MADRID, 31 Ene. (EUROPA PRESS) -
Una nueva investigación en ratones publicada en la revista 'Science', muestra por primera vez que el sistema glifático, normalmente asociado con la tarea beneficiosa de la eliminación de desechos, se torna perjudicial durante un derrame cerebral e inunda el cerebro, provocando edema y ahogamiento de las células.
"Estos hallazgos muestran que el sistema glifático juega un papel central en la conducción de la inflamación aguda del tejido cerebral después de un derrame cerebral", explica Maiken Nedergaard, codirector del Centro Médico de la Universidad de Rochester (URMC) Centro de Neuromedicina Translacional y autor principal del artículo.
"Comprender esta dinámica, que es impulsada por tormentas de actividad eléctrica en el cerebro, señala el camino hacia nuevas estrategias potenciales que podrían mejorar los resultados del accidente cerebrovascular", añade.
Descubierto por primera vez por el laboratorio de Nedergaard en 2012, el sistema glifático consiste en una red que se acopla al sistema de circulación sanguínea del cerebro y está compuesto por capas de tuberías, con el vaso sanguíneo interno encerrado por un 'tubo' que transporta el líquido cefalorraquídeo (LCR). El sistema bombea LCR a través del tejido cerebral, principalmente mientras dormimos, eliminando proteínas tóxicas y otros desechos.
Si bien el edema es una consecuencia bien conocida del accidente cerebrovascular, hay opciones de tratamiento limitadas y la gravedad de la inflamación en el cerebro depende de la extensión y la ubicación del accidente cerebrovascular.
Debido a que el cerebro está atrapado en el cráneo, tiene poco espacio para expandirse. Si la hinchazón es severa, puede presionar estructuras importantes como el tronco encefálico, que regula los sistemas cardiovascular y respiratorio, lo que resulta en la muerte. En casos extremos y, a menudo, como último recurso, los cirujanos extraerán una parte del cráneo para aliviar la presión sobre el cerebro.
Antes de los hallazgos del nuevo estudio, se suponía que la fuente de la inflamación era el resultado del líquido de la sangre.
El accidente cerebrovascular isquémico, la forma más común de accidente cerebrovascular, ocurre cuando un vaso en el cerebro está bloqueado. Al no llegarles los nutrientes y el oxígeno, las células cerebrales se ven comprometidas y se despolarizan, a menudo en cuestión de minutos después de un derrame cerebral.
A medida que las células liberan energía, desencadenan células vecinas, creando un efecto dominó que da lugar a una onda eléctrica que se expande hacia afuera del sitio del accidente cerebrovascular, llamada despolarización extendida.
A medida que esto ocurre, grandes cantidades de potasio y neurotransmisores son liberados por las neuronas en el cerebro. Esto hace que las células de los músculos lisos que recubren las paredes de los vasos sanguíneos se adhieran y contraigan, cortando el flujo sanguíneo en un proceso conocido como propagación de la isquemia.
Luego, el LCR fluye hacia el vacío resultante, inundando el tejido cerebral y causando edema. Las células cerebrales ya vulnerables en el camino de la inundación se ahogan esencialmente en LCR y el cerebro comienza a hincharse. Estas ondas de despolarización pueden continuar en el cerebro durante días e incluso semanas después del accidente cerebrovascular, lo que agrava el daño.
"Cuando se fuerza a cada célula, que es esencialmente una batería, a liberar su carga, representa la mayor interrupción de la función cerebral que se puede lograr, básicamente se descarga toda la superficie del cerebro de una sola vez", explica el doctor Humberto Mestre, estudiante de doctorado en el laboratorio de Nedergaard y autor principal del estudio.
"El doble golpe de la despolarización en expansión y la isquemia hace que los vasos sanguíneos sufran calambres, lo que resulta en un nivel de constricción que es completamente anormal y crea condiciones para que el LCR fluya rápidamente hacia el cerebro", añade.
El estudio correlacionó las regiones del cerebro en ratones vulnerables a esta disfunción del sistema glifático posterior al accidente cerebrovascular con edema que se encuentra en los cerebros de humanos que habían sufrido un accidente cerebrovascular isquémico.
Los hallazgos sugieren posibles nuevas estrategias de tratamiento que se usan en combinación con las terapias existentes centradas en restaurar el flujo sanguíneo al cerebro rápidamente después de un derrame cerebral. El estudio también podría tener implicaciones para la inflamación cerebral observada en otras afecciones, como hemorragia subaracnoidea y lesión cerebral traumática.
Los enfoques que bloquean receptores específicos en las células nerviosas podrían inhibir o retrasar el ciclo de propagación de la despolarización. Además, un canal de agua llamado aquaporin-4 en los astrocitos, una importante célula de soporte en el cerebro, regula el flujo de LCR.
Cuando el equipo realizó los experimentos de accidente cerebrovascular en ratones genéticamente modificados para carecer de aquaporina-4, el flujo de LCR al cerebro disminuyó significativamente. Los inhibidores de la aquaporina-4 actualmente en desarrollo como un posible tratamiento para el paro cardíaco y otras enfermedades podrían ser candidatos para tratar el accidente cerebrovascular.
"Nuestra esperanza es que este nuevo hallazgo conduzca a nuevas intervenciones para reducir la gravedad de los eventos isquémicos, así como otras lesiones cerebrales a las que los soldados puedan estar expuestos", apunta Matthew Munson, doctor en Filosofía y director de programa de dinámica de fluidos de la Oficina de Investigación del Ejército de los Estados Unidos.
"Lo que es igualmente emocionante es que este nuevo hallazgo no fue parte de la propuesta de investigación original --señala--. Ese es el poder de la investigación científica básica y el trabajo en todas las disciplinas. Los científicos siguen su olfato donde los datos y sus hipótesis los llevan, a menudo a importantes imprevistos aplicaciones".