Metileno urdina iktusaren eta garuneko hipoperfusioaren ikerketan: hiru ereduek benetan zer erakusten duten

Arteria buxatu batek, mantenugairik gabeko zelula-kultura batek eta lepoko arteriak estututa dituen arratoi batek esperimentu beraren hiru bertsio dirudite. Ez dira. Bakoitzak galdera desberdin bat egiten du, eta metileno urdinak erantzun desberdina ematen du bakoitzean. Nahasten baditugu, literatura kontraesankorra dirudi. Bereizten baditugu, eredu argi bat agertzen da, batez ere aplikazio-uneak baldintzatua.

Bereizketa hori egitea da berrikuspen honen helburu nagusia. Hiru ereduak hauek dira: iktus fokal akutua, kultibatutako zeluletako oxigeno-glukosa gabezia eta ondorengo berroxigenazioa, eta asteetan zehar mantendutako garuneko hipoperfusio kronikoa. Horiek lotzeko proposatutako mekanismoa mitokondriala da, baina emaitzak desberdinak dira, testuinguru metabolikoa ere desberdina delako.

Hiru ereduek galdera desberdinei erantzuten diete

Arratoietan, iktus fokal akutua erdiko garun-arteria okluituz eragiten da normalean; MCAO laburdura erabiltzen da. Koagulu baten antzeko buxadurak nukleo iskemiko bat sortzen du, penunbra batez inguratua: arriskuan dagoen ehuna, baina fluxua berrezartzen bada salbatzeko modukoa izan daitekeena. Hemen galdera da ea esku-hartze batek infartuaren hazkundea moteltzen duen edo funtzioa mantentzen duen birperfusioaren inguruan.

Oxigeno-glukosa gabeziak, OGD laburduraz ezagunak, kontrako eskalan funtzionatzen du. Kultibatutako garuneko zelulak ia oxigenorik gabeko ingurune batean jartzen dira, glukosarik gabe, eta gero hazkuntza-ingurune normalera itzultzen dira. Ez dago koagulurik, zirkulazio kolateralik, odol-presiorik edo immunitate-sistemarik. Galdera zelularra da soilik: zer gertatzen zaie arnasketari, ATPari eta biziraupenari substratuak desagertzen direnean eta gero itzultzen direnean.

Garuneko hipoperfusio kronikoak karotiden aldebiko oklusio iraunkorra erabiltzen du arratoietan, 2VO eredua deiturikoa. Aurreko garuneko odol-fluxua jaitsi egiten da eta baxu mantentzen da asteetan. Ez dago bat-bateko infartu fokalik, ezta larrialdiko birperfusiorik ere. Galdera da ea asteetako laguntza metabolikoak odol-hodiak, mitokondriak eta memoria mantentzen dituen fluxu baxu luzean.

Beraz, 2VO ereduan hilabeteko tratamenduaren ondoren memoria hobetzeak ez du ezer zuzenean esaten larrialdiko tronbektomia batean giza garuna salbatzeari buruz. Bereizketa garrantzitsua da, laburpen baikor gehienek alde batera uzten dutelako.

Iktus akutua: babesa birperfusioan, atzerapena birperfusiorik gabe

Emaitza akutu argiena birperfusioarekin egindako MCAO iragankorretik dator. Arratoiek 60 minutuko oklusioa izan zuten, eta gero metileno urdinaren dosi baxua jaso zuten zain barnean, birperfusioaren hasieran; dosi gehiago eman zitzaizkien 3 ordura eta 2. egunean. Erresonantzia magnetikoak erakutsi zuen disolbatzailea soilik jaso zuen taldeko lesioa gutxi gorabehera ehuneko 19 hazi zela 2. egunerako; tratatutako taldeko lesioa, berriz, gutxi gorabehera ehuneko 17 txikitu zen, azken infartuak gutxi gorabehera ehuneko 30 txikiagoak izan ziren, eta puntuazio neurologiko hobeak izan zituzten 2. eta 7. egunetan. Irudietan hobetu egin zen bai nukleoko bai penunbrako ehunaren biziraupena. Neurobabesari buruzko literatura zabalagoak birperfusio-unean lortutako babes hori iskemia globalaren eta traumatismoaren inguruko aurkikuntzekin batera kokatzen du.

Egoera aldatu egiten da arteriak buxatuta jarraitzen duenean. MCAO iraunkorreko esperimentu batean, iskemiak iraun bitartean emandako metileno urdinak difusio-lesioaren hedapena moteldu zuen eta laburki luzatu zuen perfusio-difusio desoreka, tokiko fluxu apur bat hobearekin; baina 24 ordura azken infartu-bolumena ez zen nabarmen desberdina. Arriskuan zegoen ehuna infartu bihurtzea atzeratu zuen, baina ez zuen odol-hodia berriro irekitzearen funtzioa ordeztu.

Hirugarren ikerketa akutu batek mekanismoari eta dosiari buruzko ñabardurak gehitzen ditu. Oklusioaren ondoren berehala emandako peritoneo barneko dosi bakar batek infartuaren murrizketa handiena erakutsi zuen, gutxi gorabehera ehuneko 50ekoa, tarteko 5 mg/kg dosian, eta ez 1 edo 10 mg/kg dosietan; horrekin batera, puntuazio sentsoriomotor hobeak lortu ziren. Egileek hori mitokondrien egitura mantentzearekin eta mitofagia handitzearekin lotu zuten; mitofagia kaltetutako mitokondriak selektiboki ezabatzea da. Beraz, dosiak, administrazio-bideak eta pautak garrantzia dute, eta arratoietako mg/kg balioak ez dira gizakientzako iktus-dosiak.

Zelula-kultura: farmako berak lagundu edo kaltetu egiten du, iristen den unearen arabera

Astrozitoen esperimentua da argigarriena eta gaizkien aipatzen dena. Saguaren kortexeko astrozito primarioek 6 orduko gabezia larria jasan zuten, ehuneko 0.1eko oxigenoarekin eta glukosarik, pirubatorik edo serumik gabeko ingurunean; ondoren, 24 orduko berroxigenazioa egin zen, substratuak berrezarrita. Zelulen erdia inguru hil zen, eta horrek saiakuntzari aukera ematen dio efektua noranzko batean zein bestean erakusteko.

Metileno urdina gabezia-fasean zegoenean, biziraupenak okerrera egin zuen, ez hobera. Aldiz, berroxigenazioan gehitu zenean, kontzentrazio mikromolar baxuek bideragarritasuna hobetu zuten eta oxigeno-kontsumoa, glukosa hartzea eta ATP-ekoizpena handitu zituzten. Baldintza normaletan, kontzentrazio berberek glukosa hartzea gutxi gorabehera ehuneko 89 handitu zuten 0.1 mikromolarrean eta gutxi gorabehera ehuneko 200, 1 mikromolarrean; lesioaren ondoren glukogenoa eta hexokinasaren jarduera mantendu ziren, eta ez zen superoxidoaren igoerarik neurtu.

Mekanismoa errazago ulertzen da larrialdiko sorgailu baten analogiaren bidez. Metileno urdinak baliokide erreduzitzaileak onartu eta c zitokromorantz eta IV konplexurantz pasatzen dituen elektroi-garraiatzaile alternatibo gisa jokatzen du; horrek elektroi-fluxua eta ATP-sintesia laguntzen ditu, katearen aurreko zatiko elektroi-ihesa murrizten duen bitartean. Gabezia larrian, estimulazio hori kaltegarria da, eskari metabolikoa handitzen duelako oxigenoa eta glukosa ia falta direnean, eta horrek azken erreserbak azkarrago agor ditzake. Substratuak itzuli ondoren, ezaugarri bera onuragarri bihurtzen da, kaltetutako mitokondriei berrezarritako oxigenoa eta glukosa eraginkortasunez erabiltzen laguntzen dielako. Horregatik ere, mitokondrietako elektroi-transferentziari buruzko azalpenetan aurkikuntzak gabeziaren testuinguruarekin batera aurkeztu behar dira.

Ohar bat: aplikazio-uneari buruzko arau hori astrozito-prestaketa horri dagokio. Zelula mota desberdin batekin, gabezia arinagoarekin eta kontzentrazio baxuagoarekin egindako beste zelula-ikerketa batek babesa aurkitu zuen, baita gabezia bitarteko esposizioarekin ere. Zelula motak, geratzen den oxigenoak, kontzentrazioak eta protokoloak erabakitzen dute efektuaren noranzkoa.

Fluxu baxu kronikoa: memoria, zitokromo oxidasa eta odol-hodiak asteetan zehar

Esperimentu kronikoek dosi baxuko eguneroko tratamendua erabili zuten asteetan zehar, ez larrialdiko bolo bakarra. Lehen ikerketan, karotiden oklusio iraunkorra zuten arratoiek 4 mg/kg jaso zituzten egunero hilabetez, eguneroko entrenamendu-saio bakoitzaren ondoren, sendotzea lantzeko eta ez uneko errendimendua. Oklusioa zuten animaliek ikusizko bereizketa-arazoak motelago ikasi zituzten eta emaitza okerragoak izan zituzten memoria-proba zail batean; igeri egiteko gaitasuna, jarduera motorra eta usainen ezagutza, ordea, ez ziren aldatu. Eguneroko tratamenduak ikaskuntza- eta memoria-gabeziak arindu zituen, portaera motor orokorra aldatu gabe.

Jarraipen-ikerketa batek zitokromo oxidasaren, hau da, mitokondrietako IV konplexuaren, banaketa mapatu zuen garuneko 44 eskualdetan, hilabeteko pauta beraren ondoren. Oklusioak entzima-jarduera murriztu zuen ikusmen-kortexean, kortex prefrontalean eta perirrinalean, baita hipokanpoan eta amigdalan ere; gainera, ikusmen-kortexaren eta hipokanpoaren arteko jarduera koordinatua ahuldu zuen. Tratamenduak eskualdeetako entzima-jarduera mantendu zuen eta eskualdeen arteko korrelazio metaboliko horiek indartu zituen; mantendutako jarduera, berriz, zereginetako errendimendu hobearekin korrelazionatu zen. Korrelazio horiek entzimen jarduera metaboliko koordinatua deskribatzen dute, ez gizakien konektibitate funtzionalaren neurketa zuzenak; garuneko energia-metabolismoari buruzko berrikuspenek bereizketa hori argi mantentzen laguntzen dute.

Astebeteko beste ikerketa batek 2 mg/kg erabili zituen egunero, eta seinaleztapen-bidearen inhibitzaile bat gehitu zuen mekanismoa probatzeko. Tratamenduarekin, garuneko odol-fluxua gutxi gorabehera 60tik 100 mL-ra igo zen 100 g-ko minutuko, eta hipokanpoko odol-hodien dentsitatea gutxi gorabehera ehuneko 15.1etik 23ra igo zen. Bi hobekuntzak neurri batean atzera egin zuten PI3K/Akt biziraupen-bidea blokeatu zenean, eta Akt fosforilatuaren mailak gora egin zuen tratamenduarekin. Odol-fluxuari, odol-hodien dentsitateari, hesiari eta neuronei buruzko aurkikuntzek PI3K/Akt seinaleztapenari lotutako babes neurobaskularra iradokitzen dute, efektu metaboliko hutsa baino gehiago.

Zergatik ez den horietako ezer iktusaren larrialdiko arretaren baliokidea

Laborategiko kontrola da emaitza horiek zuzenean ezin aplikatzearen arrazoia. Kultibatutako zelulek ez dute tronborik edo farmakokinetikarik. 2VO eredua fluxu baxu global luzatua da, ez minutu gutxiko penunbra duen bat-bateko enbolo fokala. Arratoietako MCAOk ere animalia gazte eta osasuntsuak, anestesia, oklusio uniformeak eta une zehatzetan emandako dosiak erabiltzen ditu; hori ez dator bat adineko pazienteen egoerarekin, koagulu desberdinak, aterosklerosia, hipertentsioa, diabetesa eta hasiera-ordu ezezagunak izan baititzakete.

Gizakietan argitaratutako ausazko saiakuntza batek ere ez du metileno urdina iktus iskemiko akutuaren larrialdiko tratamendu gisa ezarri. Batzuetan aipatzen den gizakien irudi-ikerketa batek 26 heldu osasuntsu hartu zituen, ez iktusa zuten pazienteak, eta ahoz hartutako dosi bakar batek zereginarekin lotutako garun-seinaleak aldatu zituen, oroitzapenak berreskuratzeko hobekuntza txiki batekin. Horrek nerbio-sistema zentraleko jarduera erakusten du, ez iktusarekiko eraginkortasuna. Gaur egungo larrialdiko gidalerroek, aldiz, birperfusio azkarra dute ardatz: zain barneko tronbolisia horretarako hautagarriak diren pazienteetan, eta tronbektomia horretarako egokiak diren odol-hodi handien oklusioetan; iktusaren larrialdiko arreta-bide estandarrak dira oraindik frogatutako bide bakarra. Iktusaren susmoa dagoenean, arreta ez da inoiz atzeratu behar metileno urdina emateko, eta dosifikazio preklinikoen estrapolazioaren muga praktikoek azaltzen dute zergatik ezin diren arratoien pautak erregimen kliniko gisa interpretatu.

Segurtasun-testuinguruak muga hori indartzen du. Zain barneko metileno urdinak kutxa beltzeko abisu bat du serotonina-sindrome larria edo hilgarria eragin dezakeelako farmako serotoninergikoekin batera erabiltzean, besteak beste SSRIekin, SNRIekin eta MAO inhibitzaileekin; iktusa izateko adineko paziente askok hartzen dituzte farmako horiek. G6PD gabezia duten pertsonetan kontraindikatuta dago, hemolisi-arriskuagatik. Oxido nitrikoaren seinaleztapena ere inhibitzen du, eta horrek erresistentzia baskularra eta presioa handitzen ditu zenbait egoeratan; beraz, ez litzateke besterik gabe garuneko odol-fluxua handitzen duen farmako gisa deskribatu behar. Methemoglobinemia eskuraturako onartutako zain barneko 1 mg/kg-ko erregimena ez da iktuserako erregimena.

Laburpen zintzoa mugatua da, baina benetakoa. Iskemia fokal iragankorrean, birperfusioaren inguruan, dosi baxuko metileno urdinak lesioaren bilakaera murriztu zuen arratoietan. Oklusio iraunkorrean, infartua atzeratu zuen, baina ez zuen eragotzi. Astrozitoetan kalte egin zuen gabezia larrian, eta lagundu egin zuen berroxigenazioan. Hipoperfusio kronikoan, zitokromo oxidasa, odol-hodiak eta memoria mantendu zituen asteetan zehar. Garraiatzaile bat, hiru testuinguru, hiru erantzun.