Evaluación del mecanismo de acción y el perfil neuroprotector de la gamma-decanolactona en epilepsia y parkinson

Resumo

Las enfermedades neurológicas son actualmente uno de los principales problemas médicos y socioeconómicos, debido a la alta tasa de morbilidad y mortalidad que afectan a cientos de millones de personas en todo el mundo. La epilepsia es un trastorno neurológico crónico, caracterizado por descargas neuronales excesivas y anormales en el cerebro, que conducen a episodios de crisis epilépticas espontáneas y recurrentes. La enfermedad de Parkinson (EP) es considerada una enfermedad neurodegenerativa, crónica y progresiva del sistema nervioso central (SNC) causada por una disminución marcada y gradual en la producción de dopamina (DA) en la vía nigroestriada. Recientemente se descubrió que las crisis epilépticas están relacionadas con el deterioro cognitivo y que la epilepsia y algunas enfermedades neurodegenerativas, como la EP, tienen etiologías que están intrínsecamente relacionadas. Ambas comparten mecanismos patológicos similares, como la desregulación de neurotransmisores, la excitotoxicidad, la disfunción mitocondrial, el aumento de las citocinas proinflamatorias y de las proteínas pro-apoptóticas, entre otros. Debido a la compleja etiología de estas enfermedades, hoy se investiga en el desarrollo de nuevos fármacos que sean capaces de actuar sobre múltiples dianas terapéuticas. La gamma-decanolactona (GD) es un compuesto monoterpénico que en estudios previos demostró tener actividad neuroprotectora in vivo e in vitro. La presente tesis doctoral tiene como objetivo estudiar los aspectos neurofarmacológicos y el mecanismo de acción de la GD en modelos experimentales de epilepsia y de la EP, para contribuir a un mayor conocimiento de la GD y su posible aplicación en clínica. En esta tesis se han llevado a cabo estudios in silico, in vitro, in vivo y ex vivo. Los estudios in silico incluyen las propiedades fisicoquímicas, la capacidad para atravesar la barrera hematoencefálica (BHE) y la capacidad de fijación a las isoformas de la MAO. Para la realización de los experimentos in vivo se utilizaron ratones albinos machos “Mus Musculus” CF-1 o Charles River “CD1-Swiss” con 2-3 meses de edad y un peso de 25 ± 5 gramos. Para evaluar sus propiedades anticonvulsivas, se estudió la posible actuación de la GD (300 mg/kg) en los sistemas purinérgico y GABAérgico, utilizando los modelos de crisis aguda inducida por la aminofilina (AMINOPH) y el de crisis subcrónicas (Kindling) inducidas por el pentilentetrazol (PTZ). Para hacer posible esta investigación, utilizamos dos antagonistas de adenosina, el DPCPX (antagonista del receptor A1) y el ZM241385 (antagonista del receptor A2A) y un antagonista GABAérgico, la bicuculina (antagonista del receptor GABAA). La expresión de proteínas del receptor GABAA α1 y del receptor de adenosina A1 se evaluó mediante la técnica de Western blotting en muestras de hipocampo de ratones sometidos al modelo de Kindling. Además, también se realizaron estudios de unión a los receptores de adenosina A1, A2A A2B y A3. Para evaluar sus posibles propiedades antiparkinsonianas, se estudió el efecto de la GD in vitro para inhibir las isoformas A y B de la enzima monoamino oxidasa humana (hMAO) y su citotoxicidad en la línea celular de hepatoma humano (HepG2). Estos estudios in vitro se completaron con los ensayos in vivo, donde se evaluó la coordinación motora (prueba de Rota-rod), la modificación de la temperatura corporal y la actividad locomotora en una prueba de campo abierto. Estos ensayos in vivo se realizaron en ratones reserpinizados (1,5 mg/kg, 18:00 h antes) o no reserpinizados, para evaluar el efecto antiparkinsoniano de la GD (300 mg/kg), sola o asociada con levodopa más benserazida (LD+BZ, 100:25 mg/kg). En los estudios in silico los resultados ponen de manifiesto que la GD presenta unas adecuadas propiedades fisicoquímicas, capacidad para cruzar la BHE y para unirse de forma preferente a la isoforma B de la MAO. Los resultados obtenidos en la evaluación de la actividad anticonvulsivante muestran que la GD protegió a los ratones contra las crisis agudas inducidas por AMINOPH y contra las crisis subcrónicas inducidas por PTZ. El antagonista del receptor de adenosina A2A (ZM241385) y el antagonista del receptor del GABAA (bicuculina) no modificaron el comportamiento de la GD. La administración del antagonista del receptor de adenosina A1 (DPCPX) revirtió el efecto protector de la GD en los dos modelos estudiados. Además, la GD promovió un aumento en la expresión de la subunidad α1 del receptor GABAA, en el hipocampo de los ratones sometidos al modelo de Kindling. La GD prácticamente no muestra afinidad por los receptores de adenosina. En los resultados de la evaluación de la GD como antiparkinsoniana se apreció que esta inhibió preferentemente la MAO-B de forma parcialmente reversible, con una CI50 55,95 ± 9,06 µM. También es un compuesto seguro, ya que solamente a la concentración más alta (100 μM) disminuyó la viabilidad de las células HepG2. Finalmente, en los estudios in vivo, la GD revertió parcialmente la ataxia de los ratones reserpinizados. El tratamiento concomitante de la GD con la LD+BZ mostró una potenciación de la reversión de la ataxia y también facilitó la reversión de la hipotermia causada por la reserpina para todos los tiempos medidos (p < 0.01 vs. vehículo), excepto a las 24:00 h. Por el contrario, la GD no revirtió la hipocinesia en el ensayo de campo abierto.