Mejoramiento del tratamiento actual de la epilepsia experimental considerando la neuroinflamación mediada por hemicanales
Fecha
2023-11
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Profesor Guía
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Thesis
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Universidad de Valparaíso
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Departamento o Escuela
Programa de Doctorado de Ciencias Mención Neurociencia
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Nota general
Resumen
Durante años, la búsqueda de nuevos medicamentos para el tratamiento de la epilepsia se ha basado en blancos moleculares presentes en las neuronas. El valproato (VPA), medicamento anticrisis utilizado mundialmente, también ejerce su función sobre las neuronas. Por este motivo no se han considerado otros procesos como la neuroinflamación en el diseño de tratamientos para la epilepsia. Los hemicanales (HCs) presentes en glías y neuronas, son un blanco importante para disminuir la neuroinflamación, ya que su activación aumenta la excitabilidad cerebral, por lo que debería empeorar la epilepsia. Ya que hay poca información acerca del efecto de VPA sobre los HCs, primero se comprobó si VPA afecta la actividad de los HCs formados por conexina 43 (HCs Cx43) (expresados en astrocitos y microglía), Cx30, Cx26 (expresados en astrocitos), y panexina 1 (Panx1; expresados principalmente en neuronas, y también presentes en astrocitos, microglías y oligodendrocitos). Usando células HeLa como modelo de expresión exógena y experimentos de captación de colorante para evaluar el estado funcional de los HCs, descubrimos que VPA aumenta la actividad de los HCs, especialmente cuando se encuentran pre-activados. Para entender mejor el mecanismo de acción del VPA sobre los HCs, se realizaron experimentos de acoplamiento y dinámica molecular, que revelaron que el VPA se une a residuos citoplasmáticos de los HCs Cx43 y HCs Panx1. Además, el lavado con la solución de registro en ausencia del VPA, no revirtió su efecto, lo que confirma que el efecto del VPA es reversible y requiere de HCs activos para su ingreso e interacción con los residuos implicados aumentando de esta manera la actividad de los HCs.
Luego, se estudió si el bloqueo de los HCs tiene efectos anticonvulsivos y antiinflamatorios en distintos modelos animales de epilepsia. Se observó que D4, molécula bloqueadora de HCs Cxs pero no de HCs Panx1, previene el aumento de la actividad de HCs de las glías y neuronas, y la neuroinflamación asociada a la reactividad de astrocitos y microglías en modelos agudos inducidos con pentilenetetrazol (PTZ), o con kainato, y un modelo crónico mediado por pilocarpina. Se observó que el D4 tiene efecto anticonvulsivante y protege de la muerte inducida por convulsiones epilépticas. Además, se observaron disminuciones a nivel de la amplitud y frecuencia de la actividad eléctrica hipocampal y corteza prefrontal, y un post-tratamiento con D4 recupera, a nivel basal, la expresión de genes implicados con la neuroinflamación, comprobándose así que, el bloqueo de los HCs Cxs es anticonvulsivante y antiinflamatorio en la epilepsia.
Para evitar cumplir con las etapas requeridas por la FDA, quisimos estudiar si el boldo, árbol endémico medicinal chileno, y la boldina, principal alcaloide con características antiinflamatorias y antioxidantes, presentan propiedades similares al D4. Así, se estudió el efecto de la boldina en un modelo animal de epilepsia agudo inducido por kainato. Se comprobó que la boldina previene la activación de los HCs y reactividad de los astrocitos y microglías inducida por PTZ, debido a que bloquea HCs Cx43, Cx30, Cx26, Panx1, y el P2X7R. Por otro lado, se generó un modelo crónico de epilepsia kindling con PTZ, y se administró un post-tratamiento de VPA y/o hojas de boldo. Ambos tratamientos redujeron significativamente la mortalidad y la sintomatología de los ratones epilépticos. El tratamiento con hojas de boldo bloqueó los HCs de astrocitos, microglía y neuronas, y además redujo la reactividad de los astrocitos y microglías. En el modelo animal también se comprobó que el VPA por sí solo aumenta la actividad de los HCs. Así, queda demostrado que el VPA aumenta la actividad de los HCs Cxs y HCs Panx1, y por tanto podría favorecer la neuroinflamación. Toda esta evidencia nos muestra además que, la respuesta inflamatoria juega un papel relevante en la sintomatología de la epilepsia y que el uso de boldo, u otros inhibidores de los HCs, reducen la neuroinflamación, por lo que podrían ser considerados como agentes complementarios y efectivos para tratar la epilepsia.
Descripción
Lugar de Publicación
Auspiciador
Palabras clave
EPILEPSIA, ANTICONVULSIVOS, Ácido valproico