Científicos identifican nueva causa de hemorragia cerebral inmediatamente después de un accidente cerebrovascular

Científicos identifican nueva causa de hemorragia cerebral inmediatamente después de un accidente cerebrovascular

La colaboración entre investigadores del Instituto Salk y UC Irvine apunta a nuevas terapias para reducir o prevenir lesiones

LA JOLLA—Al descubrir un nuevo mecanismo que permite que la sangre ingrese al cerebro inmediatamente después de un accidente cerebrovascular, los investigadores del Instituto Salk y la Universidad de California (UC) Irvine revelan un posible medio para crear nuevas terapias que pueden reducir o prevenir el daño inducido por un accidente cerebrovascular en el cerebro.

El accidente cerebrovascular es una afección neurológica compleja y devastadora que es la cuarta causa principal de muerte y la razón principal de discapacidad en los Estados Unidos. Da como resultado un daño severo en la barrera hematoencefálica, lo que permite la entrada de material transportado por la sangre al cerebro, lo que contribuye a la muerte celular y a los deterioros cognitivos y de movimiento permanentes que se observan en los pacientes con accidente cerebrovascular.

En su investigación, Axel Nimmerjahn, profesor asistente en el Instituto Salk de Estudios Biológicos, y Dritan Agalliu, profesor asistente de biología celular y del desarrollo en UC Irvine, han desarrollado una nueva cepa de ratón transgénico, en la que utilizan una etiqueta fluorescente para ver las uniones estrechas que forman una barrera entre las células que forman los vasos sanguíneos del sistema nervioso. Esto les permite obtener imágenes de los cambios dinámicos en la barrera durante y después del accidente cerebrovascular en animales vivos.

La imagen del microscopio de la izquierda muestra los vasos sanguíneos del cerebro (rojo) con uniones intactas (líneas amarillas) entre las células que componen las paredes de los vasos. La imagen de la derecha muestra los vasos sanguíneos y las uniones dos días después de un accidente cerebrovascular. Ha entrado sangre en el cerebro (fondo rojo oscuro). Científicos del Instituto Salk y UC Irvine demostraron que la fuga temprana de material sanguíneo (dentro de las 6 horas posteriores al accidente cerebrovascular) se debe a un mayor transporte de proteína transportadora a través de las células de las paredes de los vasos y no a través de espacios en las uniones, como se pensaba anteriormente.

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Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

Al ver que la función de la barrera se deteriora rápidamente después del accidente cerebrovascular (dentro de las 6 horas), inesperadamente descubrieron que esta falla temprana de la barrera no se debe a la ruptura de las uniones estrechas entre las células de los vasos sanguíneos, como se había sospechado previamente, porque la ruptura de las uniones estrechas no se produjo. no ocurrirá hasta dos días después de la lesión.

En cambio, los investigadores informan aumentos dramáticos en las proteínas transportadoras, llamadas albúmina sérica, que fluyen directamente al tejido cerebral. Estas proteínas viajan a través de las células que forman los vasos sanguíneos, llamadas células endoteliales, utilizando un sistema de transporte especializado que normalmente opera sólo en vasos no cerebrales o en vasos inmaduros dentro del sistema nervioso central (SNC). El trabajo de los autores sugiere que este sistema de transporte es la causa del fallo inicial de la barrera, que permite la entrada de material sanguíneo al cerebro inmediatamente después de un accidente cerebrovascular (en un plazo de 6 horas).

"Estos hallazgos sugieren nuevas direcciones terapéuticas destinadas a regular el flujo a través de las células endoteliales en la barrera después de que ocurre un accidente cerebrovascular, y tienen el potencial de reducir o prevenir el daño cerebral inducido por el accidente cerebrovascular", dice Agalliu.

Actualmente, el laboratorio de Agalliu está bloqueando la degradación de las uniones estrechas entre las células endoteliales utilizando métodos genéticos en ratones y examinando las consecuencias para prevenir la progresión del accidente cerebrovascular. La regulación temprana del sistema de transporte especializado en el SNC después de un accidente cerebrovascular, que han descubierto los laboratorios Agalliu y Nimmerjahn, puede impulsar el desarrollo de métodos de imágenes o biomarcadores en estudios humanos para identificar las etapas iniciales del accidente cerebrovascular y, por lo tanto, prevenir el daño lo antes posible.

"Nuestra nueva cepa de ratón transgénico y nuestros enfoques de imágenes también pueden permitir una visión mecanicista de otros trastornos del SNC asociados con la disfunción de la barrera hematoencefálica, como la infección cerebral, la esclerosis lateral amiotrófica o el deterioro cognitivo vascular", dice Nimmerjahn. El laboratorio de Nimmerjahn está desarrollando y aplicando nuevas herramientas de microscopía óptica para descubrir cómo las células inmunitarias del SNC responden a las lesiones, median en la reparación e influyen en la función y el comportamiento del sistema nervioso.

Los resultados del estudio sobre accidentes cerebrovasculares aparecen el 17 de abril en Neurona. Daniel Knowland, Ahmet Arac, Martin Hsu y Sarah Lutz de UC Irvine; Kohei Sekiguchi con el Instituto Salk; y John Perrino, Gary Steinberg y Ben Barres de la Universidad de Stanford contribuyeron a la investigación.

El estudio fue apoyado por la Los Institutos Nacionales de Salud (concede 1R01 HL116995-01 y 1DP2NS083038), la Asociación Americana del Corazón (concesión 12BGIA11560014), la Sociedad Nacional de Esclerosis Múltiple (concesión RG4673A1/1), la Fundación Whitehall y del Fundación Rita Allen.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias biológicas en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en orientar a las futuras generaciones de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas. Los logros de los profesores han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio, Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.

Acerca de la Universidad de California, Irvine:
Fundada en 1965, UC Irvine es una universidad de primer nivel dedicada a la investigación, las becas y el servicio comunitario. Dirigida por el rector Michael Drake desde 2005, UC Irvine se encuentra entre los campus más dinámicos del sistema de la Universidad de California, con más de 28,000 estudiantes de pregrado y posgrado, 1,100 profesores y 9,400 empleados. El segundo empleador más grande del Condado de Orange, UC Irvine, aporta un impacto económico anual de $4.3 mil millones. Para obtener más noticias de UC Irvine, visite noticias.uci.edu.