Análisis comparativo de marcadores de lesión en modelos de isquemia cerebral focal y global en ratas / Injury markers in two models of cerebral ischemia

RESUMEN

Introducción. Los indicadores espacio-temporales de lesión son esenciales en el estudio neuropatológico y terapéutico de la isquemia cerebral. Objetivo. Optimizar la técnica de dos modelos de isquemia cerebral (focal y global) y hacer un análisis comparativo de la progresión del daño cerebral, mediante marcadores de neurodegeneración. Materiales y métodos. Se sometieron ratas Wistar a oclusión temporal de la arteria cerebral media o a oclusión de cuatro vasos, y se evaluaron comparativamente el tiempo quirúrgico, la tasa de supervivencia y la recuperación neurológica. Se utilizó trifenilo de tetrazolio para establecer la distribución del infarto y tinción con Fluoro - Jade B ® como marcador de neurodegeneración. La inmunorreacción de la astroglía se evaluó con el anticuerpo contra la proteína acídica fibrilar de la glía ( Glial Fibrillary Acidic Protein, GFAP) y el anticuerpo AT-8 contra la proteína tau hiperfosforilada, 24, 48 y 72 horas después de la isquemia. Resultados. Los modelos de isquemia utilizados requirieron menor tiempo quirúrgico y hubo menor riesgo de muerte, respecto a estudios previos. En el modelo focal, las células positivas con Fluoro - Jade B ® y los astrocitos reactivos, se evidenciaron en corteza e hipocampo a las 24 horas después de la isquemia. En el modelo global, se observó tinción Fluoro - Jade B ® positiva a las 24 horas, aumentando significativamente la reacción de la GFAP a las 72 horas en corteza y a las 48 horas en el hipocampo. La reacción contra la proteína tau hiperfosforilada aumentó progresivamente y fue máxima a las 72 horas en ambos modelos. Conclusiones. Los dos modelos de isquemia cerebral, oclusión temporal de la arteria cerebral media y oclusión de cuatro vasos, fueron optimizados. En estos modelos, los marcadores la tinción Fluoro - Jade B ® y la GFAP permitieron detectar procesos de neurodegeneración 24 horas después de la isquemia, en tanto el marcador de proteína tau hiperfosforilada (AT-8) incrementó progresivamente su reacción hasta las 72 horas, lo cual sugiere la propagación de la excitotoxicidad y la alteración de enzimas implicadas en la fosforilación de proteínas del citoesqueleto.

ABSTRACT

Introduction: Spatio-temporal indicators of injury are essential for the study of neuropathological processes and for developing therapeutic approaches for stroke. Objective: This study sought to optimize the techniques of two cerebral ischemia models (focal and global) and to comparatively evaluate the progression of brain damage by analyzing markers of neurodegeneration. Materials and methods: Wistar rats were subjected to temporary occlusion of the middle cerebral artery (t-MCAO) or four-vessel occlusion (4-VO), and surgical time, survival rate and neurological recovery were comparatively evaluated. Triphenyl tetrazolium was used to determine the distribution of the infarction, and Fluoro-Jade B was used as a marker of neurodegeneration. Astroglial immunoreactivity was assessed with an anti-glial fibrillary acidic protein (GFAP) antibody, and an anti-AT-8 antibody was used to detect hyperphosphorylated tau protein at 24, 48 and 72 hours post-ischemia. Results: The cerebral ischemia models employed (t-MCAO and 4-VO) required less surgical time and presented less of a death risk compared to those in previous studies. In the focal model, Fluoro-Jadepositive cells and reactive astrocytes were observed in the cerebral cortex and the hippocampus at 24 hours post-ischemia. In the global model, we observed Fluoro-Jade-positive cells at 24 hours, and a significant increase in the reactivity of GFAP was observed at 72 hours in the cortex and at 48 hours in the hippocampus. The immunoreactivity of hyperphosphorylated tau protein increased progressively, reaching a maximum at 72 hours post-ischemia in both models. Conclusions: These results suggest that in the t-MCAO and 4-VO ischemia models, the expression of Fluoro-Jade and GFAP indicates early neurodegeneration at 24 hours post-insult. In contrast, the immunoreactivity of the hyperphosphorylated tau protein marker (AT-8) progressively increases until 72 hours post-insult, which suggests that the progression of excitotoxicity and alteration of enzymes involves the phosphorylation of cytoskeletal proteins.