Estudio de marcadores biológicos asociados al desarrollo de edema en la isquemia cerebralEstudio clínico-experimental

Abstract

En los países occidentales el ictus es la segunda causa de muerte y la primera causa de incapacidad en el adulto. Uno de los factores más importantes en el deterioro del paciente es el desarrollo de edema cerebral, constituyendo la principal causa de muerte en pacientes con grandes infartos, por lo que es necesario la búsqueda de marcadores biológicos, que puedan predecir el desarrollo de edema cerebral, y que al mismo tempo puedan representar nuevas dianas terapéuticas en el tratamiento del edema cerebral. La endotelina-1 forma parte de la familia de las endotelinas (ET-1, ET-2, ET-3), péptidos regulatorios que tienen efectos vasoconstrictores y presores de larga duración. De ellas, la ET-1 es la más activa, producida en las células endoteliales y desempeñando una importante función en la regulación de la función cardiovascular. Existen 2 tipos de receptores, el ETRA y el ETRB, responsables de las acciones biológicas, las cuales no sólo se limitan a los efectos regulatorios del tono vascular, sino que también promueven la adhesión de los leucocitos, el aumento de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica además de un aumento en la inflamación. Por otro lado, las principales proteínas reguladoras del movimiento del agua son las acuaporinas. Estas proteínas se encuentran en los pies de los astrocitos y en las células endoteliales que forman parte de la barrera hematoencefálica. Actualmente, los tratamientos que actúan directamente sobre las acuaporinas han resultado fallidos, por lo que sería interesante encontrar nuevas moléculas implicadas en la regulación de la expresión de las acuaporinas, y por lo tanto en el desarrollo del edema cerebral. En estudios recientes se ha descrito que la produccion de las acuaporinas se ve afectada por la regulación de la ET-1 mediante los antagonistas de sus receptores. Teniendo en cuenta lo anterior, este trabajo pretende abordar el estudio de la implicación de la ET-1 en los mecanismos de muerte celular, neuroprotección y desarrollo de edema tras la isquemia desde diferentes enfoques, estudio in vitro, estudio in vivo y estudio clínico. Por tanto como objetivos de trabajo, para cada uno de los estudios, planteamos los siguientes: En el estudio in vitro, demostrar el efecto protector de la administración de los antagonistas de los receptores de ET-1 en un modelo in vitro de la barrera hematoencefálica En el estudio in vivo, demostrar que la administración de los antagonistas de los receptores de ET-1 en un modelo experimental de isquemia cerebral transitoria reduce el grado de edema. Por último, en el estudio clínico, demostrar la asociación de la presencia de los SNPs rs5370, rs1800541, rs2071942 del gen de la ET-1, con una producción aumentada de ET-1. Los resultados in vitro mostraron un claro efecto protector de los antagonistas de receptores de ET-1, acompañados de una modificación en la producción de las AQPs. Los resultados in vivo mostraron que el tratamiento con el antagonista específico del receptor A, el Clazosentán, y el tratamiento combinado reducen el grado de edema y el volumen de lesión, tras un episodio de isquemia transitoria. En el caso de la recuperación funcional tras la isquemia transitoria, evaluado por el índice de lateralidad, sólo los animales tratados con el Clazosentán presentaban mejor recuperación funcional. Por el contrario, el tratamiento con el antagonista del receptor B, el BQ-788, no provocaba diferencias significativas con respecto a los valores alcanzados por los animales control, ni en el grado de edema, ni en el volumen de lesión ni en la recuperación funcional tras la isquemia transitoria. Los resultados del estudio clínico mostraron una clara asociación de la presencia de los SNPs de estudio con unos niveles elevados de ET-1 sérica en pacientes con ictus isquémico, en el momento del ingreso. Por su parte, los niveles séricos de ET-1 en el momento del ingreso se encontraban independientemente asociados con el edema grave, mayor volumen de lesión y peor pronóstico funcional a los 3 meses. Igualmente evaluamos la influencia de la presencia de los SNPs en cada uno de las anteriores variables clínicas, hallando que, a excepción del SNP rs1800541 con el mal pronóstico funcional a los 3 meses, los efectos de los SNPs sobre estas variables estarían mediados por un aumento en la producción de la ET-1. Por tanto, podemos concluir que: La administración de los antagonistas de los receptores de ET-1 (Clazosentán y BQ-788 así como su administración combinada) a un modelo in vitro de BHE reduce la muerte celular, medida por los niveles de LDH presentes en el sobrenadante del cultivo. Por otro lado, el tratamiento con BQ-788 induce un aumento en la producción de la AQP4 y la AQP9 y el tratamiento con Clazosentán induce una disminución en la producción de AQP4 y AQP9 en un modelo in vitro. En cuanto al estudio in vivo, el tratamiento con Clazosentán, así como su combinación con el BQ-788 reducen el grado de edema, el volumen de lesión absoluto medido a las 24, 72 horas y 7 días tras un episodio de isquemia cerebral transitoria. El tratamiento con Clazosentán induce una mejor recuperación funcional a las 24, 72 horas y 7 días tras un episodio de isquemia cerebral transitoria. El tratamiento con Clazosentán provoca una reducción de los niveles de ET-1 a las 72 horas y a los 7 días tras un episodio de isquemia cerebral transitoria. Por último, el tratamiento con Clazosentán induce una reducción en la producción de la AQP4 y la AQP9. El tratamiento con BQ-788 induce un aumento en la producción de la AQP4 y la AQP9. Finalmente, en el estudio clínico la presencia de los SNPs del gen de la ET-1 rs5370 y rs1800541 en pacientes con ictus isquémico agudo se asocia significativamente con niveles séricos elevados de ET-1. Por otro lado los niveles séricos elevados de ET-1 se asocian a mayor gravedad de edema, mayor volumen de infarto y mal pronóstico funcional a los 3 meses. La presencia de los SNPs rs5370 y rs1800541 se asocia significativamente con edema cerebral grave y mayor volumen de infarto a través de una producción aumentada de ET-1. La presencia del SNP rs1800541 se asocia con el mal pronóstico funcional a los 3 meses de forma independiente a los niveles séricos elevados de ET-1.