Author(s): Mendes, Priscila ; Solas, João ; Santos, Sofia ; Boralho, Adelaide ; Ratilal, Bernardo ; Mateus, Vanessa ; Rocha, João
Date: 2023
Origin: Proceedings of Research and Practice in Allied and Environmental Health
Subject(s): stroke; ischemia; reperfusion; neuroinflamation
Background: Ischemic Stroke (IS) is caused by a focal disruption in cerebral blood flow due to the occlusion of a blood vessel, most commonly the middle cerebral artery (MCA) [1]. The ischemic cascade results in neuronal death and inflammatory response, including in situ microglia activation. Inflammation is a double‐edged sword; it can cause tissue injury but can also help in the tissue repair of the brain [2]. The only approved pharmacological treatment for IS has strong limitations of use depending on the time post stroke onset. Despite the efforts to develop neuroprotective agents, none have proven efficacious for the human population. Aim: The aim is to clarify the cerebral cellular behaviour during the different phases of ischemia-reperfusion as it might contribute to increase pharmacological targets towards neuroprotection. Methods: The middle cerebral artery occlusion (MCAO) in vivo model [3] was developed (n=8). Rats were randomly divided in two groups: 1) Animals exposed to 1h of ischemia (I1h) and 2) Animals exposed to 1h of ischemia followed by 1h of reperfusion (I/R1h). Brains were collected and the expression of synaptic markers (PSD-95, Syn), inflammatory mediators (TNF-α, IL-1β, IL-10), markers of microglia (Iba1, iNOS, Arg) and astrocytes (GFAP, S100B) were determined by qRealTime-PCR and Western Blot. Results: We found decreased PSD-95 and Syn expression in the ipsilateral hemisphere of both groups (~0.5 fold-I 1h; ~0.5 fold-I/R 1h), compared to contralateral hemisphere. Levels of IL-10 were decreased in the ipsilateral hemisphere of both groups (~0.2 fold-I 1h; ~0.4 fold-I/R 1h), compared to contralateral hemisphere. TNF-α was higher in the I/R 1h group compared to I 1h group. Iba1 and GFAP expression were reduced in the ipsilateral hemisphere of I/R 1h group (~0.4 fold and 0.8 fold, respectively). Conclusions: Our results strengthen MCAO rodent model as a potential model to study neuroinflammation as pharmacological target. Further research is needed to clarify time-depending changes.
Enquadramento: O enfarte isquémico é causado por uma disrupção focal no fluxo sanguíneo cerebral devido à oclusão de um vaso sanguíneo, habitualmente da artéria cerebral média (ACM) [1]. A cascata isquémica resulta em morte neuronal e resposta inflamatória, incluindo à ativação in situ da microglia. A inflamação pode ser uma espada de dois gumes pois por um lado tem também um papel importante na reparação do tecido cerebral, mas por outro pode causar dano no tecido cerebral [2]. O único tratamento farmacológico aprovado tem fortes limitações que dependentes do tempo decorrente após a isquemia. Apesar dos esforços, mão existem agentes neuroprotetores comprovadamente eficazes na população humana. Objetivos: O objetivo é clarificar o comportamento das células cerebrais durante as diferentes fases da isquemia-reperfusão, contribuindo para o aumento dos alvos farmacológicos que possam potenciar terapêuticas neuroprotetoras. Métodos: O modelo in vivo de oclusão da artéria cerebral média (OACM) foi desenvolvido (n=8). Os ratos foram aleatoriamente divididos em dois grupos 1) Animais expostos a 1h de isquemia (I1h) and 2) Animais expostos a 1h de isquemia seguido de 1h de reperfusão (I/R1h). Os cérebros foram removidos e a expressão dos marcadores sinápticos (PSD-95, Syn), dos mediadores inflamatórios (TNF-α, IL-1β, IL-10), dos marcadores da microglia (Iba1, iNOS, Arg) e dos astrócitos (GFAP, S100B) foram determinados por qRealTime-PCR e Western Blot. Resultados: Verificámos uma diminuição da expressão de PSD-95 e Syn no hemisfério ipsilateral de ambos os grupos (~0.5 fold-I 1h; ~0.5 fold-I/R 1h) comparativamente ao hemisfério contralateral. Os níveis de IL-10 estavam diminuídos no hemisfério ipsilateral de ambos os grupos (~0.2 fold-I 1h; ~0.4 fold-I/R 1h) comparativamente ao hemisfério contralateral. O TNF-α estava aumentado no grupo I/R 1h, comparativamente ao grupo I 1h. A expressão de Iba1 e GFAP estavam diminuídas no hemisfério ipsilateral do grupo I/R 1h (~0.4 fold e 0.8 fold, respetivamente). Conclusão: Os nossos resultados fortalecem o modelo OACM como um potencial modelo para o estudo da neuroinflamação como alvo farmacológico. Mais investigação é necessária para clarificar as alterações cerebrais ao longo tempo.
