Efectos de la administración de progesterona sobre algunos indicadores tardíos de daño neuronal en ratas sometidas a isquemia - Espinosa García, Claudia (Universidad Autónoma Metropolitana, 2009)
La reducción del suministro de oxígeno y glucosa al cerebro hasta concentraciones inferiores al 10% de lo normal, como ocurre durante la isquemia cerebral global aguda (ICGA) asociada a un paro cardíaco o a hipotensión severa, provoca daño en estructuras cerebrales específicas, que se manifiesta principalmente por la muerte de neuronas consideradas como muy vulnerables, entre las que se encuentran las neuronas piramidales de la región CA1 del cuerno de Ammón del hipocampo, las neuronas piramidales de las capas III y V de la corteza cerebral, las células de Purkinje del cerebelo y las neuronas espinosas del núcleo caudado, con la consecuente alteración de las funciones cognoscitivas que son integradas en estas zonas. Cuando una célula es expuesta a un estímulo de daño, dependiendo de su severidad, se pueden activar diversos fenómenos que llevan a un daño reversible, o bien a daño irreversible y muerte. En la secuencia de los fenómenos de daño hay indicadores tempranos que no definen aún el destino de las células y otros fenómenos tardíos relacionados con el curso definitivo del daño neuronal. En particular, la activación de la caspasa-3 (Casp-3) y la fragmentación internucleosomal del DNA en neuronas del área CA1 del hipocampo, se han interpretado como indicadores tardíos de daño producido por isquemia. La reducción de estos indicadores mediante la administración previa o inmediata al periodo de isquemia, de fármacos neuroprotectores, que disminuyen o contrarrestan uno o varios de los mecanismos fisiopatológicos desencadenados por esta condición, es un parámetro de la eficacia y del mecanismo celular de acción de estos fármacos. Entre los diversos agentes neuroprotectores que reducen la magnitud del daño por isquemia cerebral global se encuentra la progesterona (P4), la cual tiene varios mecanismos celulares de acción: incremento de la actividad GABAérgica inhibidora, acciones antioxidantes, propiedades anti-edema, disminución de la liberación de citocinas proinflamatorias y acciones anti-apoptóticas. En nuestro laboratorio, se ha demostrado que P4 administrada en el período inmediato post-isquemia (15 min), preserva las características citoarquitectónicas de las neuronas piramidales del hipocampo, incluyendo sus arborizaciones y la densidad de espinas dendríticas y reduce las alteraciones de indicadores funcionales de la integridad del hipocampo. Sin embargo, no se conoce si los efectos de P4 están mediados, al menos en parte, por la reducción de la activación de la Casp-3 y de la fragmentación del DNA, tal y como ha sido descrito en otros modelos de daño, como daño traumático al cerebro e isquemia in vitro. OBJETIVOS: Evaluar el efecto de la administración de progesterona sobre la activación de la Casp-3 y la fragmentación del DNA como indicadores tardíos de daño neuronal, en las neuronas piramidales de las regiones CA1, CA2, CA3 y el hilus del giro dentado del cuerno de Ammón del hipocampo de ratas, después de un episodio de ICGA. MATERIAL Y MÉTODOS: Se utilizaron 3 grupos de ratas macho Sprague Dawley adultas: el primero fue sometido a las maniobras simuladas (sham) del modelo de ICGA y los otros dos fueron sometidos a ICGA por el “modelo de oclusión de los cuatro vasos”: uno de estos dos fue tratado con el vehículo (β-ciclodextrina al 20% en agua inyectable, 0.5 mL, iv) y el otro con P4 (8 mg/kg, iv), a los 15 min y a las 2, 6, 22, 46 y 70 h post-isquemia. Las ratas fueron anestesiadas con una dosis letal de pentobarbital sódico a las 24, 48, 72 h o 7 d después del período de ICGA o de la manipulación sham y los cerebros de los animales, fijados por perfusión intracardiaca. Se cortaron rebanadas coronales de 3 mm, conteniendo al hipocampo y fueron procesadas hasta su inclusión en bloques de parafina, de los cuales se obtuvieron cortes coronales de 10 ó de 5 µm donde se analizaron, respectivamente, la población neuronal remanente de las diferentes regiones del cuerno de Ammón del hipocampo en cortes teñidos mediante la técnica de Nissl, la inmunorreactividad (IR) a Casp-3 en su forma activa e inactiva mediante la técnica de inmunohistoquímica, y la fragmentación del DNA por medio de la técnica de TUNEL. RESULTADOS: la ICGA provocó daño neuronal, particularmente en la región CA1 del cuerno de Ammón del hipocampo, evidenciado a través de la pérdida de la mayoría de esas neuronas a partir de las 72 h post-isquemia. La ICGA indujo un incremento en la IR a Casp-3 total en las diferentes regiones del cuerno de Ammón del hipocampo, y en menor grado a Casp-3 activa, particularmente en las neuronas piramidales de la región CA1, a las 72 h post-isquemia. La ICGA indujo la fragmentación del DNA de las neuronas piramidales de la región CA1 del cuerno de Ammón del hipocampo manifestada a través de un incremento en el número de neuronas positivas a TUNEL, a partir de las 72 h post-isquemia. P4 no redujo la pérdida de neuronas piramidales en CA1, ni la IR a Casp-3 total o activa, pero redujo significativamente el número de neuronas positivas a TUNEL en la región CA1. CONCLUSIONES: la ICGA provocó la muerte neuronal tardía de las neuronas piramidales de la región CA1 del cuerno de Ammón del hipocampo. El aumento en la IR a Casp-3 total, comparado con el menor aumento (grado) a Casp-3 activa, sugiere un incremento en la síntesis de esta enzima, más que en su activación, posterior a la ICGA. La ICGA incrementó la fragmentación del DNA en las neuronas piramidales de la región CA1 del cuerno de Ammón del hipocampo. El efecto neuroprotector de P4 se manifestó a través de la reducción de la fragmentación del DNA después de la ICGA, especialmente a los 7 d post-isquemia.