Cientos de miles de pacientes, desde recién nacidos hasta ancianos, se ven obligados a lidiar con la devastación de la lesión cerebral cada año, y a diferencia de muchas enfermedades en las que se protege cierta demografía, la lesión cerebral puede ocurrirle a cualquier persona, en cualquier momento y en cualquier lugar. Presión intracraneal elevada ICP, que es un subproducto del cráneo rígido en el que reside el cerebro, es la causa principal de la lesión inicial. La ICP alta a su vez causa lesiones celulares en el cerebro y déficits neurológicos adicionales más allá de los asociados con el insulto inicial. Aunque una investigación sustancialse ha realizado en lesiones cerebrales, la mayor parte se centra en los resultados del paciente después del insulto primario y no explora las lesiones celulares secundarias causadas por la elevación persistente de la PIC o los mecanismos subyacentes. Como resultado, se sabe poco sobre esos mecanismos.
Los investigadores de la Universidad Médica de Carolina del Sur MUSC han desarrollado un modelo ex vivo de lesión celular inducida por ICP que, según los datos preliminares, podría ser una herramienta útil para comprender los mecanismos de lesión celular temprana e identificar biomarcadores asociados con la presión patológica en múltiplesetiologías de lesiones cerebrales. Reportan sus hallazgos en un artículo publicado en línea el 6 de octubre de 2017 por el Revista de métodos de neurociencia .
"La novedad de este modelo es que hay muy pocos ejemplos en la literatura en los que las personas hayan podido presionar las células para ver los efectos", dice Michael E. Smith, Ph.D., profesor asistente de neurocirugía enMUSC College of Medicine y primer autor del artículo. "En pacientes con lesión cerebral, el insulto inicial ya ha ocurrido y el clínico solo puede hacer mucho para abordar ese daño. Abordar los efectos secundarios inducidos por la PIC podría ayudar a minimizar el daño neurológicodéficit sostenidos por el paciente. Estamos interesados en modelar la lesión celular secundaria inducida por ICP para facilitar el desarrollo de tales terapias ".
El sistema, diseñado por Smith y Ramin Eskandari, MD, director de neurocirugía pediátrica en MUSC Children's Health y autor principal del artículo, está compuesto por cámaras acrílicas separadas dentro de una incubadora de cultivo celular bajo una presión regulada y ajustable. La originalidad deEste sistema ex vivo es la capacidad de exponer una matriz 3D de células cerebrales a períodos prolongados de condiciones de presión sostenida y pulsátil mientras se tiene un control completo sobre todos los demás parámetros del sistema de cultivo celular. Esto permite evaluaciones sistemáticas y reproducibles de los efectos de la presión.a nivel celular.
Para probar experimentalmente este sistema, Smith y Eskandari sometieron astrocitos o neuronas incrustadas en hidrogeles 3D a una presión de 30 cm H20 22 mm Hg, que se considera presión patológica, durante varios períodos de tiempo desde un par de horas hastapar de días. Se midió la liberación de trifosfato de adenosina ATP, que indica el estrés celular y la susceptibilidad al daño, al igual que la viabilidad de las diversas células una vez que se eliminaron de la presión.
Bajo exposición a presión sostenida, la liberación de ATP fue significativamente mayor en las neuronas en comparación con los controles a las 18 horas de exposición, mientras que se observó poco efecto en los astrocitos. Del mismo modo, los datos iniciales demuestran que las neuronas son más susceptibles a la presión y, después de un par dedías de exposición a la presión, tienen una disminución tardía pero dramática en la viabilidad incluso cuando la presión se normaliza. Este nuevo modelo de ICP elevada inició con éxito el estrés celular y lo hizo de una manera específica de la célula.
El modelo, desarrollado para estudiar la hidrocefalia pediátrica, podría resultar útil para dilucidar los mecanismos que son relevantes para otros tipos de lesiones cerebrales, incluidos tumores cerebrales, derrames cerebrales, hematomas subdurales y lesiones cerebrales traumáticas.
"La capacidad de detener los efectos perjudiciales aguas abajo de las enfermedades de lesiones cerebrales permitirá a los médicos alterar el proceso de recuperación en algunas de las enfermedades más devastadoras que sufren los humanos", dice Eskandari. "El desarrollo de esa capacidad comienza con un sistema modelo que esconfiable y reproducible y puede modificarse fácilmente para estudiar muchas enfermedades diferentes. Creemos que hemos creado un modelo de este tipo y estamos entusiasmados de poder finalmente demostrar nuestros resultados ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Medicina de Carolina del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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