Isquemia cerebral focal transitoria en rata: caracterización y utilidad del modelo de la sutura intraluminal en el estudio de estrategias neuroprotectoras

Ictus are neurological disorders originated by acute cerebral isquemia. Ictus incidence in Spain is of approximately 200 cases for every 100.000 inhabitants, which it places as the second reason of mortality. With the exception of the application of trombolitic therapy, at the moment it does not exist in clinic any other effective treatment for the ictus. The generic aim of the present work is to evaluate the neuroprotective potential of certain substances capable of interfering on three fisiopathological mechanisms implied in the cerebral damage produced by the isquemia-reperfusión: nitric oxide, oxidative stress and inflammation. Previously, the cerebral ischemia induced by transient occlusion of the medial cerebral artery using the intraluminal nylon thread model was characterized. The results confirm the isquemia-reperfusion induced expression of the inducible nitric oxide sintase (iNOS) in the brain, which mediates the ATP fall and the liberation of glutamate. The neuroprotective effect of the iNOS inhibitor, 1400W, confirms that nitric oxide produced by iNOS contributes to the damage produced by the cerebral isquemia and also the possible utility of L-arginina and L-glutamate determination in plasma as scoreboards of the ischemic damage. The administration of a single dose of ebselen, a seleno-organic compound mimetic of the antioxidant glutathione peroxidase enzyme, whose enzymatic activity is inhibited during the isquemia and reperfusion, does not reduce the size of the infracted tissue after severe ischemia in spite of a light preservation of the intraischemic cerebrocortical perfusion. These results do not agree with those obtained in previous studies using less severe ischemic insults and more short survival times. The intracerebroventricular administration of 12-epi-scalaradial, an inhibitor of the secretory phospholipase A2 (sPLA2) activity -supposed involved in the development of the inflammatory response after ischemia and reperfusion-, increased the size of the resultant lesion as well as the leukocytic infiltration in the affected tissue. These results suggest that at least some isoforms of sPLA2 might have a neuroprotective effect in the cerebral ischemia and therefore, its inhibition would be deleterious for the cerebral ischemic tissue.

RESUMEN Los accidentes cerebrovasculares agudos (ictus cerebrales) son trastornos neurológicos originados por la disminución brusca del aporte sanguíneo cerebral (isquemia cerebral). La incidencia del ictus en España es de unos 200 casos por cada 100.000 habitantes, lo que le sitúa como la segunda causa de muerte, la primera de invalidez permanente y segunda de demencia. A excepción de la aplicación de la terapia trombolítica, actualmente no existe otro tratamiento eficaz del ictus en clínica. El objetivo genérico del presente trabajo es evaluar el potencial neuroprotector de determinadas sustancias capaces de interferir sobre tres mecanismos fisiopatológicos implicados en el daño cerebral producido por la isquemia-reperfusión: NO, estrés oxidativo e inflamación. Dada la importancia que tiene el modelo experimental en los estudios sobre neuroprotección, previamente se caracterizó el modelo de isquemia cerebral focal transitoria en rata, inducida por oclusión de la arteria cerebral media mediante la técnica de la sutura intraluminal. Durante los experimentos se monitorizó la perfusión cerebro-cortical (PCC) por láser-Doppler en un área de penumbra isquémica, la presión arterial sistémica (PAS), la pO2 y pCO2, así como el pH y la glucemia en sangre arterial. Finalmente se determinó la afectación neurológica y el tamaño de infarto cerebral resultante. OBJETIVOS: 1- El primer objetivo concreto fue evaluar la hipótesis de que el NO producido por el enzima iNOS tras la isquemia origina el descenso tardío en los niveles de ATP, lo cual, a su vez, provoca la liberación tardía de glutamato. Esta secuencia podría contribuir a la progresión del infarto, y por lo tanto su inhibición con el inhibidor selectivo de iNOS 1400W puede resultar beneficiosa en el tratamiento de la isquemia cerebral. 2- El segundo objetivo concreto fue evaluar la hipótesis de que la isquemia cerebral elimina la actividad GSH-Px y reduce, consiguientemente, la capacidad antioxidante endógena. Por lo tanto, la recuperación de esta actividad mediante la administración del antioxidante seleno-orgánico mimético de la GSH-Px, ebselén, podría tener efectos beneficiosos sobre el daño cerebral isquémico. 3- El tercer y último objetivo fue evaluar la hipótesis de que las fosfolipasas A2 de secreción (sPLA2s) están implicadas en la fisiopatología del daño cerebral isquémico por su participación en el desarrollo de la respuesta inflamatoria, y por lo tanto su inhibición podría tener efectos neuroprotectores. Para ello se utilizó el inhibidor selectivo de las sPLA2s, 12-epi-scalaradial. CONCLUSIONES 1- La oclusión transitoria de la arteria cerebral media (90 min de isquemia / 3 días de reperfusión) induce la expresión de iNOS en el cerebro y la sobreproducción tardía de NO, fenómeno que a su vez media la depleción de ATP y la liberación de glutamato. El efecto neuroprotector de 1400W confirma que la producción de NO a partir de la iNOS contribuye al daño producido por la isquemia cerebral y también la posible utilidad de la determinación de L-arginina y L-glutamato en plasma como marcadores del daño isquémico. 2- La administración de ebselén en dosis única no reduce el tamaño de infarto tras isquemia severa (2 h de isquemia / 7 días de reperfusión), pese a una ligera preservación de la perfusión intraisquémica, resultados que contrastan con los obtenidos en estudios previos llevados a cabo con isquemias menos severas y tiempos de supervivencia más cortos. 3- La administración intracerebroventricular de 12-epi-scalaradial incrementó el tamaño de infarto resultante tras la isquemia (90 min de isquemia /3 días de reperfusión), así como la actividad MPO (marcador de infiltración leucocitaria) en el tejido afectado. Estos resultados sugieren que al menos algunas isoformas de sPLA2s podrían tener un efecto neuroprotector en la isquemia cerebral, y por lo tanto su inhibición resultaría deletérea para el tejido cerebral isquémico. __________________________________________________________________________________________________