El oxígeno hiperbárico mejora la recuperación funcional en ratas tras lesión medular mediante la activación del eje SDF-1/CXCR4 y la promoción de la expresión del factor neurotrófico derivado del cerebro
La lesión medular (LM) es un problema médico importante a nivel mundial, causante de déficits neurológicos graves y cargas socioeconómicas significativas. Su progresión incluye dos fases: primaria (daño mecánico inicial) y secundaria (cascada de eventos moleculares y celulares, como inflamación, edema y hemorragia), que obstaculizan la reparación nerviosa. A pesar de investigaciones exhaustivas, los tratamientos efectivos siguen siendo limitados. La oxigenoterapia hiperbárica (HBO), que implica respirar oxígeno al 100% bajo presión atmosférica elevada, ha mostrado potencial para mejorar la recuperación neurológica en LM agudas y crónicas. Este estudio exploró los mecanismos de HBO en un modelo de LM en ratas, centrándose en el eje SDF-1/CXCR4 y la expresión del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF).
Métodos
Se estableció un modelo agudo de LM en ratas Sprague-Dawley mediante el método de Allen. Sesenta ratas se dividieron en cuatro grupos: simulado, LM, LM+HBO y LM+HBO+AMD3100 (antagonista de CXCR4). El tratamiento con HBO se administró dos veces al día durante tres días y luego una vez al día hasta el día 28 posoperatorio. La función neurológica se evaluó mediante la escala Basso-Bettie-Bresnahan (BBB) en los días 7, 14, 21 y 28. Se analizaron los niveles de ARNm y proteínas de SDF-1, CXCR4 y BDNF mediante qRT-PCR, Western blot e histopatología.
Resultados
El grupo LM+HBO mostró mejorías significativas en las puntuaciones BBB vs. LM en los días 14 (1,25±0,75 vs. 1,03±0,66; P<0,05), 21 (5,27±0,89 vs. 2,56±1,24; P<0,05) y 28 (11,35±0,56 vs. 4,23±1,20; P<0,05). A nivel molecular, HBO incrementó los niveles de ARNm de SDF-1, CXCR4 y BDNF. En el día 21, el ARNm de SDF-1 en LM+HBO fue 2,89±1,60 vs. 1,56±0,98 en LM+HBO+AMD (P<0,05). El ARNm de CXCR4 en LM+HBO superó al grupo LM en los días 7 (2,99±1,60 vs. 1,31±0,98), 14 (4,18±1,60 vs. 0,80±0,34) y 21 (2,10±1,01 vs. 1,15±0,03; P<0,05 en todos). BDNF también aumentó en LM+HBO en los días 7 (3,04±0,41 vs. 2,75±0,31) y 14 (3,88±1,59 vs. 1,11±0,40; P<0,05).
El análisis histopatológico reveló menor edema, hemorragia e infiltración neutrofílica en LM+HBO. La tinción inmunohistoquímica confirmó mayor expresión de SDF-1 en sustancia blanca y BDNF en tejidos medulares. El Western blot validó la sobreexpresión de estas proteínas en LM+HBO. La administración de AMD3100 inhibió la activación del eje SDF-1/CXCR4 y redujo la recuperación funcional, evidenciando su papel clave en los efectos terapéuticos de HBO.
Discusión
HBO mejora la recuperación tras LM al activar el eje SDF-1/CXCR4 y potenciar BDNF, factores críticos para la supervivencia y regeneración neuronal. BDNF modula la plasticidad sináptica y previene la neurodegeneración, mientras que el eje SDF-1/CXCR4 favorece la migración celular y la reparación tisular. La inhibición con AMD3100 confirmó la interdependencia de estos mecanismos.
Conclusión
HBO representa una estrategia segura y efectiva para LM, al modular dinámicamente vías moleculares asociadas a la recuperación neurológica. Estos hallazgos respaldan su aplicación clínica y abren vías para investigaciones futuras.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000115