Inflamația cerebrală contribuie la encefalopatie și edem cerebral în insuficiența hepatică acută

Unitatea de Cercetare în Neuroștiințe, Spitalul Saint-Luc (C.H.U.M.), Universitatea din Montreal, Montreal, Quebec, Canada

Abstract

Abrevieri

Insuficiența hepatică acută (ALF) rezultată din infecția virală sau leziunile hepatice toxice este o afecțiune care pune viața în pericol. Ratele mortalității sunt extrem de ridicate, decesul rezultând predominant din hernia cerebrală datorată hipertensiunii intracraniene cauzate de edemul creierului. Există dovezi din ce în ce mai mari care sugerează că inflamația joacă un rol semnificativ în patogeneza edemului cerebral în ALF. De exemplu, prezența inflamației sistemice este asociată cu o progresie mai rapidă a encefalopatiei și a edemului cerebral la pacienții cu ALF (Rolando și colab. 2000). Inflamația sistemică în ALF are ca rezultat creșterea nivelurilor circulante de citokine proinflamatorii, inclusiv factorul de necroză tumorală alfa (TNF-α) și interleukinele (IL-1β, IL-6) și colab. 2000; Jalan și colab. 2004). Mai mult, studiile de diferență arterio-venoasă la pacienții cu ALF cu hipertensiune intracraniană necontrolată sugerează un eflux net de creier de TNF-α, Il-1β și IL-6 în concordanță cu producția crescută a creierului acestor citokine (Jalan și colab. 2003; Wright și colab. 2007). Cu toate acestea, lipsesc dovezi concludente pentru creșterea producției de citokine cerebrale în ALF.

Obiectivul prezentului studiu a fost de a evalua mecanismele inflamatorii ale creierului în ALF. În special, activarea microglială și expresia citokinelor proinflamatorii au fost măsurate ca o funcție a encefalopatiei și a severității edemului creierului utilizând un model animal bine caracterizat al ALF, șobolanul devascularizat hepatic (Bélanger și Butterworth 2005). În a doua serie de studii, efectele benefice ale minociclinei, o tetraciclină semisintetică care arată că limitează activarea microglială într-o gamă largă de condiții neurodegenerative (Stirling și colab. 2005), a fost investigat. Efectele minociclinei asupra progresiei encefalopatiei și edemului cerebral la șobolanii devascularizați hepatici au fost studiate în funcție de activarea microglială și de exprimare a citokinelor proinflamatorii. Activarea microglială a fost măsurată prin western blot (OX-6) și CD11b/c (OX-42) imunohistochimie.

Materiale și metode

Devascularizare hepatică și tratamente

Șobolanii Sprague-Dawley masculi adulți (200-250 g) cumpărați de la Charles River (Saint - Constant, Quebec, Canada) au fost testați în mod obișnuit pentru agenții patogeni obișnuiți și nu au fost infectați la începutul intervenției chirurgicale. Animalele au fost anesteziate cu izofluran și s-a efectuat o anastomoză portacavală de la un capăt la celălalt în conformitate cu liniile directoare ale lui Lee și Fisher (1961). Pe scurt, șobolanii au suferit o laparotomie, vena cavă inferioară și vena portă au fost izolate și fixate utilizând o clemă de anastomoză (Roboz Instruments Inc, Washington, DC, SUA) și o porțiune eliptică de 1,5 ori diametrul venei porte a fost îndepărtată. Vena portă a fost ligată și tăiată și s-a efectuat o anastomoză de la un capăt la altul la microscop de disecție. Timpul total al intervenției chirurgicale a fost Tabelul 1. Efectul minociclinei asupra progresiei encefalopatiei

Progresia encefalopatiei ALF - ALF salin - mino

Timpul până la pierderea reflexelor de îndreptare (h)	9,73 ± 0,23	13,09 ± 0,47 *
Timpul până la pierderea reflexelor corneene (h)	12,97 ± 0,36	15,84 ± 0,39 *

Timpul până la pierderea reflexelor de îndreptare și pierderea reflexelor corneene la șobolanii ALF tratați cu minociclină (ALF - mino) comparativ cu controalele ALF tratate cu soluție salină (ALF - soluție salină) exprimate în ore (h). Datele reprezintă media ± SEM de = 10 animale pe grup de tratament; modificări semnificative în comparație cu grupul salin ALF indicat de *

Măsurarea apei creierului

Apa din creier a fost cuantificată prin metoda greutate umedă/greutate uscată. Jumătate din creier a fost cântărită înainte și după 48 de ore de incubare într-un cuptor de 120 ° C. Conținutul de apă din probele de creier este exprimat ca procent din conținutul de apă conform următoarei ecuații:% Apă = (Greutate umedă - Greutate uscată)/Greutate umedă × 100.

Reacție în lanț în timp real cu transcripție a polimerazei (QRT - PCR)

Îndepărtarea LCR și test imunosorbent legat de enzime

Analiza Western blot

Imunohistochimie

analize statistice

Toate datele sunt exprimate ca medie ± SEM, iar analiza statistică a fost efectuată folosind elevul nepereche t‐Test (comparații în două grupuri) sau analiza unică a varianței (anova) urmată de Tukey’s post hoc analiză (comparații multiple). O probabilitate de

Rezultate

Devascularizarea hepatică induce encefalopatia și edemul creierului

După HAL, șobolanii au dezvoltat o encefalopatie progresivă, începând cu letargie (evidentă la 6 ore după HAL) progresând către pierderea reflexelor corecte și cornee și a comei (Tabelul 1). Șobolanii operați cu rușine au prezentat comportament normal și reflexe neurologice pe toată durata experimentelor. Conținutul de apă din creier nu a fost semnificativ diferit între șobolanii acuzați de șobolan și șobolanii ALF la 6 ore după HAL (ALF - 6 h vs. șobolan: 78,23 ± 0,14% față de 78,09 ± 0,07%), dar a fost semnificativ crescut la șobolanii ALF în stadiul de coma (ALF-comă vs. fals: 80,78 ± 0,10% vs. 78,09 ± 0,07%,

Analiza Western blot a expresiei OX-6 la șobolani ALF relevă faptul că inhibarea activării microgliale prin tratamentul cu minociclină este corelată cu atenuarea edemului cerebral. (a) Procentul conținutului de apă din creier al cortexului cerebral provenit de la controalele simulate (fals), șobolani ALF la 6 ore după HAL (ALF - 6 ore), șobolani ALF în stadiul de comă a encefalopatiei (ALF - comă) și la șobolani ALF tratați cu minociclina (ALF - mino); (b) Expresia proteinei OX-6 în cortexul cerebral de la controalele simulate (benzi 1-3), șobolani ALF la 6 ore după HAL (benzi 4-6), șobolani ALF în stadiul de comă a encefalopatiei (benzi 7-9) și la șobolani ALF tratați cu minociclină (benzi 10-12); (c) Reprezentarea histogramei a expresiei OX-6 în diferitele grupuri de tratament. Datele reprezintă media ± SEM de = 10 animale pe grup de tratament. Diferențe semnificative indicate de * anova cu post hoc Testul lui Tukey).