Il-blu tal-metilen fir-riċerka dwar il-puplesija u l-ipoperfużjoni ċerebrali: x’juru tassew tliet mudelli

Arterja mblukkata, kultura ta’ ċelloli mċaħħda min-nutrijenti, u far b’arterji dejqa fl-għonq jidhru qishom tliet verżjonijiet tal-istess esperiment. Mhumiex. Kull wieħed jistaqsi mistoqsija differenti, u l-blu tal-metilen jagħti tweġiba differenti f’kull wieħed. Jekk tħawwadhom ma’ xulxin, il-letteratura tidher kontradittorja. Jekk tifridhom, jidher mudell ċar, iddeterminat l-aktar mill-ħin tal-għoti.

Din id-distinzjoni hija l-għan ewlieni ta’ din ir-reviżjoni. It-tliet mudelli huma l-puplesija fokali akuta, iċ-ċaħda tal-ossiġnu u l-glukożju segwita minn riossiġenazzjoni f’ċelloli kkultivati, u l-ipoperfużjoni ċerebrali kronika fuq medda ta’ ġimgħat. Il-mekkaniżmu propost li jgħaqqadhom huwa mitokondrijali, iżda r-riżultati jvarjaw għax il-kuntest metaboliku jvarja.

It-tliet mudelli jwieġbu mistoqsijiet differenti

Il-puplesija fokali akuta fil-firien normalment tiġi prodotta bl-okklużjoni tal-arterja ċerebrali medja, imqassra bħala MCAO. Imblukkar simili għal embolu joħloq qalba iskemika mdawra b’penombra, tessut li jkun mhedded iżda li potenzjalment jista’ jiġi salvat jekk il-fluss jerġa’ lura. Il-mistoqsija hawnhekk hija jekk intervent inaqqasx it-tkabbir tal-infart jew jippreservax il-funzjoni madwar il-ħin tar-riperfużjoni.

Iċ-ċaħda tal-ossiġnu u l-glukożju, imqassra bħala OGD, taħdem fuq skala opposta. Ċelloli kkultivati tal-moħħ jitqiegħdu f’ambjent b’ossiġnu qrib iż-żero u mingħajr glukożju, imbagħad jerġgħu jitqiegħdu f’mezz normali. Ma hemmx embolu, ċirkolazzjoni kollaterali, pressjoni tad-demm, jew sistema immunitarja. Il-mistoqsija hija purament ċellulari: x’jiġri mir-respirazzjoni, mill-ATP, u mis-sopravivenza meta s-sottostrati jisparixxu u mbagħad jerġgħu lura.

L-ipoperfużjoni ċerebrali kronika tuża okklużjoni bilaterali permanenti tal-karotidi fil-firien, imsejħa l-mudell 2VO. Il-fluss tad-demm lejn il-moħħ ta’ quddiem jonqos u jibqa’ baxx għal ġimgħat. Ma hemmx infart fokali f’daqqa u lanqas riperfużjoni ta’ emerġenza. Il-mistoqsija hija jekk ġimgħat ta’ appoġġ metaboliku jippreservawx il-vini, il-mitokondriji, u l-memorja waqt fluss baxx fit-tul.

Għalhekk, titjib fil-memorja wara xahar ta’ trattament fil-mudell 2VO ma jgħid xejn dirett dwar is-salvataġġ tal-moħħ uman waqt trombektomija ta’ emerġenza. Id-distinzjoni hija importanti għax ħafna mis-sommarji ottimisti jħalluha barra.

Puplesija akuta: protezzjoni mar-riperfużjoni, dewmien mingħajrha

L-aktar riżultat akut ċar ġej minn MCAO temporanja b’riperfużjoni. Il-firien għaddew minn 60 minuta ta’ okklużjoni, imbagħad irċevew doża baxxa ta’ blu tal-metilen ġol-vini li bdiet mar-riperfużjoni, b’dożi oħra wara 3 sigħat u fit-2 jum. L-MRI wriet li l-leżjoni fil-grupp li rċieva l-veikolu kibret b’madwar 19 fil-mija sat-2 jum, filwaqt li l-leżjoni fil-grupp ittrattat ċkienet b’madwar 17 fil-mija, b’infarti finali madwar 30 fil-mija iżgħar u punteġġi newroloġiċi aħjar fil-jiem 2 u 7. Is-sopravivenza kemm tat-tessut tal-qalba kif ukoll tat-tessut tal-penombra, kif dehret fl-immaġini, tjiebet. Il-letteratura usa’ dwar in-newroprotezzjoni tqiegħed din il-protezzjoni mogħtija fil-ħin tar-riperfużjoni flimkien mas-sejbiet dwar l-iskemija globali u t-trawma.

L-istampa tinbidel meta l-arterja tibqa’ mblukkata. F’esperiment ta’ MCAO permanenti, il-blu tal-metilen mogħti waqt iskemija kontinwa naqqas il-veloċità tal-espansjoni tal-leżjoni tad-diffużjoni u tawwal għal ftit żmien in-nuqqas ta’ qbil bejn il-perfużjoni u d-diffużjoni, bi fluss lokali kemxejn aħjar, iżda l-volum finali tal-infart wara 24 siegħa ma kienx differenti b’mod sinifikanti. Dewwem il-konverżjoni tat-tessut f’riskju mingħajr ma ssostitwixxa l-ftuħ mill-ġdid tal-arterja.

It-tielet studju akut iżid dettalji dwar il-mekkaniżmu u d-doża. Doża waħda intraperitoneali immedjatament wara l-okklużjoni wriet l-akbar tnaqqis fl-infart, madwar 50 fil-mija, b’doża intermedja ta’ 5 mg/kg minflok b’1 jew 10 mg/kg, flimkien ma’ punteġġi sensomotorji aħjar. L-awturi rabtu dan ma’ struttura mitokondrijali ppreservata u żieda fil-mitofaġija, it-tneħħija selettiva ta’ mitokondriji bil-ħsara. Għalhekk id-doża, ir-rotta tal-għoti, u l-iskeda huma importanti, u l-valuri mg/kg fil-firien mhumiex dożi għall-puplesija fil-bnedmin.

Kultura ta’ ċelloli: l-istess mediċina tgħin jew tagħmel ħsara skont meta tingħata

L-esperiment tal-astroċiti huwa l-aktar wieħed istruttiv u l-aktar wieħed ikkwotat ħażin. Astroċiti kortikali primarji tal-ġrieden għaddew minn 6 sigħat ta’ ċaħda severa b’0.1 fil-mija ossiġnu f’mezz mingħajr glukożju, piruvat, jew serum, segwiti minn 24 siegħa ta’ riossiġenazzjoni bis-sottostrati rrestawrati. Mietu madwar nofs iċ-ċelloli, u dan jagħti lill-assaġġ spazju biex juri effett fi kwalunkwe waħda miż-żewġ direzzjonijiet.

Meta l-blu tal-metilen kien preżenti waqt il-fażi taċ-ċaħda, is-sopravivenza marret għall-agħar, mhux għall-aħjar. Meta minflok ġie introdott mar-riossiġenazzjoni, konċentrazzjonijiet mikromolari baxxi tejbu l-vijabbiltà u żiedu l-konsum tal-ossiġnu, l-assorbiment tal-glukożju, u l-produzzjoni tal-ATP. F’kundizzjonijiet normali, l-istess konċentrazzjonijiet żiedu l-assorbiment tal-glukożju b’madwar 89 fil-mija f’0.1 mikromolari u b’madwar 200 fil-mija f’1 mikromolari, bi glikoġenu u attività tal-eżokinażi ppreservati wara l-ħsara u mingħajr żieda mkejla fis-superossidu.

Il-mekkaniżmu jinftiehem aktar faċilment permezz ta’ analoġija ma’ ġeneratur ta’ riżerva. Il-blu tal-metilen jaġixxi bħala trasportatur alternattiv tal-elettroni li jaċċetta ekwivalenti riduċenti u jgħaddihom lejn iċ-ċitokromu c u l-kumpless IV, u dan jappoġġa l-fluss tal-elettroni u s-sinteżi tal-ATP filwaqt li jnaqqas it-tnixxija tal-elettroni fi stadji aktar bikrin tal-katina. Waqt ċaħda severa, dik l-istimulazzjoni hija żvantaġġ, għax iżżid id-domanda metabolika meta l-ossiġnu u l-glukożju jkunu kważi assenti, u dan jista’ jeżawrixxi l-aħħar riżervi aktar malajr. Wara li s-sottostrati jerġgħu lura, l-istess proprjetà ssir vantaġġ, għax tgħin lill-mitokondriji bil-ħsara jużaw b’mod effiċjenti l-ossiġnu u l-glukożju rrestawrati. Huwa wkoll għalhekk li s-sejbiet minn spjegazzjonijiet tat-trasferiment mitokondrijali tal-elettroni jeħtieġ li jkunu akkumpanjati mill-kuntest taċ-ċaħda.

Punt ta’ kawtela: din ir-regola dwar il-ħin tapplika għal dik il-preparazzjoni tal-astroċiti. Studju ċellulari relatat, b’tip differenti ta’ ċelloli, ċaħda inqas severa, u konċentrazzjoni aktar baxxa, sab protezzjoni anki b’espożizzjoni waqt iċ-ċaħda. It-tip ta’ ċellola, l-ossiġnu residwu, il-konċentrazzjoni, u l-protokoll jiddeterminaw jekk l-effett ikunx pożittiv jew negattiv.

Fluss baxx kroniku: memorja, ossidażi taċ-ċitokromu, u vini fuq medda ta’ ġimgħat

L-esperimenti kroniċi użaw trattament b’doża baxxa kuljum għal ġimgħat, mhux bolus wieħed ta’ emerġenza. Fl-ewwel studju, firien b’okklużjoni permanenti tal-karotidi rċevew 4 mg/kg kuljum għal xahar, mogħtija wara kull sessjoni ta’ taħriġ ta’ kuljum biex jimmiraw lejn il-konsolidazzjoni aktar milli lejn il-prestazzjoni akuta. L-annimali bl-okklużjoni tgħallmu kompiti ta’ diskriminazzjoni viżiva aktar bil-mod u marru agħar f’test diffiċli tal-memorja, filwaqt li l-kapaċità tal-għawm, l-attività motorja, u l-għarfien tal-irwejjaħ ma ġewx affettwati. It-trattament ta’ kuljum naqqas id-defiċits fit-tagħlim u fil-memorja mingħajr ma biddel l-imġiba motorja ġenerali.

Studju ta’ segwitu mmappja l-ossidażi taċ-ċitokromu, li hija l-kumpless mitokondrijali IV, f’44 reġjun tal-moħħ wara l-istess kors ta’ xahar. L-okklużjoni naqqset l-attività tal-enzima fil-kortiċi viżiva, prefrontali, u peririnali, kif ukoll fl-ippokampu u fl-amigdala, u dgħajfet l-attività kkoordinata bejn il-kortiċi viżiva u l-ippokampu. It-trattament ippreserva l-attività reġjonali tal-enzima u saħħaħ dawk il-korrelazzjonijiet metaboliċi bejn ir-reġjuni, u l-attività ppreservata kienet korrelatata ma’ prestazzjoni aħjar fil-kompiti. Dawn il-korrelazzjonijiet jiddeskrivu attività kkoordinata tal-enzima metabolika, mhux kejl dirett tal-konnettività funzjonali umana, punt li r-reviżjonijiet tal-metaboliżmu tal-enerġija fil-moħħ jgħinu biex jinżamm ċar.

Studju separat ta’ ġimgħa uża 2 mg/kg kuljum u żied inibitur tal-mogħdija biex jittestja l-mekkaniżmu. Il-fluss tad-demm ċerebrali żdied minn madwar 60 għal madwar 100 mL għal kull 100 g kull minuta bit-trattament, u d-densità vaskulari fl-ippokampu żdiedet minn madwar 15.1 għal 23 fil-mija. Iż-żewġ titjibiet treġġgħu lura parzjalment meta ġiet imblukkata l-mogħdija tas-sopravivenza PI3K/Akt, u l-Akt fosforilat żdied bit-trattament. Is-sejbiet dwar il-fluss tad-demm, id-densità vaskulari, il-barriera, u n-newroni jindikaw protezzjoni newrovaskulari marbuta mas-sinjalar PI3K/Akt aktar milli effett purament metaboliku.

Għaliex xejn minn dan ma huwa ekwivalenti għall-kura ta’ emerġenza tal-puplesija

Il-kontroll fil-laboratorju huwa r-raġuni għaliex dawn ir-riżultati ma japplikawx direttament. Iċ-ċelloli kkultivati ma għandhomx trombu jew farmakokinetika. Il-mudell 2VO jirrappreżenta fluss globali baxx fit-tul, mhux embolu fokali f’daqqa b’penombra li ilha hemm ftit minuti. Anki l-MCAO fil-firien tuża annimali żgħar u b’saħħithom, anestesija, okklużjonijiet uniformi, u dożi mogħtija f’ħinijiet preċiżi, b’differenza minn pazjenti akbar fl-età b’emboli varjati, aterosklerożi, pressjoni għolja, dijabete, u ħinijiet mhux magħrufa tal-bidu tas-sintomi.

Ebda prova umana randomizzata ppubblikata ma stabbiliet il-blu tal-metilen bħala trattament ta’ emerġenza għall-puplesija iskemika akuta. Studju uman tal-immaġini li xi kultant jiġi kkwotat irreġistra 26 adult b’saħħtu, mhux pazjenti bil-puplesija, u doża orali waħda bidlet is-sinjali tal-moħħ relatati ma’ kompitu b’titjib żgħir fl-irkupru tal-memorja. Dan juri attività ċentrali, mhux effikaċja fil-puplesija. Il-gwida attwali għall-emerġenzi minflok tiffoka fuq riperfużjoni rapida bit-tromboliżi ġol-vini f’pazjenti eliġibbli u bit-trombektomija għal okklużjonijiet xierqa ta’ arterji kbar, u l-perkorsi standard tal-kura ta’ emerġenza tal-puplesija jibqgħu l-unika triq ippruvata. Il-kura għal puplesija suspettata qatt ma għandha tittardja biex jingħata l-blu tal-metilen, u l-limiti prattiċi tal-estrapolazzjoni tad-dożi prekliniċi jispjegaw għaliex l-iskedi għall-firien ma jistgħux jinqraw bħala korsijiet kliniċi.

Il-kuntest tas-sikurezza jsaħħaħ dan il-limitu. Il-blu tal-metilen ġol-vini għandu twissija f’kaxxa dwar sindromu tas-serotonina serju jew fatali meta jingħaqad ma’ mediċini serotonerġiċi, inklużi SSRIs, SNRIs, u inibituri tal-MAO, li jieħdu ħafna pazjenti fl-etajiet fejn il-puplesija hija komuni. Huwa kontraindikat f’każ ta’ defiċjenza ta’ G6PD minħabba r-riskju ta’ emoliżi. Jinibixxi wkoll is-sinjalar tal-ossidu nitriku, li jżid ir-reżistenza vaskulari u l-pressjoni f’xi kuntesti, għalhekk ma għandux jiġi deskritt sempliċement bħala mediċina li żżid il-fluss tad-demm fil-moħħ. Il-kors approvat ta’ 1 mg/kg ġol-vini għall-metemoglobinemija akkwiżita mhuwiex kors għall-puplesija.

Is-sommarju onest huwa limitat iżda reali. Madwar il-ħin tar-riperfużjoni fl-iskemija fokali temporanja, doża baxxa ta’ blu tal-metilen naqqset l-evoluzzjoni tal-leżjoni fil-firien. Taħt okklużjoni permanenti, dewmet l-infart iżda ma pprevenietux. Fl-astroċiti għamlet ħsara waqt ċaħda severa u għenet mar-riossiġenazzjoni. Waqt ipoperfużjoni kronika, ippreservat l-ossidażi taċ-ċitokromu, il-vini, u l-memorja fuq medda ta’ ġimgħat. Trasportatur wieħed, tliet kuntesti, tliet tweġibiet.