DL-3-n-butilftalida protege la barrera hematoencefálica contra la lesión por isquemia/hipoxia mediante la regulación positiva de proteínas de uniones estrechas
La isquemia cerebral es una de las principales causas de discapacidad neurológica, frecuentemente asociada con un aumento de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica (BHE). Esta barrera actúa como un filtro crítico entre los capilares y las neuronas, regulando el paso de iones, agua, solutos y macromoléculas. La disrupción de la BHE durante la isquemia y la reperfusión permite el ingreso de sustancias vasculares al cerebro, exacerbando el daño neuronal. Las uniones estrechas (UE), componentes esenciales de la BHE, se alteran durante este proceso, incrementando su permeabilidad. La DL-3-n-butilftalida (NBP), compuesto extraído de semillas de apio chino, ha demostrado efectos neuroprotectores en el ictus isquémico. Sin embargo, su relación con las UE sigue siendo poco clara. Este estudio investiga los efectos de NBP en proteínas de UE como claudina-5, zonula occludens-1 (ZO-1) y ocludina durante la isquemia cerebral.
Se estableció un modelo de hipoperfusión cerebral crónica (HCC) en ratas Sprague-Dawley mediante oclusión permanente de las arterias carótidas comunes bilaterales. Los grupos fueron: sham, modelo y tres dosis de NBP (20, 40 y 80 mg/kg, administrados por vía oral durante 14 días). La permeabilidad de la BHE se evaluó mediante el ensayo de extravasación de Evans azul. La expresión de proteínas de UE, Akt fosforilada/total (p-Akt/Akt), GSK-3β fosforilada/total (p-GSK-3β/GSK-3β) y β-catenina/β-actina se analizó mediante Western blot e inmunofluorescencia. La generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) se midió por citometría de flujo, y la ultraestructura de las UE se observó mediante microscopía electrónica.
En el modelo de HCC, NBP redujo significativamente la extravasación de Evans azul en tejido cerebral (modelo: 12.3 ± 1.9 mg/g; NBP-M [40 mg/kg]: 9.0 ± 0.9 mg/g; NBP-H [80 mg/kg]: 6.7 ± 0.6 mg/g), indicando menor permeabilidad de la BHE de forma dosis-dependiente. Además, NBP aumentó la expresión de claudina-5 (modelo: 0.41 ± 0.06; NBP-M: 0.79 ± 0.08; NBP-H: 0.97 ± 0.07) y ZO-1 en segmentos microvasculares cerebrales, pero no afectó la expresión de ocludina.
En células endoteliales microvasculares cerebrales primarias (CMEC) expuestas a hipoxia (1% O2, 24 h), NBP (0.1 y 1.0 mmol/L) mejoró la ultraestructura de las UE y redujo los niveles de ROS (hipoxia: 73.2 ± 7.4%; NBP 0.1 mmol/L: 25.6 ± 3.0%; NBP 1.0 mmol/L: 17.3 ± 2.6%). Asimismo, NBP incrementó la expresión de claudina-5 (hipoxia: 0.34 ± 0.05; NBP: 0.45 ± 0.06 y 0.55 ± 0.06) y ZO-1 bajo hipoxia. En un modelo de deprivación de oxígeno-glucosa/reoxigenación (OGD/R), NBP indujo la regulación de ocludina.
NBP también activó la vía de señalización Akt/GSK-3β/β-catenina, revirtiendo la disminución de p-Akt/Akt (hipoxia: 0.22 ± 0.07; NBP: 0.36 ± 0.07 y 0.42 ± 0.08), p-GSK-3β/GSK-3β y β-catenina/β-actina inducida por hipoxia.
En conclusión, NBP protege la integridad de la BHE durante la isquemia mediante la regulación positiva de claudina-5 y ZO-1, posiblemente a través de la reducción del estrés oxidativo y la activación de la vía Akt/GSK-3β/β-catenina. Estos hallazgos respaldan el uso clínico de NBP en el tratamiento de la isquemia cerebral y el ictus.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000232