Estudio de la lesión por reperfusión en la isquemia cerebral experimental y su tratamiento

Abstract

El ictus es un fenómeno agudo que causa una interrupción del aporte sanguíneo al cerebro, causando muerte de las células por la falta de oxígeno. El ictus es la segunda causa de muerte para personas mayores de 60 años y la causa más frecuente de discapacidad permanente. Debido al creciente envejecimiento de la población y al gran impacto que tiene el ictus, existe una gran necesidad de investigar sobre esta enfermedad, los factores de riesgo, sus consecuencias y por supuesto, nuevos tratamientos. El principal objetivo del tratamiento del ictus es el retorno del FSC al tejido. Aunque la reperfusión es indispensable para salvar el tejido cerebral hipoperfundido, esta puede tener efectos nocivos que se conocen como daño por reperfusión. Diversos estudios han demostrado las alteraciones provocadas por la reperfusión, como el aumento de la producción de ROS y RNS, aumento de expresión de moléculas de adhesión intercelular, inflamación, disminución de la función y ruptura de la BHE, transformación hemorrágica del infarto y desarrollo de un fenotipo procoagulante/protrombótico de la pared vascular. Esta tesis se ha enfocado en el estudio de dos principales consecuencias del daño por reperfusión como son el estrés oxidativo y la transformación hemorrágica (TH) del infarto en modelos animales. Sin embargo, los seres humanos que sufren un ictus suelen presentar enfermedades concomitantes que exacerban el daño por isquemia/reperfusión y es importante que en los modelos animales también se evalúen estos factores de riesgo o situaciones clínicas relacionadas con el ictus isquémico humano. Teniendo en cuenta estas circunstancias, este trabajo de tesis se ha centrado en el estudio del estrés oxidativo aumentado por hiperglucemia y en la trasformación hemorrágica del infarto en condiciones de linfopenia. Así mismo, estudiamos la posibilidad de modular el estrés oxidativo y la respuesta inflamatoria como métodos para potenciar el tratamiento del ictus y minimizar los daños por reperfusión. En el primer trabajo mostramos que los ratones a los que se les indujo hiperglucemia previamente a la I/R podían beneficiarse del tratamiento con el antioxidante natural ácido úrico (AU). Este estudio ha demostrado que las altas concentraciones sanguíneas de glucosa exacerban el daño por isquemia/reperfusión. Y que el AU puede contribuir a reducir el volumen de infarto en los ratones hiperglucémicos a través de su efecto antioxidante con una gran eficacia en la limpieza de radicales libres derivados del peroxinitrito y sus efectos vasculoprotectores limitando la toxicidad de la glucosa y la muerte celular secundaria. El segundo trabajo se centra en el estudio de las células T y su relación con la TH. Este estudio demuestra que los linfocitos T reducen el riesgo de TH. Confirma la relevancia del volumen del infarto como un factor crítico que incrementa el riesgo de TH. A su vez, los resultados de este estudio resaltan la comunicación bidireccional que existe entre las células T y las plaquetas creando un puente entre la inmunidad y la hemostasia para prevenir la TH tras un ictus isquémico agudo. Estos resultados pueden determinar nuevas dianas celulares y moleculares para la prevención de la TH secundaria al ictus isquémico. En el tercer trabajo, hemos intentado reducir la TH mediante un tratamiento farmacológico con el inmunomodulador Fingolimod. Los resultados de este estudio muestran una activación de la vía de señalización S1P en el cerebro después de la I/R, esta activación sugiere que los fármacos moduladores del receptor S1P pueden desempeñar un papel en el parénquima independiente de los efectos del fármaco sobre el sistema inmune. También demostró que el Fingolimod puede atenuar la TH del infarto cerebral por una vía independiente de los linfocitos, pero el tratamiento no es efectivo en condiciones de trombocitopenia.

Stroke is an acute phenomenon caused by the interruption of the blood supply to the brain. Stroke is one of the leading causes of death and permanent disability in the world. Due to the huge impact of stroke in our society, there is a great need to investigate this disease, the risk factors, their consequences and, of course, new treatments. The main objective of stroke treatment is the return of cerebral blood flow to the brain tissue. Although reperfusion is essential to save hypoperfused brain tissue, it may have unwanted complications that are known as reperfusion damage. This thesis has focused on the study of two negative consequences of reperfusion, such as oxidative stress and hemorrhagic transformation (HT) of infarction in animal models. Likewise, we studied the possibility of modulating oxidative stress and the inflammatory response in order to minimize reperfusion damage. In the first work we showed that mice that had hyperglycemia induced before ischemia/reperfusion could benefit from treatment with uric acid (AU) through its antioxidant effect, limiting glucose toxicity and secondary cell death. The second work focuses on the study of T cells and their relationship with HT. The results of this study highlight the bidirectional communication that exists between T cells and platelets, creating a bridge between immunity and hemostasis to prevent HT after an acute ischemic stroke. These results can determine new cellular and molecular targets for the prevention of HT secondary to ischemic stroke. In the third work, we have tried to reduce HT through a pharmacological treatment with Fingolimod. It also showed that Fingolimod can attenuate the HT of cerebral infarction through a lymphocyte-independent pathway, but the treatment is not effective in thrombocytopenia conditions. Overall this thesis identifies cellular and molecular mechanisms underlying complications of reperfusion therapies following ischemic stroke, and suggests pharmacological therapies to increase the benefits of reperfusion treatments.