Bases neuroquímicas de la transmetilación aberrante de neuroaminas y su relación con el metabolismo de la vitamina B12 y el ácido fólico / Neurochemical basis of the aberrant transmethylation of neuroamines and its relationship with the metabolism of vitamin B12 and folic acid / Bases neuroquímicas da transmetilação aberrante de neuroaminas e sua relação com o metabolismo da vitamina B12 e ácido fólico / Reconocimiento a la trayectoria del Prof. Dr. Juan Miguel Castagnino†

Resumen En este trabajo se analizan las alteraciones que pueden ocurrir en el proceso de metilación vía los ciclos de metionina y de folato, dando lugar a disfunciones que se manifiestan en problemas de salud mental, dentro de las cuales se incluye la esquizofrenia. Se discuten las alteraciones en los sistemas neurobiológicos observadas en el espectro esquizofrénico, en particular la transmetilación patológica, y se destacan las investigaciones que contribuyeron a demostrarla, incluyendo las de este grupo de investigación. Se abordan la disfunción mitocondrial, el estrés oxidativo, la proteómica y las regulaciones epigenéticas, como la metilación del ADN. Las disfunciones de la señalización de serotonina y del gen HTR2A participan en su desarrollo. Se han investigado las alteraciones neurometabólicas en cuadros psicóticos, fundamentalmente en indolalquilaminas. Se observó una correlación exhaustiva entre la actividad transmetilante, la hipoactividad de monoaminooxidasa (MAO), la alteración de las MAO intra y extracelulares y la presencia de indolalquilaminas metiladas en orina en varios fenotipos esquizofrénicos, con un 94,1% de actividad de transmetilación superior a la normal. Se demostró in vivo, en conejos, que la N,N-dimetiltriptamina permaneció en el cerebro hasta 7 días después de administrarla, a diferencia de la serotonina y la triptamina. Principalmente, los receptores sigma-1 y 5-HT2a-mGlu2 y los transportadores SERT y VMAT2 permitieron explicar el comportamiento.

Abstract Alterations that may occur in the methylation process via folate and methionine cycles, resulting in dysfunctions evidenced in psychiatric disorders such as schizophrenia are analysed. The changes in neurobiological systems related to the pathogenesis of schizophrenia, in particular pathological transmethylation, are discussed highlighting research that contributed to prove it, including those of this research group. Mitochondrial dysfunction, oxidative stress, proteomics, and epigenetic regulations such as DNA methylation are discussed. Dysfunctions of serotonin signaling and HTR2A gene are involved in the development of schizophrenia. The neurometabolic alteration of schizophrenia was investigated, focusing on indolealkylamines. An exhaustive correlation between transmethylation activity, monoamine oxidase (MAO) hypoactivity, intra- and extracellular MAOs alteration, and the occurrence of methylated indolealkylamines in urine of several schizophrenic phenotypes, with 94.1% transmethylation activity above normal were observed. It was demonstrated in vivo in rabbits that N,N-dimethyltryptamine remained in the brain, even 7 days after administration, unlike serotonin and tryptamine. Mainly sigma-1 and 5-HT2A-mGlu2 receptors as well as SERT and VMAT2 transporters made it possible to explain this behaviour.

Resumo As alterações que podem ocorrer no processo de metilação através de ciclos de folato e de metionina, resultando em disfunções reveladas em distúrbios psiquiátricos, tais como esquizofrenia, são analisadas. As alterações nos sistemas neurobiológicos relacionadas com a etiopatogenia da esquizofrenia, são discutidas, em particular a transmetilação patológica, destacando as pesquisas que contribuíram para demonstrá-la, incluido as deste grupo de investigação. A disfunção mitocondrial, estresse oxidativo, proteômica e regulação epigenética como metilação do DNA na esquizofrenia são discutidos. As disfunções da sinalização da serotonina e do gene HTR2A estão envolvidas na patogênese. Investigamos a alteração neurometabólica da esquizofrenia, com foco em indolalquilaminas. Houve uma correlação exaustiva entre a atividade transmetilante, a hipoatividade de MAO, a alteração das MAO intra e extracelular, e a presença na urina de indolalquilaminas metiladas em vários fenótipos esquizofrênicos, com 94,1% de atividade de transmetilação acima do normal. Demonstramos in vivo em coelhos como N,N-dimetiltriptamina permaneceu no cérebro 7 dias após administrá-la, ao contrário de serotonina e triptamina. Principalmente receptores sigma-1 e 5-HT2A-mGlu2 , e os transportadores SERT e VMAT2 permitiram explicar o comportamento.

Episodios psicóticos inducidos por ayahuasca: revisión sistemática a partir de un caso / Ayahuasca-induced psychotic episodes: A systematic review from a case perspective

RESUMEN La ayahuasca pertenece al grupo de alucinógenos de origen vegetal con los que comparte su capacidad de alterar el estado de conciencia y provocar alteraciones perceptivas. Empleada tradicionalmente en forma de brebaje en ritos ceremoniales con el propósito de alcanzar experiencias de contenido espiritual o sanatorio, su uso se ha extendido a lo largo de centurias hasta nuestro actual contexto cultural dentro del cual es empleada por pequeños grupos guiados por fines de crecimiento personal. La experiencia suele durar unas horas y los efectos suelen ser autolimitados. Se describe el caso clínico de una paciente que, tras el consumo experimental de ayahuasca, desarrolla un episodio maníaco con síntomas psicóticos. Se realiza asimismo una búsqueda sistemática de casos publicados de sintomatología psicótica relacionada con el consumo de ayahuasca. A nivel experimental, la relación entre ayahuasca y experiencias psicóticas es poco conocida, si bien se ha determinado un buen perfil de seguridad de la sustancia en administraciones puntuales en sujetos sanos. En el presente estudio, los resultados sugieren que la aparición de episodios psicóticos asociados con consumo de ayahuasca es un fenómeno infrecuente que parece estar relacionado con características de vulnerabilidad tales como historia personal o familiar de trastorno mental grave o el uso concomitante de otros compuestos tóxicos o drogas, especialmente cannabis.

SUMMARY Ayahuasca belongs to the group of plant-based or vegetal hallucinogens sharing their alterating effects on the state of consciousness and causing perceptual alterations. Traditionally used as a concoction in ceremonial rites aimed to achieve experiences of spiritual or curative content, its use has expanded throughout centuries, reaching our current cultural context, where it is used by small groups guided by purposes of personal growth. The experience usually lasts a few hours and the effects are usually self-limited. We describe the case of a patient who developed a manic episode with psychotic symptoms after experimental consumption of ayahuasca. In addition, a systematic review of published cases of sustained psychotic symptoms after the consumption of ayahuasca is carried out. There are few experimental studies of the relationship between ayahuasca and psychotic experiences, although a good safety profile has been determined in single administrations to healthy subjects. In the present study, the results suggest that the appearance of psychotic episodes associated with ayahuasca consumption is an infrequent phenomenon and seem to be related to vulnerability characteristics such as personal or family history of severe mental disorder or the concomitant use of other drugs, particularly cannabis.

O receptor aril de hidrocarbonetos (AhR) em melanomas: associação com mutações BRAF, com a progressão da doença e identificação de ligantes / The aryl hydrocarbon receptor (AhR) in melanomas: association with BRAF mutations, with disease progression and ligand identification

O melanoma é um tipo de câncer de pele geneticamente diverso, que surge diante das transformações em melanócitos. A mutação BRAFV600E está presente em mais de 90% de todas as mutações em BRAF, sendo assim ocorre em cerca de 50% dos casos registrados. As mutações em NRAS, ocupam o segundo lugar entre as mutações mais prevalentes, cerca de 20% dos casos. Informações sobre as assinaturas genéticas, permitiram o desenvolvimento de terapia alvo dirigida. O Vemurafenib, inibidor da quinase BRAFV600E, apresentou inicialmente resultados bastante satisfatórios, contudo existe registro de casos de recidiva e resistência. O receptor aril de hidrocarbonetos é expresso em vários componentes da pele, e assim está relacionado a homeostase e fisiopatologia da pele. Diante disso, a avaliação da expressão do receptor em um painel de linhagens mutadas para NRAS e BRAF, e BRAF resistentes, mostrou-se maior do que a encontrada em melanócitos. Também encontramos maior expressão de mRNA de AhR em linhagens de melanoma derivadas de sítio primário e metastático, mutadas para BRAFV600E, quando comparadas ao melanócito. Agregado a isto, a análise in silico no TCGA (The Cancer Genome Atlas) mostrou que há 18% de alteração genética em AhR, sendo em maior parte a alta regulação de mRNA. Também, a análise do banco público GSE12391, mostrou aumento de mRNA de AhR na fase de crescimento vertical do melanoma. Assim, concluímos que há maior expressão de mRNA e sua importância nas fases de desenvolvimento do melanoma, tanto nos processos iniciais quanto em processos de migração, invasão e metástase. Ainda, encontramos maior mRNA do receptor em linhagens resistentes ao Vemurafenib. Este resultado sustenta a hipótese de que AhR pode ser considerado um marcador de resistência em melanomas. O AhR, inicialmente no citoplasma, quando ativado pode atuar como fator de transcrição regulando vários genes que apresentam sequências definidas, participando de respostas carcinogênicas. Compostos halogenados e moléculas endógenas derivadas das vias de metabolização do triptofano são agonistas do receptor. Anteriormente, nosso grupo mostrou que linhagens de melanoma incubadas com triptamina e DMT exibiram menor clonogenicidade. Diante de uma literatura escassa sobre o papel do DMT no melanoma e com base nestes resultados, nosso objetivo foi avaliar o papel de AhR nesta interface DMT-melanoma. Para isto, nosso objetivo foi construir linhagem editada geneticamente para AhR através da ferramenta CRISPR-Cas9. Vários foram os esforços, sem sucesso, utilizados nas tentativas de comprovar a manutenção de células editadas na cultura. Atrelamos a este resultado a possibilidade de haver duas subpopulações editadas geneticamente pós CRISPR-Cas9, onde uma destas manteve o padrão de crescimento semelhante às células wild type. Devido a este crescimento diferencial, não obtivemos congruências nos ensaios e postulamos a perda do possível nocaute. A partir disso, realizamos ensaios de interactoma para avaliar a interação de DMT-AhR. Nosso resultado sugere a interação de DMT ao receptor sigma 1, e não ao receptor aril de hidrocarbonetos. Desta forma, o interactoma sustenta a hipótese de que DMT não é um ligante de AhR. Para certificar este resultado análises de docking associados a ensaios biológicos, avaliando o papel do receptor, devem ser realizados para averiguar a afinidade e seletividade de DMT como ligante do receptor na linhagem de melanoma

Melanoma is a genetically diverse type of skin cancer, which arises from changes in melanocytes. The BRAFV600E mutation is present in more than 90% of all BRAF mutations, so it occurs in about 50% of registered cases. Mutations in NRAS occupy the second place among the most prevalent mutations, about 20% of cases. Information on genetic signatures allowed the development of targeted therapy. vemurafenib, kinase inhibitor BRAFV600E, initially presented very satisfactory results, however there is a record of cases of relapse and resistance. The aryl hydrocarbon receptor is expressed in several components of the skin and is thus related to homeostasis and skin pathophysiology. Therefore, the evaluation of receptor expression in a panel of strains mutated to NRAS and BRAF, and resistant BRAF, proved to be greater than that found in melanocytes. We also found main expression of AhR mRNA in melanoma strains derived from primary and metastatic site, mutated to BRAFV600E, when compared to melanocyte. Added to this, the in silico analysis in TCGA (The Cancer Genome Atlas) showed that there is 18% of genetic alteration in AhR, being mostly the high regulation of mRNA. Also, an analysis by the public bank GSE12391, showed an increase in AhR mRNA in the vertical growth phase of melanoma. Thus, it is concluded that there is greater expression of mRNA and its importance in the stages of development of melanoma, both in recent processes and in the processes of migration, invasion and metastasis. In addition, we found higher receptor mRNA in strains resistant to vemurafenib. This result supports the hypothesis that AhR can be considered a marker of resistance in melanomas. AhR, initially in the cytoplasm, when activated can act as a transcription factor regulating several genes that have defined sequences, participating in carcinogenic responses. Along with this, we show that along the tumor progression, there is an increase in AhR in the radial growth phase of melanoma. Halogenated compounds and endogenous molecules derived from the tryptophan metabolism pathways are receptor agonists. Previously, our group showed that melanoma strains incubated with tryptamine and DMT exhibited less clonogenicity. In view of a scarce literature on the role of DMT in melanoma and based on these results, our objective was to evaluate the role of AhR in this DMT-melanoma interface. For this, our goal was to build genetically edited strain for AhR using the CRISPR-Cas9 tool. Several efforts were unsuccessful in attempts to prove the maintenance of cells edited in the culture. We linked to this result the possibility of having two subpopulations genetically edited after CRISPR-Cas9, where one of them maintained the growth pattern like wild type cells. Due to this differential growth, we did not obtain congruence in the tests and postulated the loss of the possible knockout. From that, we performed interactome assays to evaluate the DMT-AhR interaction. Our result suggests the interaction of DMT with the sigma 1 receptor, and not the aryl hydrocarbon receptor. Thus, the interactome supports the hypothesis that DMT is not an AhR ligand. To certify this result, docking analyses associated with biological assays, evaluating the role of the receptor, should be performed to ascertain the affinity and selectivity of DMT as a ligand of the receptor in the melanoma lineage

Psicosis inducida por ayahuasca: reporte de un caso / Ayahuasca-induced psychosis: a case report

La ayahuasca es una bebida alucinógena, producto de la decocción de las plantas Banisteriopsis caapi y Psychotria viridis y que cuenta con N,N-dimetiltriptamina y ß-carbolinas, como sus compuestos principales. Aunque produce alteraciones somáticas, cognitivas y subjetivas agudas, a menudo intensas, casi no se han reportado efectos adversos luego de un cuadro de intoxicación con este agente. En este artículo se presenta el caso de un varón de 40 años, procedente de la Amazonía peruana, que siguió un curso psicótico tras una sesión ritual de consumo; el episodio psicótico se resolvió favorablemente con tratamiento específico. Aun cuando infrecuentes, estos episodios pueden llegar a ser muy severos y asociarse a conductas violentas. Los usuarios con antecedentes de psicosis, manía o abuso de sustancias psicoactivas parecen estar en mayor riesgo. La literatura en relación al riesgo de reacciones adversas (incluidas conductas psicóticas) debidas al uso de ayahuasca, es escasa y poco concluyente por lo que casos similares al descrito deben evaluarse cuidadosamente y difundirse de manera apropiada. (AU)

Hallucinogen Rating Scale (HRS) - Versão brasileira: tradução e adaptação transcultural / Hallucinogen Rating Scale (HRS) - A Brazilian version: translation and cross-cultural adaptation

CONTEXTO: Existe um crescente interesse científico pelos efeitos de alucinógenos em geral e, particularmente, pelo uso religioso da bebida psicoativa ayahuasca no Brasil. Todavia, não há no Brasil um instrumento padronizado para avaliar os efeitos de alucinógenos. A Hallucinogen Rating Scale (HRS) é um questionário amplamente usado nos Estados Unidos e na Europa para avaliar os efeitos de diversas substâncias psicoativas, incluindo as alucinógenas. OBJETIVO: Traduzir e adaptar a HRS para o português brasileiro. MÉTODO: A adaptação foi realizada em três etapas: 1) os autores do artigo traduziram a HRS para o português, visando à elaboração de uma versão-síntese inicial; 2) foi feita retrotradução dessa versão para o inglês por dois tradutores independentes; 3) foi elaborada uma versão final em português brasileiro por um comitê de revisão. Esta versão final foi desenvolvida pela comparação entre as traduções iniciais e as retrotraduções, por um processo dialógico com o autor do instrumento. RESULTADOS: Produção da versão final da HRS em português. Observaram-se as diretrizes para equivalência semântica e conceitual entre o português e inglês na descrição de estados subjetivos induzidos por alucinógenos. CONCLUSÃO: Uma versão brasileira da HRS - instrumento largamente empregado em todo o mundo para quantificar os efeitos de psicoativos - fornece um instrumento sensível para a avaliação de efeitos de substâncias alucinógenas no Brasil.

BACKGROUND: There is a growing scientific interest in the effects of hallucinogens in general and the religious use of psychoactive brew ayahuasca in Brazil in particular. However, there is not yet a standard instrument used in Brazil to evaluate the effects of hallucinogens. The Hallucinogen Rating Scale (HRS) is a questionnaire widely used in the U.S. and Europe to evaluate the effects of several psychoactive substances, including hallucinogens. OBJECTIVE: To translate and adapt the HRS to Brazilian Portuguese. METHOD: We followed three steps: 1) the authors of the article translated the HRS into Portuguese, in order to establish an initial version; 2) two independent translators back-translated this version into English; 3) a revision committee produced a final version of the Brazilian Portuguese version. This final version was developed comparing the initial translations and back-translations, through a dialogic process with the author of the instrument. RESULTS: A final Portuguese version of the HRS, following the guidelines for semantic and conceptual equivalence between English and Portuguese to describe hallucinogen-induced subjective states. DISCUSSION: A Brazilian version of the HRS - an instrument widely used throughout the world to quantify effects of psychoactive drugs - provides a sensitive instrument for evaluation of the effects of hallucinogenic substances in Brazil.

Estudio clínico de marcadores de hipermetilación indólica en las alteraciones de la percepción / Clinical studies of markers of the indolic hypermethylation in human perception alterations

Se estudiaron los marcadores bioquímicos en 34 pacientes psicóticos frente a controles, efectuándose: dosaje de monoaminooxidasa (MAO) plaquetaria y aminooxidasa (AO) sérica, actividad transmetilante y dosaje de N,N-dimetilindolalquilaminas urinarias: bufotenina y N,N-dimetiltriptamina (DMT). Se realizaron simultáneamente tests neuropsicológicos para evaluar los parámetros psicométricos en los mismos sujetos de estudio. Los niveles urinarios de DMT y bufotenina fueron evaluados por cromatografía de gases-espectrometría de masas y por cromatografía líquida de alta resolución. Las enzimas fueron dosadas por métodos espectrofluorimétricos. Se establecieron relaciones entre los valores estadísticamente significativos de bufotenina urinaria y MAO plaquetaria, de DMT urinaria con MAO plaquetaria y con AO sérica. Los valores estadísticamente significativos de MAO plaquetaria y los de actividad de transmetilación fueron satisfactoriamente correlacionados lográndose así categorizar el 91,1% de los 34 sujetos participantes en cuatro tipos principales. La marcada disminución de MAO plaquetaria mostró concordancia con el aumento de bufotenina y DMT, y con la alteración perceptual observada en los tests neuropsicológicos. La disminución de AO sérica fue moderada, pero acorde con la actividad transmetilante registrada. Los resultados apoyan la teoría de transmetilación patológica de la esquizofrenia y muestran que estas indolalquilaminas metiladas son marcadores de estado para estas patologías.

Biochemical markers were studied in 34 psychotic patients compared to controls, e.g., dosage of platelet monoamine oxidase (MAO) and serum amine oxidase (AO), transmethylation activity, and dosage of the urinary N,N-dimethylindolealkylamines, bufotenine and N,N-dimethyltryptamine (DMT). Neuropsychological tests were simultaneously performed to evaluate psychometric parameters in the same subjects under study. Urinary levels of DMT and bufotenine were evaluated by gas chromatography-mass spectrometry and high-performance liquid chromatography. The enzymes were dosed by spectrofluorimetric methods. Relationships were established between the statistically significant values of urinary bufotenine and platelet MAO, and of urinary DMT and both platelet MAO and serum AO. The statistically significant values of platelet MAO and those of transmethylation activity were satisfactorily correlated, thus achieving the 91.1% categorization of the 34 subjects in four main types. The sharp decrease in platelet MAO was in agreement with the increase in bufotenine and DMT, and with the perceptual alteration observed in neuropsychological tests. The decrease in serum AO was moderate, but consistent with the transmethylating activity registered. The results support the pathologic transmethylation theory of schizophrenia, and show that these N,N-methylated indolealkylamines are state markers for these pathologies.

Ayahuasca: uma revisão dos aspectos farmacológicos e toxicológicos / Ayahuasca: a review of pharmacological and toxicological aspects

A ayahuasca é uma bebida psicoativa originariamente utilizada em rituais de tribos indígenas da região amazônica. Esta bebida é preparada pela infusão de caules da Banisteriopsis caapi Morton, que contém Beta-carbolinas que são inibidoras da monoaminoxidase (MAO), e de folhas da Psychotria viridis Ruiz & Pavón, que contém o alucinógeno N,N-dimetiltriptamina (DMT). A enzima MAO degrada a DMT no fígado e intestino. No Brasil, a ayahuasca tem sido incorporada em rituais de grupos sincréticos religiosos e seu uso dentro do contexto religioso é amparado por lei federal. Atualmente, esses grupos têm se espalhado na Europa e Estados Unidos, chamando a atenção de pesquisadores internacionais quanto aos efeitos da ayahuasca. Estudos têm indicado que a ayahuasca poderia ter aplicações terapêuticas como no tratamento da farmacodependência e até sugerem seu uso seguro por adultos sadios. Entretanto, poucos estudos têm sido conduzidos para melhor avaliação de suas propriedades. O objetivo do artigo é mostrar uma revisão geral da história até as recentes descobertas envolvendo a farmacologia e a toxicologia da ayahuasca.

Ayahuasca (or caapi in Brazil) is a psychoactive plant beverage initially used by shamans in religious rituals practiced by indigenous peoples in the Amazon region. It is prepared by infusing the pounded stems of Banisteriopsis caapi Morton, a liana which contains beta-carbolines, alkaloids that are potent monoamine oxidase (MAO) inhibitors, together with the leaves of Psychotria viridis Ruiz & Pavón, which contains the psychedelic agent N,N-dimethyltryptamine (DMT). The enzyme MAO normally degrades DMT in the liver and gut. In Brazil, the use of ayahuasca within religious ceremonies is protected by law and it has been incorporated into rituals of syncretic religious groups. Some of these groups have established themselves in the United States and European countries, attracting international research interest in the effects of ayahuasca. Studies suggest that it may have therapeutic applications, such as in the treatment of drug addiction, and that it can be used safely by healthy adults. However, too few studies have been performed for a good assessment of its properties to be made. The aim of this article is to present a review of the history of ayahuasca, up to the recent discoveries concerning its pharmacology and toxicology.