito allo sviluppo di agranulocitosi in alcuni pazienti) hanno aumentato l’espressione di c-fos in uno studio (22), diversamente dalla raclopride (28), dall’YM-4361 ((S)-(+)-N-(1-benzil-3-pirrolidinil)-5-cloro-4-[(ciclopropilcarbonil+++) amino]-2-metossibenzo-amide (5c), un farmaco che possiede affinit� solo per i recettori del gruppo dei D2 e non per quelli del gruppo D1 (D1 e D5) o per quelli di altri sistemi neurotrasmettitoriali, come i recettori adrenergici a1, a2, b, serotoninergici 5-HT1A, 5-HT2A, 5-HT3, istaminici H1 e muscarinici M1 e M2 (320); all’interno del gruppo dei recettori D2, il farmaco ha un’elevatissima affinit� per i recettori D4, un’affinit� moderata per quelli D3, comunque superiore a quella per i recettori D2 (321) (25) e dalla nemonapride (25), che sono risultate ininfluenti in uno studio ciascuna. Negli altri nuclei settali, sono stati indagati gli effetti della nemonapride e dell’YM-4361 in uno studio (25); ambedue i composti non hanno indotto modificazioni significative nell’espressione di c-fos. A livello della corteccia prefrontale mediale, tutti questi composti non hanno influenzato significativamente la quantit� di neuroni immunoreattivi per il Fos, ad eccezione della nemonapride che ha indotto un aumento significativo di c-fos (13) (22) (28). Solo la sulpiride � stata valutata per l’induzione di c-fos sia in acuto che in cronico nella corteccia frontale, cingolata e parietale di ratto; in acuto, la somministrazione di sulpiride si associa a riduzioni nell’espressione di c-fos nella corteccia parietale e cingolata, un effetto che va incontro a tolleranza con il trattamento cronico (59). � da notare che, dei farmaci di questo gruppo, non sono stati valutati per l’induzione di geni immediati precoci nel cervello di animali sperimentali la sultopride e l’amisulpride, che sono disponibili per l’uso clinico.

Fenotiazine: tioridazina, clorpromazina e flufenazina

Il c-fos � indotto significativamente da questi farmaci a livello dello striato e nel nucleus accumbens (shell e core), eccetto che dalla tioridazina ((�)-10-[2-(1-metil-2-piperidil)etil]-2-metiltiofenotiazina), una fenotiazina a catena laterale piperazinica a blanda attivit� antagonista D1 e D2, la quale a livello dello striato non ha evidenziato un’attivit� induttiva a carico del c-fos (22) (28). A livello del nucleo settale laterale sono risultati contraddittori gli effetti di aumento del c-fos da parte della clorpromazina (2-cloro-10-(3-dimetilaminopropil)fenotiazina, una fenotiazina a catena alifatica con blanda attivit� antagonista dei gruppi recettoriali D1 e D2) (22) (28), scarsi quelli della flufenazina, una fenotiazina a catena laterale piperazinetanolica (4-[3-[2-(tifluorometil)fenotiazina-10-il]propil]-1-piperazinetanolo), che ha una discreta attivit� bloccante nei confronti dei gruppi recettoriali dopaminergici D1 e D2, nonch� una spiccata attivit� anti-5-HT6 e anti-5-HT7 (11), mentre erano presenti quelli della tioridazina (22) (28). A livello della corteccia prefrontale mediale non � stato provato per questo gruppo di farmaci un effetto d’induzione del c-fos (11) (22) (28). Un altro sito ipotizzato come importante per l’azione dei farmaci antipsicotici, il talamo (322), � stato inadeguatamente indagato per l’induzione di geni immediati precoci per tutti i gruppi di neurolettici; un solo studio (17) ha indagato l’effetto sul c-fos da parte della tioridazina e della clorpromazina, trovando un’induzione da parte di ambedue i farmaci. In generale, sembra che l’azione delle fenotiazine sull’induzione del c-fos a livello della corteccia cerebrale sia scarsa. Gli effetti d’induzione dello zif-268 e del JunB sono stati indagati solo per la flufenazina nello striato e nel nucleus accumbens (24) (58); come si � verificato per il c-fos (2) (24) (58), questo farmaco ha indotto i due geni immediati precoci in queste due sedi.

Prodotti pentaciclici: (+)butaclamolo

La struttura chimica del butaclamolo (AY 23.028; (�)-3-a-ter-butil—2,3,4,4ab,8,9,13ba,14-ottaidro-1H-benzo[6,7]cicloetta[1,2,3-de]pirido[2,1-a]isochinolin-3-olo cloridrato) � sovrapponibile alla met� della molecola della reserpina. Il butaclamolo non � un vero pentaciclico, in quanto la sua struttura � tetraciclica, ma viene raggruppato con i farmaci pentaciclici, come il desclamolo, la taclamina, la deserpidina e la rescinnamina, tutti farmaci dallo scarso successo commerciale (142). Il farmaco possiede attivit� antagonista per i recettori D1 (142) (323), D2 (142) (323) e 5-HT2A (142), ma inibisce in modo selettivo anche i recettori a2-adrenergici (324) (in modo simile alla clozapina (325)) e la calmodulina (326). L’enantiomero (+) � quello che possiede propriet� neurolettiche (327) ed � quello che aumenta il turnover della dopamina nello striato (328), inibisce l’attivazione dell’adenililciclasi da parte della dopamina nello striato (329) (330) e nel tubercolo olfattorio (329) e anche l’adenililciclasi nella corteccia cerebrale stimolata da meccanismi adrenergici (331) (330) e istaminergici (330); inoltre, come altri neurolettici, aumenta in cronico il contenuto di neurotensina nel nucleus accumbens e nello striato (332). Il butaclamolo inibisce nel ratto la stereotipia da amfetamina (327) (333) e il vomito da apomorfina (333), il movimento rotatorio da amfetamina nel ratto unilateralmente denervato (327), nonch� l’iperattivit� dal precursore della serotonina L-triptofano (334). Il farmaco � pi� potente della flufenazina, dell’aloperidolo, della pimozide e della clorpromazina nel revertire l’inibizione da apomorfina dell’attivit� tirosinidrossilasica sinaptosomica (335). � un farmaco molto iperprolattinemizzante, specie il suo enantiomero (+) (336), ma non abolisce la pulsatilit� della secrezione di prolattina (337). Da questi dati emerge un profilo di neurolettico classico con potenziale di effetti extrapiramidali, come si evince dal fatto che inibisce i comportamenti stereotipati da agonisti dopaminergici. Il butaclamolo � stato somministrato in pazienti schizofrenici intorno alla met� degli anni Settanta; a fronte di un buon effetto antipsicotico (338)(340), si osservarono anche forti effetti extrapiramidali (338)(340), che aumentano aumentando la dose (341) e sono superiori a quelli associati alla somministrazione di clorpromazina (342). La forte induzione di effetti collaterali tipici da neurolettici ha fatto s� che la sperimentazione clinica del farmaco non proseguisse; tuttavia, la struttura del butaclamolo � servita come base per lo sviluppo di altri antipsicotici (343). Il butaclamolo, contrariamente all’aloperidolo e a quello che si attenderebbe dai suoi effetti neurofisiologici e neurochimici a carico della trasmissione dopaminergica nigrostriatale e dagli effetti collaterali extrapiramidali che causa, non ha aumentato nello striato l’espressione di c-fos, di JunB e di TIS8/egr-1 (85).

Sostanze naturali: stefolidina

Per completezza abbiamo inserito la sostanza naturale stefolidina, che possiede affinit� sia per i recettori D1 che per i recettori D2; dei primi, la sostanza sarebbe un agonista (69) (344) (345) o agonista parziale (346) (o antagonista nel ratto non lesionato con 6-idrossidopamina [6-OHDA] (69) (347)), mentre dei secondi sarebbe antagonista (69) (344) (345). Quindi, potrebbe combinare le propriet� antipsicotiche dei neurolettici classici, riducendo la sindrome amotivazionale che potrebbe conseguire nello schizofrenico dalla riduzione dell’attivit� D1 a livello dello striato/n. accumbens e dall’ipodopaminergismo nella corteccia cerebrale prefrontale. Inoltre, la sostanza, come altri derivati berberinici, possiede anche altre propriet� comuni a molti farmaci antipsicotici, cio� l’antagonismo a1-adrenergico (348) (349), l’ipersensibilizzazione dei recettori D1 e D2 striatali dopo trattamento cronico (350), l’aumento in acuto del turnover della dopamina (351), lo sblocco del firing dopaminergico simile (ed anche pi� rapido) a quello dell’aloperidolo (si ricordi che la stefolidina ha un’affinit� 18 volte pi� alta di quella dell’aloperidolo per i recettori D1, ma di 14 volte pi� bassa per i recettori D2 (352)) dall’area ventrale del tegmento dall’inibizione indotta dall’apomorfina (353) e l’antagonismo della risposta rotatoria da amfetamina (354), mentre l’effetto a2-adrenolitico (355) potrebbe essere sfruttato per ottenere effetti antidepressivi nel paziente schizofrenico nel quale la depressione fa parte integrante del suo quadro.

La stefolidina � un alcaloide protoberberinico dell’oppio, analogo della tetraidroprotoberberina, con due gruppi idrossilici in posizione C2 e C10 (352) e corrisponde spettroscopicamente alla (-)2,10-diidrossi-3,9-dimetossitetraidroprotoberberina (356). � stata isolata inoltre dalla Menispermacea Pachygone ovata (357), nonch� dalla Stephania, nella quale coesiste, tra l’altro, con la L-stefanina (358), con la quale condivide le propriet� a1-adrenolitiche (359). Il gruppo di questi alcaloidi protoberberinici � stato messo alla sperimentazione clinica in Cina per le propriet� analgesiche e antipiretiche, in assenza di potenziale di abuso (360). Non sono stati ancora sperimentati per la schizofrenia o per altre malattie psichiatriche, nonostante la somiglianza dei loro effetti farmacologici a quelli dell’aloperidolo. Ci� a riprova del fatto che non bastano alcune propriet� farmacologiche per fare un buon neurolettico; probabilmente, questo � vero anche per l’induzione di Fos nel nucleus accumbens.

La stefolidina � stata indagata in due soli studi: in uno, solamente per i suoi effetti nello striato di ratto (69), nell’altro, insieme ad altri analoghi della tetraidropalmatina, la stessa tetraidropalmatina, la berbina e la berberina, � stata valutata, oltre che nello striato, nel nucleo accumbens, nella corteccia sensoriale-motoria e in centri del rafe e del midollo spinale legati alla percezione del dolore (70) (71). La stefolidina induce un aumento del Fos nello striato su popolazioni diverse di neuroni: nei neuroni striopallidali lo induce nel ratto intatto tramite il blocco dei recettori D2, un effetto prevenuto dal trattamento con quinpirolo (LY-171555), un agonista selettivo dei recettori D2 e D3, mentre nei neuroni strionigrali lo induce nel lato lesionato di ratti lesionati attraverso denervazione da un lato con 6-OHDA tramite l’attivazione di recettori D1, un effetto bloccato dal pretrattamento con l’antagonista selettivo dei D1 SCH23390 (69). Gli effetti sul Fos di tutto il gruppo delle berberine-analoghi tetraidropalmatinici, stefolidina compresa, in ratti trattati con formalina, sono di induzione nella corteccia sensoriale-motoria, nel nucleus accumbens e nello striato e sembra che l’inibizione di recettori di tipo D2(3) nel nucleo accumbens e nello striato medino sia gli effetti inibitori sul Fos indotto da formalina nei nuclei del tratto ascendente della modulazione della percezione dolorifica, cio� nel corno dorsale del midollo spinale (lamine I, II e IV-VI), che gli effetti induttivi nel tratto discendente, cio� nella sostanza grigia periacqueduttale e nel nucleo reticolare paragigantocellulare laterale (70), in linea con l’effetto analgesico di queste sostanze.

Discussione generale

Nel valutare gli effetti dei neurolettici sugli IEG e nel considerarli come paradigma predittivo di attivit� neurolettica, occorre innanzitutto considerare la non specificit� dell’induzione di questi geni da parte di molti stimoli. Questi proto-oncogeni sono stimolati da estrogeni, peptidi e da tutti i neurotrasmettitori classici. L’area di attivazione � importante in quanto restringerebbe un po’ le possibilit� di correlazione con l’attivit� su certi recettori. Esistono comunque dati ottenuti sugli IEG con farmaci antipsicotici in certe aree che non si armonizzano con la presenza di certi recettori nelle stesse aree da una parte e con il profilo recettoriale di questi stessi farmaci antipsicotici. Un esempio di questo � dato dall’azione della clozapina nella corteccia prefrontale. La clozapina produce in quest’area una potente induzione di c-fos (3) (6) (9) (11) (15) (22) (25) (26) (28) (31) (42) (46) (39) (49) (54), ma in quella sede l’attivazione di c-fos pu� avvenire con due meccanismi diversi negli stessi interneuroni GABAergici. Questi interneuroni costituiscono il bersaglio diretto dei neuroni dopaminergici mesocorticali, mentre possono essere il bersaglio diretto o indiretto anche di neuroni serotoninergici a provenienza dal rafe, nuclei dorsale o mediano. I primi inducono un’attivazione del Fos con meccanismi D1 ed un’inibizione del Fos con meccanismi D2-dipendenti. I neuroni serotoninergici potrebbero attivare il Fos direttamente o indirettamente (cio� attraverso l’attivazione di altri neuroni attivanti o l’inibizione di neuroni inibenti intermedi) attraverso la stimolazione di recettori 5-HT2A (361) (Fig. 7). La clozapina blocca i recettori dopaminergici D1/5 e D2/3/4, nonch� quelli serotoninergici 5-HT2A/2C, per cui, per giustificare il suo potente effetto induttivo nella corteccia prefrontale, occorre ammettere che l’unico suo effetto quantitativamente importante sia a carico dei recettori dopaminergici del gruppo dei D2. Tuttavia, anche l’effetto dell’attivazione 5-HT2A � quantitativamente importante quanto quello dell’inibizione dei D2. Per cui, possiamo dedurre che il blocco da parte della clozapina dei recettori 5-HT2A (per i quali tale farmaco evidenzia un’affinit� molto maggiore che per qualunque recettore dopaminergico, in vivo o in vitro (362)) non abbia l’effetto di ridurre l’espressione di Fos nella corteccia prefrontale mediale, ma piuttosto di bloccare l’aumento indotto dagli agonisti, lasciando comunque libero l’effetto D2-bloccante ad agire ed indurre l’aumento dell’espressione di Fos nella stessa area. Inoltre, un contributo indiretto a questi meccanismi potrebbe essere il blocco 5-HT2A nel nucleo parabrachiale pigmentato dell’area A10, sede di origine dei neuroni dopaminergici mesocorticali. L’attivazione di questi recettori induce un’inibizione della frequenza di firing neuronale nei neuroni dopaminergici mesocorticali nel nucleo parabrachiale pigmentato (Fig. 7) (363). Il blocco 5-HT2A in questa sede mesencefalica ad opera di molti antipsicotici atipici libera i neuroni dopaminergici mesocorticali da un’eccessiva riduzione della loro attivit�. Questo si riflette in una maggiore liberazione di dopamina a livello prefrontale e di conseguenza ad una maggiore stimolazione dei recettori D1, che indurrebbero un aumento del c-fos e di recettori D2, il cui blocco ad opera della clozapina conseguirebbe in una pi� imponente induzione di Fos rispetto alla condizione di relativa inattivit� di questi recettori. Per� questo dato per� non si armonizza con il fatto che anche i recettori D1 vengono bloccati dalla clozapina, pi� o meno nella stessa misura dei D2 sia in vitro che in vivo (364). La lieve preferenza mostrata dalla clozapina per i recettori D1 rispetto ai D2 pu� modificarsi sulla base della condizione sperimentale (216). Inoltre, occorre tenere presente che un aumento del Fos nella corteccia prefrontale pu� essere indotto anche con meccanismi diversi dall’interazione tra meccanismi dopaminergici e serotoninergici. Infatti, anche un’interazione tra sistemi serotoninergici e adrenergici induce l’espressione di Fos in quest’area cerebrale. La stimolazione della trasmissione noradrenergica nel locus coeruleus ad opera di neuroni serotoninergici dal nucleo mediano del rafe e mediata da recettori 5-HT1A porta all’aumento del numero di neuroni immunoreattivi per Fos nella corteccia prefrontale mediale di ratto, indotto dalla stimolazione di recettori b1 e b2-adrenergici (di cui i primi costituiscono la maggioranza in questa sede) (365). Quindi � difficile integrare in un modello questo paradigma del Fos mesocorticale, visto che non riesce ad essere coerentemente in linea con altri paradigmi neurochimici.

I farmaci antipsicotici, classici o atipici, hanno in genere molteplici meccanismi d’azione, diretti ed indiretti. I loro effetti sugli IEG in varie aree cerebrali possono dipendere da varie combinazioni tra questi meccanismi e da fattori peculiari di ciascuna di queste aree. Ad esempio, mentre meccanismi D3-dipendenti possono partecipare all’effetto sul c-fos della clozapina nell’isola maggiore del Calleja, nel nucleus accumbens e nel setto laterale, tali meccanismi sono poco importanti nella corteccia prefrontale mediale (31). Nell’isola maggiore del Calleja, la somministrazione di un agonista D1 o di un antagonista D3 induce l’espressione di c-fos, mentre la somministrazione di un antagonista D1 e di un agonista D3 lo riduce (87). Nelle aree provviste di recettori 5-HT7, come la corteccia cerebrale, l’ippocampo, la tenia tecta, il talamo e l’ipotalamo, specie il nucleo soprachiasmatico, la pimozide inibisce l’induzione di c-fos da parte dell’agonista 5-HT1A/7 8-idrossi-dipropil-aminotetralina dopo blocco contemporaneo dei recettori 5-HT1A (141). Questa propriet� di blocco dei recettori 5-HT7 � condivisa da diversi farmaci antipsicotici, come il risperidone, l’olanzapina e la clozapina (366), quindi � possibile che anche questi farmaci esibiscano un comportamento analogo in un esperimento simile, ed un meccanismo 5-HT7-dipendente potrebbe rendere l’induzione di c-fos nella corteccia cerebrale prefrontale meno efficiente e spiegare ad esempio i deboli effetti induttivi ottenuti con il risperidone. Nelle aree steroido-sensibili, come lo shell del nucleus accumbens, l’organo subfornicale e il nucleo sopraottico, l’adrenalectomia induce un aumento dell’induzione di c-fos da clozapina nel primo ed una riduzione negli ultimi due (367). La clozapina ha propriet� 5-HT2A/2C antagoniste (368) e, probabilmente, 5-HT1A agoniste in vivo (369). Meccanismi di questo tipo possono essere di qualche rilievo nello sviluppo di tolleranza all’effetto induttivo di c-fos del trattamento cronico con clozapina nella corteccia cerebrale e nello striato, ma non nel nucleus accumbens, nel nucleo paraventricolare dell’ipotalamo e nel nucleo centrale dell’amigdala (370). Meccanismi di tipo a1-adrenergico o 5-HT2 serotoninergico non sembrano partecipare agli effetti della clozapina sui prodotti Fos nel proencefalo (88). Meccanismi 5-HT1-agonisti sembrano essere importanti per l’induzione di Fos e JunB nella corteccia, ma non nello striato (371). Probabilmente, meccanismi agonistici di tipo 5-HT1A possono partecipare all’effetto induttivo di c-fos della clozapina nel locus coeruleus, poich� agonisti parziali selettivi per il recettore 5-HT1A inducono il c-fos nel locus coeruleus (372). Tuttavia, poich� il propranololo (b-bloccante con propriet� miste agoniste parziali (373)/antagoniste 5-HT1A (374)) blocca l’effetto induttivo sia da clozapina che da olanzapina in questa sede e l’olanzapina ha scarsi effetti agonisti 5-HT1A (375), si propende per assegnare l’effetto delle due benzo-azepine antipsicotiche sul c-fos nel locus coeruleus al blocco del recettore b-adrenergico (376). La clozapina (377) e l’olanzapina (378) sono degli efficaci a2-adrenolitici e potrebbero aumentare la trasmissione adrenergica, risultando, in ultima analisi in un aumento della stimolazione del recettore b-adrenergico e nell’espressione di c-fos nel locus coeruleus. Meccanismi analoghi sono stati proposti anche per l’induzione di Fos nella corteccia prefrontale mediale (376). Se meccanismi b-adrenergici sono stati proposti per la mediazione degli effetti sull’induzione di c-fos di due atipici nella corteccia prefrontale, simili meccanismi sembrano inibire l’induzione di c-fos (e di acatisia) nella corteccia piriforme, parietale e cingolata da parte dell’aloperidolo (37). Per quest’ultimo farmaco, sono stati anche indagati eventuali meccanismi peptidergici: un antagonista della neurotensina attenua l’induzione di c-fos da parte dell’aloperidolo nello striato dorsolaterale, con un effetto maggiore nella porzione striosomica che nella matrice (379), coinvolta nella trasmissione colinergica (380) e comunemente associata agli effetti collaterali extrapiramidali (381). Il tripeptide terminale dell’ossitocina (ma che non deriva dal metabolismo della stessa ossitocina) prolil-leucil-glicinamide (o melanocyte stimulating factor release inhibiting factor-1, MIF-1) riduce l’espressione di c-fos nello striato indotta dall’aloperidolo (71).

Non sembra che nell’azione di induzione di c-fos da parte dei farmaci antipsicotici partecipino meccanismi adenosinici di tipo A1. La stimolazione di questi recettori antagonizza l’induzione di IEG come il c-fos, il JunB e l’NGFI-A secondaria alla stimolazione dei recettori dopaminergici D1 nello striato del ratto unilateralmente lesionato (382). Poich� gli antipsicotici non sono D1 agonisti, ma solo qualche volta antagonisti, non sembrano coinvolti in questo effetto. Invece, gli agonisti dei recettori adenosinici A2A inducono nello shell del nucleus accumbens, e molto meno nel core e nel polo rostrale, un aumento del c-fos simile a quello che si osserva con i farmaci neurolettici atipici. Tale aumento � bloccato da agonisti dei recettori dopaminergici D2 o D3 (383). Quindi si pu� ipotizzare un rallentamento della funzione dei recettori del gruppo D2 operata dalla stimolazione del recettore adenosinico A2A. � possibile che gli antipsicotici non stimolino tale recettore, ma che la sua stimolazione faciliti il loro effetto. Per quanto riguarda il ruolo della trasmissione glutamatergica mediata da recettori NMDA nell’induzione di c-fos secondaria a somministrazione di neurolettici, sembra che una trasmissione glutamatergica intatta sia necessaria affinch� si esplichi l’effetto dei neurolettici nello striato dorsolaterale, ma non mediale o centrale, e nello shell e nel polo rostrale del nucleus accumbens septi, ma non nel core, poich� il pretrattamento con l’antagonista canalare NMDA dizocilpina inibisce l’induzione di c-fos mediata dall’aloperidolo in queste due aree (384). Nella corteccia retrosplenica, la somministrazione di dizocilpina induce sia l’aumento dell’espressione di c-fos che neurotossicit� (vacuolizzazione neuronale). Il pretrattamento con olanzapina o clozapina, due farmaci che inducono il c-fos nella corteccia prefrontale mediale, ha effetti protettivi, in quanto attenua l’espressione di c-fos e blocca la vacuolizzazione, mentre il risperidone e l’aloperidolo, che sono relativamente inattivi sull’induzione di c-fos nella corteccia prefrontale, non prevengono gli effetti della dizocilpina (385). I meccanismi recettoriali di questa interazione corticale tra trasmissione glutamatergica e antipsicotici sono ancora da chiarire, sebbene sia stato ipotizzato che il blocco NMDA provochi una disinibizione di interneuroni GABAergici (386).

In alcune condizioni particolari, come nelle cellule epiteliali a polarit� acquisita, il c-fos forma un complesso con i recettori per gli estrogeni. La sua iperespressione pu� conferire alle cellule responsabili una mesenchimalizzazione, con migrazione delle beta catenine, che normalmente sono in rapporto con le E-caderine vicino alla parte laterale della membrana plasmatica in sede iuxta processi giunzionali (nel nucleo) dove formano complessi con altre molecole oncogene (LEF-1). Ci� � accompagnato da perdita della polarit� (387). Nella schizofrenia vi � una riduzione della quantit� di beta-catenine nelle aree ippocampali CA3 e CA4 (388), e ci� � affiancato da un eccesso di Wnt-1 nelle stesse aree (389) (Fig. 8) e da una riduzione della glicogeno sintetasi chinasi 3b (GSK3) nella corteccia frontale in toto (390) e prefrontale (391), in particolare in pazienti schizofrenici. La GSK3 � un enzima che inibisce la via Wnt e aumenta la frammentazione cateninica (392) (393). Il Wnt-1 � un oncogene che costituisce un membro della via wingless (senz’ali) che controlla lo sviluppo delle strutture nervose dorsali in particolari periodi critici del neurosviluppo e controlla lo stato funzionale della beta-catenina (Fig. 9). Questo proto-oncogene, che codifica per una molecola-segnale, si esprime nel sistema nervoso centrale in via di sviluppo ed � implicato nell’adesione cellulare, nelle rimodellazioni strutturali sinaptiche e nella plasticit� (389); si localizza nella catena delle molecole di segnale intercellulari a monte del Dvl-1 (che nel topo influenza il gating sensoriale/motorio (filtro) e l’interazione sociale (394)); induce altri IEG come il Krox-20, l’AP-2, lo slug, le catenine, l’APC (Fig. 10) e la formazione della cresta neurale (389). La sua persistenza ed iperespressione nella schizofrenia, potrebbe essere accompagnata da uno stato di immaturit� del neurone in cui tale molecola, che normalmente scompare con lo sviluppo, si iperesprime, inducendo uno stato di �primitivizzazione� con le beta-catenine mobilitate ed ectopiche, che non riescono a dare alla sinapsi la conformazione desiderata al fine di garantire un rilascio neurotrasmettitoriale controllato ed efficace. � quindi possibile, che l’aumento del c-fos, indotto dai neurolettici, interferisca in qualche modo con abnormi processi iniziati con un mancato tempismo migratorio durante il neurosviluppo e che non si sono normalmente estinti. Inoltre, anomalie della via wingless, potrebbero riflettersi in abnorme espressione dell’axina che ha un’importante funzione nel mantenimento dell’equilibrio tra Wnt-1 e glicogeno sintetasi chinasi 3-beta (equilibrio che regola le condizioni del metabolismo della beta-catenina) (392) (395) (396) (Figg. 9, 10) e che controlla l’espressione di geni immediati precoci come il c-jun (397), il quale interagisce con il c-fos in modo coordinato per rispondere a stimoli del tipo del CREB (Fig. 3). Inoltre, vi potrebbero essere anche altre conseguenze dall’abnorme persistenza dell’espressione di molecole Wnt. La loro iperproduzione pu� risultare in ridotta formazione di b- o g-catenine e, quindi, ridotta formazione di complessi con (o fosforilazione di) altre proteine, come le caderine, implicate nell’adesione e nella stabilit� strutturale delle cellule e delle sinapsi: la proteina LG, che sopprime la tumorigenesi, la proteina delle giunzioni strette ZO-1, che ha un repeat domain (sequenza ripetuta) DHR simile alla proteina PSD-95, la quale a sua volta induce una down-regulation di canali di potassio di tipo shaker e i recettori NMDA glutamatergici (398) e che pu� modificare la funzione della sinaptofisina, della GAP-43, o delle proteine associate ai microtubuli (MAP) [infatti, l’attivit� di recettori NMDA � legata ad una ridotta fosforilazione della MAP-2 neocorticale, ippocampale, striatale e nel tubercolo olfattorio di ratto (399)] o ancora delle molecole di adesione, come il Neural-Cell Adhaesion Molecule (N-CAM), tutte funzioni trovate modificate nella schizofrenia (400)(411). Il concetto di tempismo � importantissimo sia nell’ontogenesi che nell’espletazione dei processi routinari di risposta allo stimolo. Il c-fos, infatti, pu� bloccare o favorire i processi apoptotici nella corteccia cerebrale del topo a seconda della fase di elaborazione di uno stesso stimolo (ad esempio, il danno da freddo) (412). Anche per la risposta induttiva ai neurolettici e alle sostanze psicotizzanti, che molto spesso coincide, si pu� ipotizzare che sulla base della temporalit� dell’espressione del fattore di trascrizione si possono avere dei risultati opposti. Pi� che accettare acriticamente, quindi, il concetto di induzione limbica o corticale di geni immediati precoci come indicatore di attivit� antipsicotica, occorre indagare meglio l’andamento temporale di tale induzione. Inoltre, sarebbe interessante osservare l’effetto dei neurolettici sull’attivazione di oncogeni che si esprimono durante un periodo preciso dello sviluppo e successivamente scompaiono. Tuttavia, ad oggi tali studi non sono stati eseguiti, n� sono stati messi a confronto i pattern temporali ed anatomici di induzione di geni immediati precoci con quelli delle sostanze che aggravano la psicosi.

Finora non � stato mai messo in evidenza che un mancato aumento del c-fos nello striato e nel limbico sia correlato con un mancato effetto antipsicotico, n� che la riduzione dell’induzione di c-fos da parte di un agente fosse correlata con la perdita del potere antipsicotico o con l’induzione di sintomi psicotici. L’unico dato degno di rilievo, a questo proposito, � che la stimolazione di recettori oppioidi da parte della b-endorfina, nello striato di ratto, induce un aumento di c-fos che � inibito dall’assunzione cronica di steroidi anabolizzanti (413). � noto che l’abuso di steroidi anabolizzanti induce sintomi psicotici (414) (415). Tuttavia, tali sintomi sono pi� orientati sul versante affettivo che su quello schizofrenico (416) (417) ed il litio che � il farmaco pi� efficace in questi casi (anche se i neurolettici sono anch’essi farmaci di prima scelta (417)) ha effetti molto dibattuti sull’espressione dei geni immediati precoci. Mentre i sali di questo ione inducono un aumento coordinato sia del c-fos che del c-jun, in specifiche aree cerebrali del topo (418), tale coordinazione si perde nella somministrazione in acuto nell’ippocampo e nella corteccia di ratto, in quanto viene indotto solo il c-fos, ma non il c-jun (419). In cronico, i sali di litio hanno indotto una riduzione nella CREB (Cyclic AMP Reactive Element Binding Protein) fosforilata nella corteccia e nell’ippocampo di ratto in uno studio (419), e un aumento nell’amigdala, nel cervelletto, nella corteccia frontale e nell’ippocampo di ratto, in un altro (420). La fosforilazione della CREB � un passo cruciale nella stimolazione di AP-1 e la successiva produzione di proteine delle famiglie Fos e Jun (Fig. 3) (421). Un passo ancora successivo pu� essere l’induzione di mRNA per il Nerve Growth Factor (NGF) (422). Il litio accentua l’espressione di c-fos indotta dall’agonista 5-HT2A/2C DOI nella corteccia cerebrale di ratto (423), specie nel secondo strato della corteccia piriforme caudale iv, la quale � ricca in recettori 5-HT2A, per cui si pu� ipotizzare che gli aumenti di c-fos nella corteccia siano almeno in parte dovuti a questi ultimi recettori, mentre le riduzioni potrebbero essere legate alle interazione dello ione con altri tipi di recettori e ad effetti pi� generali sui secondi messaggeri (424). La complessit� delle azioni del litio nei confronti dei geni immediati precoci (425) � esemplificata dal suo effetto sul solo c-fos: nello striato del topo, il litio riduce il c-fos indotto dalla metamfetamina (426) (427), mentre nel ratto aumenta quello indotto dall’aloperidolo (424). Tuttavia, nella corteccia frontale di ratto, il litio riduce quel poco di c-fos che viene indotto dall’aloperidolo (424), per cui si pu� pensare non solo che vi siano differenze regionali nell’azione induttiva del c-fos per varie sostanze, ma che anche nella stessa regione cerebrale l’effetto dipenda dal particolare momento funzionale del circuito neuronale e dei singoli neuroni, anche quando i recettori implicati possono essere gli stessi. Se nell’azione inibente l’induzione da metamfetamina possiamo ipotizzare un’interferenza con i recettori D1 (428) e nell’azione del litio favorente l’induzione di c-fos da parte dell’aloperidolo dobbiamo ammettere che il litio ha effetti antitetici sui recettori D2 a seconda dell’area cerebrale. Occorre quindi comprendere meglio le basi di questa eterogeneit� recettoriale ed il come essa si rifletta sull’induzione dei geni immediati precoci prima di fare di questi ultimi dei marcatori di un processo che � molto pi� complesso di quanto attualmente possiamo ipotizzare. Inoltre, l’abuso di steroidi anabolizzanti si verifica in persone con una particolare struttura di personalit� che predispone alla bipolarit�, per cui non � detto che tale abuso induca specificamente una sindrome psicotica in soggetti non predisposti.

Conclusioni

� la regionalit� dell’induzione di IEG un indicatore affidabile delle propriet� antipsicotiche o del potenziale di indurre effetti collaterali extrapiramidali di un farmaco? La risposta non pu� essere categorica sulla base dei dati raccolti, perch� sebbene il volume di tali dati sia cospicuo, non riguarda tutti i farmaci in modo uniforme. Per la maggioranza dei farmaci si hanno dati scarni e riguardanti solo pochi IEG, in genere il c-fos. La maggioranza dei dati riguarda i farmaci pi� rappresentativi delle varie classi, cio�, l’aloperidolo, la clozapina e la sulpiride. Non tutte le sedi di possibile importanza per l’azione degli antipsicotici sono state indagate sufficientemente. I dati all’interno dei farmaci indagati pi� ampiamente non sono uniformemente concordi, anche se tendono a pendere da una parte, cio�, attivazione del c-fos striatale e accumbale per l’aloperidolo, con scarsa propensione per l’attivazione prefrontale, attivazione accumbale e prefrontale per la clozapina, con scarsa propensione verso l’attivazione striatale dorsolaterale. I farmaci neurolettici tipici tendono ad avere pattern di attivazione sovrapponibili a quelli dell’aloperidolo, mentre gli atipici tendono ad avere profili clozapino-simili. Tuttavia, vi sono eccezioni a queste regole. Se � vero, quindi, che in qualche modo la magnitudo della differenza tra le attivazioni accumbale e striatale predice un basso potenziale di induzione di effetti extrapiramidali e l’entit� dell’attivazione accumbale possa essere correlata all’effetto antipsicotico, non vi � una diretta correlazione quantitativa tra questi parametri. Quindi, effettuare uno screening test per gli IEG potrebbe essere utile come indicatore grossolano di attivit� antipsicotica o di assenza di effetti extrapiramidali. Prendere come indice di atipicit� la differenza tra attivazione Fos accumbale e striatale, come suggerito da Robertson et al. (22), rischia di trascurare l’atipicit� di farmaci ancora pi� atipici, con scarsa propensione a causare effetti extrapiramidali, ma con meccanismi antipsicotici alternativi rispetto all’attivazione del Fos nell’accumbens, che potrebbero coinvolgere aree altrettanto importanti per la loro implicazione nella schizofrenia. Si pu� comprendere come una maggiore differenza tra induzione accumbale e striatale di c-fos indichi da una parte efficacia antipsicotica di un farmaco e dall’altra assenza di effetti collaterali, in quanto presupporrebbe che un farmaco, per ottenere un’attivazione di c-fos accumbale sufficiente per ottenere l’effetto antipsicotico abbia bisogno di un dosaggio che non riesce ad attivare lo stesso oncogene nello striato, quindi a dosaggi terapeutici, dovrebbe essere in teoria scevro da effetti collaterali extrapiramidali. Se non si tiene conto della variabilit� interindividuale in queste risposte, per cui non si pu� essere mai certi come il singolo paziente risponder�, sia come effetto terapeutico che come effetto collaterale, ma ci� che interessa � il grande numero e le ampie popolazioni, rimane ancora da risolvere il problema se l’induzione di c-fos nelle sedi terminali sia il riflesso di una modificazione da parte del farmaco nel firing neuronale delle aree di origine dei neuroni. Non sembra che vi sia un rapporto lineare; ad esempio, il butaclamolo non ha effetti sugli IEG striatali (85), ma modifica la neurotrasmissione e il metabolismo dopaminergico nello striato, nonch� il firing neuronale a livello della pars compacta della substantia nigra; inoltre, antagonizza la stereotipia da sostanze dopaminergiche e, clinicamente, la sua somministrazione � associata all’emergenza di forti effetti collaterali extrapiramidali. Quindi, sembra che i vecchi indicatori siano pi� validi nel predire la tipicit� di questo farmaco, che per i suoi effetti sugli IEG e il suo antagonismo misto D2/5-HT2A potrebbe essere anche proposto come atipico. � anche vero che l’unico studio che non ha trovato effetti del butaclamolo sugli IEG striatali ha impiegato il farmaco come controllo dell’aloperidolo (85), e studi successivi magari possono contraddire i suoi risultati e confermare la neuroletticit� classica del butaclamolo.

D’altra parte, l’attivazione accumbale come indice di potenziale antipsicotico di un farmaco non � affidabile per valutare se un farmaco abbia tale potenziale. Ad esempio, l’amperozide, che pure influenza l’attivit� neuronale a livello dell’area ventrale del tegmento e ha tutte le caratteristiche in regola per meritarsi l’appellativo di antipsicotico atipico, non influenza l’espressione di c-fos nel nucleus accumbens e nell’isola maggiore del Calleja; tuttavia, lo induce nella corteccia prefrontale (18), un’altra area nella quale molti, ma non tutti gli atipici, sono attivi nell’indurre IEG. Ma anche focalizzarsi sulla corteccia prefrontale come area indicativa di atipicit� di un farmaco antipsicotico sarebbe oltre modo limitativo, in quanto escluderebbe il risperidone da questo gruppo di farmaci, che pure costituisce uno dei suoi capi stipite. Quindi, sarebbe opportuno includere un insieme di aree per indagare sull’effetto dei farmaci antipsicotici sugli IEG prima di trarre conclusioni sul se un farmaco meriti di essere ulteriormente sviluppato come antipsicotico.

Se il criterio per l’attivit� antipsicotica di un farmaco fosse l’induzione del c-fos nel nucleus accumbens e nel sistema limbico, pi� in generale, anche la destro-amfetamina (60) (61), la fenciclidina (64) e la cocaina (429) sarebbero dei buoni candidati, in quanto inducono il c-fos in tali sedi pi� o meno come tutti i buoni neurolettici. Se il criterio per conferire il titolo di atipico ad un antipsicotico fosse il blocco combinato D2/5-HT2A/2C, non sarebbero atipici farmaci come lo PTAC, che anzich� incrementare l’espressione del Fos nel nucleus accumbens riduce quella indotta da destroamfetamina (60) (61). Tuttavia, questo farmaco ha ridotto nello stesso animale la frequenza di scarica neuronale spontanea dei neuroni dopaminergici in acuto ed il numero di neuroni spontaneamente attivi in cronico nell’area ventrale del tegmento, senza interferire con l’attivit� dei neuroni dopaminergici dell’area A9 (substantia nigra, pars compacta) (60) (61), inibendo i comportamenti dopamino-mediati e la risposta di evitamento passivo (61), effetti che sono esattamente quelli che si ottengono con il risperidone (363). Poich� quello che conta infine � il risultato, allora � meglio allargare la visuale dello psicofarmacoterapeuta includendo nelle informazioni utili da tener presente tutte le possibili interazioni neurotrasmettitoriali, comprese quelle tra dopamina da una parte, e serotonina, adenosina, acetilcolina, noradrenalina, istamina, sistema glutamatergico e recettori sigma, nonch� vari sistemi peptidici dall’altra.

Quindi, indagare l’induzione di geni immediati precoci (soprattutto il c-fos in concertazione con il DFosB) in alcune aree chiave, come il talamo, il nucleus accumbens, la corteccia prefrontale mediale (ma soprattutto quella dorsolaterale, che peraltro non � stata mai indagata dagli studi finora eseguiti sugli antipsicotici) potrebbe essere un utile complemento per uno screening preliminare di nuovi antipsicotici; indagarli a livello dello striato, tenendo conto della sua regionalizzazione funzionale, potrebbe fornire indicazioni sul loro eventuale potenziale di induzione di effetti extrapiramidali. Ci� consentir� una migliore caratterizzazione del profilo farmacologico e comportamentale dei farmaci antipsicotici.

L’esecuzione, nella fase di sviluppo di un farmaco antipsicotico, di screening test di routine sugli IEG in aree cerebrali selezionate, potrebbe essere un utile complemento delle altre indagini precliniche, ma il potere di questi test deve essere consuntivo e non vincolante. Le aree cerebrali sulle quali vanno effettuate indagini sugli IEG vanno ampliate o campionate meglio. La lista dei geni va ampliata anche includendo altri IEG che possano avere anche un significato funzionale diverso da quello del c-fos per l’ulteriore elaborazione intracellulare del messaggio del farmaco, come ad esempio, il fattore nucleare kB (NFkB). Questo fattore ha effetti antiapoptotici, favorisce la funzione sinaptica e la plasticit� neuronale, ha effetti mnestici-attenzionali positivi (430); vengono attualmente sviluppate strategie terapeutiche che interagiscano con questo IEG al fine di trattare malattie come il morbo di Alzheimer e la schizofrenia (430). � noto che i farmaci antipsicotici hanno effetti sulla plasticit� neuronale (ma i dati riguardano principalmente l’aloperidolo (431)(436)) e che attivano i processi apoptotici in molti sistemi cellulari (437)(439), compreso quello nervoso (439) (ma lo stesso farmaco pu� avere effetti opposti in paradigmi sperimentali diversi (438) (440); ad esempio, la clozapina aumenta l’apoptosi dei neutrofili (437) e riduce quella neuronale da fenciclidina (441)) ed esiste evidenza preliminare che l’NFkB sia influenzato dalla somministrazione acuta e cronica di olanzapina, clozapina e aloperidolo (442) (443). Altre molecole che si potrebbero indagare in questo contesto, potrebbero essere quelle che vengono indotte come geni immediati precoci e che danno informazioni su bersagli finali dell’azione degli antipsicotici, come le proteine di densit� sinaptica e quelle che rivelano le interazioni tra sistemi neurotrasmettitoriali che sono implicati nella schizofrenia in modo coordinato, come le proteine Homer, che controllano con molteplici meccanismi la funzione dei recettori glutamatergici metabotropi mGluR1 e mGluR5 (444)(453). Ad esempio, l’aloperidolo induce in acuto l’espressione di Homer-1 nelle varie sezioni dello striato e del nucleus accumbens e l’olanzapina nel core del nucleus accumbens (454). Tali dati, se portati avanti, potranno gettare luce sulle interazioni tra il sistema dopaminergico e il sistema glutamatergico e completare la conoscenza dell’ansa fisiologica che inizia con l’interferenza con la funzione del recettore dopaminergico e prosegue con l’induzione del gene immediato precoce. Inoltre, sarebbe pi� interessante indagare l’effetto della somministrazione cronica dei farmaci antipsicotici su geni pi� stabilmente espressi, per meglio comprendere la fisiopatologia della malattia schizofrenica, oltre che per poter prevedere se un dato farmaco avr� effetto antipsicotico.

NOTE

i������ La maggiore concentrazione di recettori D3 nello shell del nucleus accumbens e delle isole maggiore (intra-accumbens) e minori (extra-tubercolo olfattorio) del Calleja 114 ha fatto ipotizzare che l’azione della clozapina sull’induzione del c-fos potesse dipendere dal blocco di questi recettori: tuttavia, tale ipotesi mentre pu� essere valida per l’induzione del c-fos nella corteccia prefrontale mediale, aree infralimbiche e prelimbica mediale 15, si � dimostrata non valida per lo shell del nucleus accumbens 39 59 e per l’isola major del Calleja 59. Inoltre, sembra che neanche l’induzione di c-fos nel caudo-putamen, nucleus accumbens shell e core, tubercolo olfattorio e corteccia parientale ad opera dell’aloperidolo, nonch� nella corteccia cingolata e parietale e nel tubercolo olfattorio da parte della sulpiride, possa dipendere dal blocco dei recettori dopaminergici D3 59. Poich� neanche il blocco a1-adrenergico o 5-HT2A/2C serotoninergico in aggiunta all’aloperidolo riesce a mimare il pattern di induzione di espressione del c-fos ad opera della clozapina nel proencefalo di ratto 88, sembra che l’effetto di questo farmaco su questo gene immediato precoce dipenda solo dalla peculiare affinit� della clozapina per sottopopolazioni di recettori dopaminergici a localizzazione specifica.

ii����� Mentre per gli antagonisti D3 sono stati ipotizzati meccanismi analoghi a quelli dei D2, ma pi� confinati in specifiche aree ricche in recettori D3, occorre ricordare che in alcune aree questi due tipi di recettori hanno azioni antitetiche nello striato169 e nel nucleus accumbens (Svensson K, Carlsson A, Huff RM, Kling-Petersen T, Waters N. Behavioral and neurochemical data suggest functional differences between dopamine D2 and D3 receptors. European Journal of Pharmacology, 1994, 263:235-243.; Waters N, Lagerkvist S, Svensson K, Haadsma-Svensson SR, Smith MW, Carlsson A. The dopamine D3 receptor: A postsynaptic receptor inhibitory on rat locomotor activity. Journal of Neural Transmission, 1993, 94:11-19.), rendendo legittimo anche l’impiego di agonisti del recettore D3, che condividerebbero sicuramente con gli antipsicotici atipici almeno la capacit� di ridurre gli effetti extrapiramidali, migliorando anche la depressione (Maj J, Rogoz Z, Skuza G, Kolodziejczyk K. Antidepressant effects of pramipexole, a novel dopamine receptor agonist. Journal of Neural Transmission 1997;104:525-533.) e l’anedonia (Wilner P, Lappas S, Cheeta S, Muskat R. Reversal of stress-induced anhedonia by dopamine agonist, pramipexole. Psychopharmacology (Berlin), 1994;115:454-462.) che spesso fanno parte della sintomatologia schizofrenica.

iii�������� La stimolazione dei recettori 5-HT1A e 5-HT2A/2C induce il c-fos, nella corteccia cingolata, nella corteccia frontale, nel nucleo paraventricolare dell’ipotalamo, nell’amigdala, nel tronco cerebrale (Javed A, Van de Kar LD, Gray TS. The 5-HT1A and 5-HT2A/2C receptor antagonists WAY-100635 and ritanserin do not attenuate D-fenfluramine-induced fos expression in the brain. Brain Research, 1998;791:67-74.), nell’ippocampo e nel cervelletto, ma non nello striato (Tilakaratne N, Friedman E. Genomic responses to 5-HT1A or 5-HT2A/2C receptor activation is differentially regulated in four regions of rat brain. European Journal of Pharmacology, 1996;307:211-217.); la quota di induzione attribuibile a ciascun recettore riflette la densit� di questi recettori nelle varie aree; nell’ippocampo e nel cervelletto prevalgono i recettori 5-HT1A e nella corteccia prevalgono i recettori 5-HT2A. I recettori 5-HT1A inducono inoltre la trascrizione genica di c-fos nell’area preottica,, nel nucleo centrale della stria terminale, nel nucleo posterodorsale mediale dell’amigdala e nel nucleo sottoparafascicolare del talamo (Coolen LM, Olivier B, Peters HJ, Veening JG. Demonstration of ejaculation-induced neural activity in the male rat brain using 5-HT1A agonist 8-OH-DPAT. Physiology and Behavior, 1997;62:881-891.), nel nucleo paraventricolare dell’ipotalamo e nel nucleo amigdaloideo centrale (Compaan JC, Groenink L, Van der Gugten J, Maes RA, Olivier B. Pretreatment with 5-HT1A receptor agonist flesinoxan attenuates Fos protein in rat hypothalamus. European Journal of Pharmacology, 1997;324:161-168.). Inoltre, l’induzione di c-fos nella corteccia prefrontale ad opera di recettori 5-HT1A pu� essere mediata indirettamente attraverso un’attivazione della trasmissione noradrenergica dal locus coeruleus verso questa sede365, mentre anche nel nucleo paraventricolare dell’ipotalamo e nell’amigdala centrale l’induzione del c-fos dovrebbe essere indiretta, data la scarsit� dei recettori 5-HT1A in queste ultime sedi (Compaan JC, Groenink L, van der Gugten J, Maes RA, Olivier B. 5-HT1A receptor agonist flesinoxan enhances Fos immunoreactivity in rat central amygdala, bed nucleus of the stria terminalis and hypothalamus. European Journal of Neuroscience, 1996;8:2340-2347.). La stimolazione dei recettori 5-HT7 induce il c-fos nella corteccia del cingolo ed in quella somatosensoriale e in vari nuclei talamici ed ipotalamici (Thomas EA, Cravatt BF, Sutcliffe JG. The endogenous lipid oleamide activates serotonin 5-HT7 neurons in mouse thalamus and hypothalamus. Journal of Neurochemistry, 1999;72:2370-2378.). La ritanserina, bloccando i recettori 5-HT2A e 5-HT1A potrebbe indurre una riduzione dell’induzione di Fos nella corteccia prefrontale e questo potrebbe spiegare l’assenza di effetto antipsicotico di questa molecola. Tuttavia, un ragionamento simile dovrebbe valere anche per altri farmaci bloccanti i recettori 5-HT2A, come il risperidone ed altri nuovi atipici; mentre il risperidone in effetti non induce il Fos nella corteccia prefrontale, altri farmaci atipici, come il tiospirone, l’amperozide ed il sertindolo, lo inducono in questa sede.

iv�������� La corteccia piriforme esprime persistentemente un aumento di c-fos dopo iperstimolazione ippocampale ventrale con NMDA (agonista dei recettori glutamatergici omonimi) e ci� si accompagna ad un difetto nella pre-pulse inhibition nel ratto, un deficit che si ritiene analogo alla mancanza di filtro da parte dei pazienti schizofrenici (Koch M, Klarner A, Schnitzler HU. Lesions of the rat piriform cortex prevent long-lasting sensorimotor gating deficits induced by stimulation of the ventral hippocampus. Neuroscience Letters, 1999;275:195-198.). Il dato interessante qui, oltre all’analogia con un paradigma animale della schizofrenia, consiste nell’osservazione che una lesione in una sede induce modificazioni in un’altra, che possiamo ipotizzare come sede delle terminazioni dei neuroni lesionati. Ci� ci rivela dati utili per quanto riguarda la circuitazione del deficit. Un altro esempio dell’importanza della circuitazione viene dai paradigmi dell’autostimolazione del ratto, che indagano l’anatomia della gratificazione e ricompensa; mentre la stimolazione avviene a livello della banderella proencefalica mediale e della corteccia prefrontale mediale, il c-fos viene indotto nella corteccia prelimbica e cingolata, nel nucleus accumbens, nell’area preottica laterale, nella sostanza innominata, nel ipotalamo laterale, nel ponte e nell’area ventrale del tegmento, ma in quest’ultima, sorprendentemente, la maggioranza dei pirenofori che esprimono c-fos non sono dopaminergici (Arvanitogiannis A, Tzschentke TM, Riscaldino L, Wise RA, Shizgal P. Fos expression following self-stimulation of the medial prefrontal cortex. Behavioural Brain Research, 2000;107:123-132.); ci� potrebbe contraddire la visione recente della dopamina come via finale comune della gratificazione e ricompensa, ma invece occorre pensare pi� in termini di integrazione tra varie funzioni, con la dopamina che pu� avere un ruolo centrale, senza che per questo debba averlo anche primitivo (primario). In tutti questi nuclei sono stati riscontrati in pazienti schizofrenici delle alterazioni neurochimiche o microstrutturali e ci� ci avvicina di pi� a comprendere le possibili implicazioni di queste lesioni per il sintomo dell’anedonia, cos� frequente nei pazienti schizofrenici.

Tab. I. Effetto della somministrazione di neurolettici sull�espressione regionale cerebrale di geni immediati precoci (ratto).

Fig. 1. L�aloperidolo, la raclopride e la clozapina aumentano il c-fos attraverso l�inibizione di recettori della famiglia dei D2, mentre la D-amfetamina e il CY 208-243 lo aumentano attraverso la stimolazione di recettori della famiglia dei D1 (basata su dati di Robertson e Jian, 1995(101)) Haloperidol, raclopride and clozapine increase c-fos through D2-like receptor blockade, whereas D-amphetamine and CY 208-243 increase it through the stimulation of D1�like receptors (based on data from Robertson and Jian, 1995(101)).

Fig. 2. Interazione tra famiglie recettoriali dopaminergiche nel controllo dell�espressione di c-fos nello striato di ratto. Per semplicit�, viene riportata l�azione dell�aloperidolo solo sui recettori D2, sui quali la potenza inibitrice del farmaco � pi� potente rispetto a quella che ha il farmaco stesso sui recettori D1 (basata su dati di Konradi e Heckers, 1995(103)) Interaction between dopamine receptor families in controlling the expression of c-fos in rat striatum. For the sake of clarity, haloperidol action on only D2 receptors is reported; this drug blocks these receptors more potently than those of the D1 family (based on data from Konradi and Heckers, 1995(103)).

Fig. 3. Azione degli IEG nell�indurre il sito AP-1 (dati basati su Doucet et al., 1996(41)) IEG action in inducing the AP-1 site (based on data from Doucet et al., 1996(41)).

Fig. 4.�� Autoradiografie su campo chiaro: induzione di cellule positive al Fos (colorazione pi� chiara) e ibridizzazione in situ con sonde radiomarcate con (35)S dell�mRNA di� peptidi oppioidi (granuli scuri) (encefalina-1a e 3a riga e dinorfina-2a e 4a riga) da parte della clozapina (antipsicotico atipico) e dell�aloperidolo (neurolettico classico) nello striato, nell�isola maggiore del Calleja, nel nucleus accumbens e nel nucleo settale laterale del ratto (da Guo, 1998(68)) Bright field autoradiography: induction of Fos-positive cells (more lightly stained) and in situ hybridisation with (35)S mRNA radiolabelled probes for opioid peptides (dark granules) (enkephalin-1st and 3rd row and dynorphin-2nd and 4th row) on behalf of clozapine (atypical antipsychotic) and haloperidol (classical neuroleptic) in the rat striatum, major island of Calleja, nucleus accumbens, lateral septal nucleus (from Guo, 1998(68)).

Fig. 5. Interazioni tra sistema glutamatergico, adenosinergico e dopaminergico nell�induzione di c-fos nei gangli basali di ratto; gli effetti dei recettori A2A sono fasici, quelli dei recettori A1 sono tonici. La stimolazione dei recettori NMDA e A2A induce una riduzione di affinit� dei recettori D2; vengono evidenziati due neuroni che espongono recettori D2 sui loro dendriti, uno che espone anche recettori NMDA ed uno che espone anche recettori adenosinici A2A; tuttavia, � possibile che tutti e tre i sottotipi recettoriali coesistano nello stesso neurone (basata su dati di Boegman e Vincent, 1996(108); Harvey e Lacey, 1997(109); Ferr� et al., 1999(110); Golembiowska e Zylewska, 1997(111); Salim et al., 2000(112)) Interactions between glutamatergic, adenosinergic and dopaminergic systems in inducing c-fos in rat basal ganglia; Adenosine A2A receptor effects are phasic, those of the A1 receptors are tonic. NMDA and A2A receptor stimulation induces a reduction in the affinity of D2 receptors; two neurones are shown that exhibit D2 receptors on their dendrites, one exhibiting also NMDA receptors and one exhibiting also A2A adenosine receptors; however, it is possible that all three receptor subtypes co-exist in the same neurone (based on data from Boegman and Vincent, 1996(108); Harvey and Lacey, 1997(109); Ferr� et al., 1999(110); Golembiowska and Zylewska, 1997(111); Salim et al., 2000(112)).

Fig. 6. Fotomicrografie in campo oscuro dello striato mediale con colorazione retrograda al fluoro-oro che visualizza i neuroni strionigrali GABA/Sostanza P/Dinorfinergici (diametro di circa 18 mm; alla punta dei triangoli) dopo lesione con� 6-idrossidopamina del tratto dopaminergico nigro-striatale (a sinistra); la marcatura corrisponde grosso modo alle cellule DFosB-positive. Al centro vengono evidenziati i nuclei di neuroni DFosB-immunoreattivi (punte di triangoli) dopo trattamento cronico con l�agonista D1 CY 208-243. Viene evidenziata una marcatura pi� accentuata che corrisponde grosso modo alle cellule GABA/Sostanza P/Dinorfinergiche. A destra vengono evidenziati i neuroni GABA/Sostanza P/Dinorfinergici strionigrali dopo lesione con 6-idrossidopamina del tratto dopaminergico nigrostriatale omolaterale e trattamento cronico con l�agonista D1 CY 208-243; la marcatura, non evidente in questa sezione striatale, si limita alla substantia nigra, pars reticulata (non mostrata), senza corripondere alle cellule DFosB-positive. In basso, nuclei di neuroni DFosB-immunoreattivi nello striato mediale del ratto dopo lesione con 6-idrossidopamina del tratto dopaminergico nigrostriatale e trattamento cronico con l�agonista D1 CY 208-243; l�accentuazione dell�immunoreattivit� non corrisponde esattamente alle cellule GABA/Sostanza P/dinorfinergiche (confronta immagini in alto a sinistra e al centro) (da Doucet et al., 1996(14)) Dark-field photomicrographs of medial striatum with fluorogold retrograde staining showing strionigral GABA/Substance P/Dynorphinergic neurones (about 18 mm diameter; arrowheads) after 6-hydroxydopamine lesion of the nigro-striatal dopaminergic pathway (at left); labelling roughly corresponds to DFosB-positive cells. Nuclei of DFosB-immunoreactive neurones are shown in the middle (arrowheads) after chronic treatment with the D1-agonist, CY 208-243. Enhanced labelling is shown, grossly corresponding to GABA/Substance P/Dynorphinergic cells. Strionigral GABA/Substance P/Dynorphinergic neurones after 6-hydroxydopamine lesion of the ipsilateral nigrostriatal dopaminergic tract and chronic treatment with the D1 agonist, CY 208-243, are shown on the right; labelling, not evident in this striatal cut, is limited to substantia nigra, pars reticulata (not shown), without corresponding to DFosB-positive cells. At the bottom, nuclei of DFosB-immunoreactive neurones in rat medial striatum after 6-hydroxydopamine nigrostriatal dopaminergic tract lesion and chronic treatment with the D1 agonist, CY 208-243; immunoreactivity enhancement does not exactly correspond to GABA/Substance P/dynorphinergic cells (compare images at left top and in the middle) (from Doucet et al., 1996(14)).

Fig. 7. Controllo frontocorticale dell�espressione di c-fos. A sinistra, una fotomigrografia (immunoistochimica con anticorpo di coniglio anti-GAD67 e metodo di perossidasi-antiperossidasi con diaminobenzidina come cromogeno [scuro]; anticorpo anti-Fos di montone e tecnica di immunoperossidasi con avidina/biotina e diaminobenzidina pi� cloruro di cobalto e solfato di ammonio [nero]) di nuclei con immunoreattivit� Fos-simile nella corteccia prefrontale del ratto dopo stimolazione con un agonista dei recettori 5-HT2A/2C.(1-(2,5-dimetossi-4-iodofenil-2-aminopropano [DOI]) (in nero) in interneuroni GABAergici GAD67-positivi (frecce) e in neuroni piramidali GAD67-negativi [presumibilmente glutamatergici] (punta di freccia). Vi sono anche neuroni GABAergici GAD67-positivi (nuclei colorati in scuro) che non esprimono immunoreattivit� Fos-simile dopo stimolazione 5-HT2A/2C (barretta=10 mm) (da Abi-Saab et al. (361)). Sopra � raffigurato un modello circuitale che tenta di spiegare i dati della fotomicrografia, includendo anche altri dati della letteratura (Harvey e Lacey (109); Svensson et al. (363)) Control of c-fos expression in the frontal cortex. At left, photomigrograph (immunohistochemistry with anti-GAD67 rabbit antibody and peroxidase-antiperoxidase method with diaminobenzidine as a chromogene [dark]; sheep anti-Fos antibody and avidine/biotine immunoperoxidase technique and diaminobenzidine plus cobalt chloride and ammonium sulfate [black]) of Fos-like immunoreactive nuclei in rat prefrontal cortex after stimulation with a 5-HT2A/2C receptor agonist (1-(2,5-dimetossi-4-iodofenil-2-aminopropano [DOI]) (in black) in GAD67-positive GABAergic interneurones (arrows) and GAD67-negative pyramidal neurones [presumably glutamatergic] (arrowhead). There are also GAD67-positive GABAergic neurones (nuclei staining dark) that do not express Fos-like immunoreactivity after 5-HT2A/2C stimulation (bar=10 mm) (from Abi-Saab et al. (361)). On the top, a circuit model is shown that provides an explanation for data stemming from the photomicrograph, including other data from literature as well (Harvey and Lacey (109); Svensson et al. (363)).

Fig. 8. Aumentato Wnt-1 nell�area CA4 dell�ippocampo di un paziente schizofrenico. Sezioni deparaffinizzati di cervello umano trattate con alcol contenente perossido di idrogeno (H2O2), sono state esposte a siero di coniglio al 10% e successivamente incubate con anticorpo anti-Wnt-1 di capra diluito all�1:1000 per 24 h a 4�C in camera umidificata, poi lavate in PBS ed incubate per 1 h con IgG di coniglio anti-capra biotinilata, rilavata con PBS ed incubata per 1 ora con streptavidina perossidasi-coniugata. Colorate con 40 mg/mL di dimetilaminoazobenzene e 0,002% H2O2. L�elaborazione immunoistochimica � stata effettuata contemporaneamente per tutti e 20 i soggetti (10 schizofrenici e 10 soggetti di controllo appaiaiti per et� e sesso) su sezioni colorata con colorazione di Nissl. Per ogni cinque sezioni effettuate per soggetto, una � stata controllata con colorazione all�ematossilina-eosina per stabilire le coordinate neuroanatomiche e per la conta delle cellule nucleolate; i margini delle aree CA1, 2, 3 e 4 sono stati delineati attraverso i criteri di de Lorente (de Lorente R. Studies on the structure of cerebral cortex. II. Continuation of the study of the ammonic system. Journal of Psychology and Neurology, 1937; 46: 113-177) (da Miyaoka et al., 1999(389)) Increased Wnt-1 levels in the CA4 hippocampal area of a schizophrenic patient. Deparaffinised sections of human brain treated with alcohol contining hydrogen peroxide (H2O2), were exposed to rabbit 10% serum and thereafter incubated with 1:1000 diluted goat anti-Wnt-1 antibody for 24 h at 4�C in a humidified room, than washed in PBS and incubated for 1 h with biotinylated anti-goat rabbit IgG, washed again with PBS and incubated for 1 hour with peroxidase-conjugated streptavidine. Stained with 40 mg/mL dimethylaminoazobenzene and 0.002% H2O2. Immunohistochemical processing was carried-out concomitantly for all 20 subjects (10 schizophrenic patients and 10 age- and sex-matched controls) on Nissl-stained sections. For every five section per subject, one was controlled through haematoxyline-eosine staining to establish neuroanatomic co-ordinates and nucleolated cell count; CA1, 2, 3 e 4 area boundaries were outlined through the de Lorente criteria (de Lorente R. Studies on the structure of cerebral cortex. II. Continuation of the study of the ammonic system. Journal of Psychology and Neurology, 1937; 46: 113-177) (from Miyaoka et al., 1999(389)).

Fig. 9. Modello della molecola di axina di ratto con i diversi siti che legano vari substrati. Basato su dati di: Ikeda et al., 1998(392) Model of rat axin molecule with the various sites that bind different substrates. Based on data from Ikeda et al., 1998(392).

Fig.10. Regolazione del pool di b-Catenina da parte della GSK3b e del Wnt-1. In condizioni di alta attivit� GSK3b/bassa attivit� Wnt-1 (a sinistra), vi � aumentato catabolismo della b-catenina e di conseguenza, i livelli di quest�ultima sono tenuti sotto controllo. In condizioni di bassa attivit� GSK3b/alta attivit� Wnt-1 (a destra), si raggiungono alti livelli a riposo di b-catenina e viene facilitata la formazione di complessi con varie proteine; APCWT: tumour suppressing protein, wild type; GSK3: glicogeno sintetasi chinasi 3-b ZW3 omologa, inattiva; LEF-1: Lymphoid Enhancer Factor-1 (modificato da Papkoff et al. (393); integra dati di� Sakanaka et al. (395)) GSK3b and Wnt-1 regulation of b-Catenin pool. Under high GSK3b/low Wnt-1 activity� conditions (left), there is increased b-catenin metabolic breakdown, hence, the levels of the latter under control. Inder low GSK3b/high Wnt-1 activity conditions (right), high resting b-catenin levels are reached and consequently, the formation of complexes with various proteins is facilitated; APCWT: tumour suppressing protein, wild type; GSK3: 3-b ZW3 homologous glycogen synthase kinase, inactive; LEF-1: Lymphoid Enhancer Factor-1 (modified from Papkoff et al. (393); integrates data from Sakanaka et al. (395)).

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