#astrocite

Citeste articolul pe https://consultatiiladomiciliu.ro/albastrul-de-metilen-in-tratamentul-sclerozei-multiple-sm/

Albastrul de metilen in tratamentul sclerozei multiple SM

Am mai scris despre tratament cu vitamina D in Scleroza Multipla aici. si aici 

Acum puteti citi mai jos depre mecanisme sau puteti sari direct la CONCLUZII in ceea ce priveste Albastru de metilen in tratamentul sclerozei multiple.

Tratamentul cu albastru de metilen îmbunătățește funcția mitocondrială și Activitate locomotorie într-un model de șoarece C57BL/6 de scleroză multiplă

Mohammad Mehdi Ommati 1 , Negar Azarpira 2 , Vahideh Gozashtegan 3,4 , Forouzan Khodaei 4 , Hossein Niknahad 3,4,* , Reza Heidari 3,* 1 College of Life Sciences, Shanxi Agricultural University, Taigu, Shanxi 030801, Peoples’ Republic of China. 2 Transplant Research Center, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran. 3 Pharmaceutical Sciences Research Center, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran. 4 Department of Pharmacology and Toxicology, School of Pharmacy, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran

Abstract Scleroza multiplă (SM) este o boală neurodegenerativă. Deși sunt implicați mai mulți factori patogeneza Scleroza multipla, există mai multe dovezi că stresul oxidativ și disfuncția mitocondrială sunt implicate în demielinizarea neuronală și deteriorarea simptomelor Scleroza multipla. Prin urmare, compuși care ar putea modula funcția mitocondrială și ar putea scădea formarea ROS mediată de mitocondrii pentru a reduce simptomele Scleroza multipla. Albastru de metilen (MB) este un compus utilizat pe scară largă în tratamentul centralelor boli ale sistemului nervos (de exemplu, boala Alzheimer). S-a descoperit că Albastru de metilen ar putea suprima puternic formarea ROS mediată de mitocondrii la concentrații scăzute. Studiul actual a fost conceput pentru a evalua a consumat efectul Albastru de metilen asupra demielinizării neuronale, funcției mitocondriale și formării ROS la un animal model de Scleroza multipla. Șoarecii masculi C57BL/6 au primit cuprizonă (0,1% g:w în dietă de mâncare pentru 42 de zile consecutive). MB (0,5 și 1 mg/kg, oral) a fost administrat simultan. S-a detectat o demielinizare semnificativă în Animale tratate cu CPZ, care confirmă inducerea Scleroza Multipla la modelul de șoareci. Scăderea locomotoriei animalelor activitate, inclusiv suprimarea semnificativă a mișcării în câmp deschis, a lungimii pasului și a timpului redus pe rotarod, care a fost evident la șoarecii tratați cu CPZ. Indicii mitocondriali, inclusiv performanța lipidelor semnificativ crescută oxidare, depolarizare mitocondrială, permeabilizare mitocondrială semnificativă și scăderea ATP niveluri au fost detectate și în grupul CPZ. S-a constatat că administrarea Albastru de metilen sa îmbunătățit semnificativ activitatea locomotorie a animalelor și indicii mitocondriali în modelul animal actual de Scleroza multipla. Efectele Albastru de metilen asupra mitocondriilor și formarea ROS mediată de mitocondrii ar putea juca un rol fundamental în efectele protectoare ale acestui compus. Cuvinte cheie: ATP, afectare mitocondrială, neurodegenerare, neurotoxicitate, stres oxidativ.

1.Introducere

Albastru de metilen (MB; 3, 7-Bis (dimetil- amino) fenotiazin-5-ium, Figura 1) este un compus fenotiazin testat pentru tratamentul a o varietate de afecțiuni în ultimii 100 de ani (1). Efectele pozitive ale Albastru de metilen asupra diferitelor experimente  au fost raportate modele de boli umane (2-9). S-a constatat că Albastru de metilen în mod semnificativ tulburări inflamatorii levitate, ischemie-reper- leziuni de organ induse de fuziune, precum și xenobi- daune induse de otică asupra sistemelor biologice (9-14). Pe de altă parte, efectele Albastru de metilen asupra afectiunile sistemului nervos central sunt de interes caracteristică a acestui compus (15-19). Efectele de Albastru de metilen pe sistemul nervos central (SNC) ușuri precum Alzheimer sunt cele mai impresionante proprietățile terapeutice ale acestui compus (20-22). Interesant este că unele formulări ale Albastru de metilen chiar și ne- s-au efectuat studii clinice (de exemplu, Rember™) la oameni (1, 23, 24). Albastru de metilen este un medicament aprobat de FDA pentru Tratamentul methemoglobinemiei cu diferite etiologii (25). Scleroza multiplă (SM) este o afecțiune debilitantă boală caracterizată prin demielinizarea neuronilor si mai multe disfunctii locomotorii la pacienti (26, 27). Au apărut multiple deficiențe neurologice asociat cu Scleroza Multipla (27). Rolul sistemului imunitar răspunsul în patogeneza Scleroza Multipla a fost bine- documentat (26, 28). Cu toate acestea, mai mulți alți factori au fost identificați și în patobiologie a bolii Scleroza Multipla (28, 29). Specii reactive de oxigen (ROS) și stresul oxidativ este un mecanism principal nism implicat în progresia Scleroza Multipla (30-32). Deși nu există un mecanism precis pentru sursa de ROS în creierul pacienților cu Scleroza Multipla, activitatea celulelor inflamatorii, acumularea lație a metalelor redox-active precum fierul în țesutul cerebral, precum și afectarea mitocondrială a fost identificat ca o sursă de ROS în creier a pacienţilor cu Scleroza Multipla (33-35). Mitocondriile celulare sunt sursa primară a formării ROS (36, 37).

Prin urmare, în studiul actual, rolul Albastru de metilen ad- administrare asupra funcției mitocondriale a creierului a fost investigat. Diverse investigații au menționat ef efectele Albastru de metilen asupra funcției și reglării mitocondriale lare a oxigenului reactiv mediat de mitocondrii formarea (ROS) (38). S-a constatat că Albastru de metilen a scăzut semnificativ mediat de mitocondrii formarea ROS (38). Efectele Albastru de metilen asupra celulei mitocondriile mari sunt dependente de concentrație (38). Concentrațiile scăzute de Albastru de metilen scad mitocondriile formarea ROS (38). Concentrații mai mari de acest compus (>5 µM) se deteriorează mitocondrial funcţionează şi ar putea provoca moartea celulelor (38). Actuala anchetă a avut ca scop evaluarea au luat efectele suplimentării cu Albastru de metilen asupra activitatea comotoare și funcția mitocondrială în an model animal de Scleroza multipla.

Materiale și metode 2.1. reactivi

Albastru de metilen (3, 7-Bis (dimetilamino) fenotiazin-5-iu), acid tricloroacetic (TCA), acid tiobarbituric (TBA), citrat de sodiu, etil acid en diamin tetra-acetic (EDTA), metafos- acid foric, metanol clasa HPLC, 2 amino 2-hi- clorhidrat de droximetil-propan-1,3-diol (Tris-HCl) și toate sărurile utilizate pentru fabricarea tamponului soluțiile au fost obținute de la Merck (Darmstadt, Germania). Cuprizone (bis-ciclohexanon oxal- dihidrazonă) a fost achiziționat de la Sigma (Sigma- Aldrich, St. Louis, MO).

2.2. Animale

Șoareci masculi C57BL6 cântărind 20-25 g au fost cumpărate de la Centrul de Comparative și experimentale (Shiraz, Iran). Utilizarea animalelor a respectat instrucțiunile stabilit de Comitetul de îngrijire a animalelor al acestui institut (94-01-36-11043). Animalele au fost adăpostite într-un mediu standard (temperatura de 23±1 ºC și 45 ± 5% umiditate). Animalele aveau acces la o dietă cu mâncare pentru rozătoare (RoyanFeed ® , Isfahan, Iran) și apă de la robinet ad libitum.

2.3. Model animal de scleroză multiplă

Cuprizona (bis oxalic (ciclohexiliden- hidrazide; Șoarecii C57BL6 hrăniți cu CPZ au fost utilizați ca un model animal de Scleroza Multipla (n=8) (39). Șoarecii au fost tratat cu o dietă pentru rozătoare care conține 0,2% (w:w) CPZ ad libitum (39, 40). Grupul de control a constat din șoareci C57BL/6 (n=8) care nu au fost hrăniți CPZ (n=8). Alte două grupuri au fost simultan tratate cu CPZ și Albastru de metilen (0,5 mg/kg și 1 mg/ kg, oral) timp de 42 de zile consecutive (n=8/grup). La ziua 43, animalele au suferit o serie de comportamente investigatii. Ulterior, animalele au fost sacrificate (tiopental 80 mg/kg, i.p), iar creierul lor a fost ex- cizată și utilizată pentru experimente ulterioare.

2.4. Studii comportamentale 2.4.1. Testul Rotarod

În urma unei proceduri raportate, fiecare sfat efectuat cinci sesiuni de performanță rotarod pe un „Techno” (Lucknow, India) a făcut o aplicație rotarod ratus. Viteza tijei rotative a fost fixată cu incremente de 5, 10 și 15 rpm Fiecare sesiune a avut trei încercări pentru fiecare șobolan cu un interval de 10 minute și timpul în care șobolanii au stat pe tija rotativă a fost înregistrat automat (41-43).

2.4.2. Test de mers

Folosind o procedură pe pistă, șobolanii, cu labele lor posterioare pariau cu cerneala, erau permise a merge în jos pe o bandă de hârtie (60 cm lungime, 10 cm larg) de la coridorul puternic luminat spre un întuneric lateral. Distanța dintre amprentele din stânga și labele drepte au fost măsurate și înregistrate (41-44).

2.4.3. Test în câmp deschis

Comportamentul în câmp deschis este folosit ca index al activitatea locomotorie a animalelor la modelele animale de hiperamoniemie şi encefalopatie hepatică (45, 46). Testul în câmp deschis a fost efectuat pentru fiecare grup cu cinci ore înainte de anestezia animalului și recoltarea de probe de sânge și ficat. Aplicația ratus a fost realizat din cutia de lemn alb (100 cm L × 100 cm L × 30 cm H, cutia pentru a fost împărțită în 25 pătrate de 20×20 cm). Campul deschis sunt bine a fost echipat cu o cameră web (2,0 megapixeli, Gigaware, Marea Britanie), și toate activitățile au fost monitorizate și înregistrate dintr-o cameră separată. animalele fi- comportamentul a fost înregistrat timp de cincisprezece minute, iar numărul total de pătrate încrucișate au fost numărate (Pentru- locomoție de vale) (47, 48).

2.5. Evaluarea histopatologică a creierului

Secțiunile de țesut cerebral au fost conservate în a soluție tampon de formalină (fosfat de sodiu 0,4%) monobazic, 0,64% fosfat de sodiu dibazic și 10% formaldehidă în apă dublu distilată). Colorarea Luxol cu ​​albastru rapid (LFB) a fost aplicată la de- detectați demielinizarea neuronală în corpul calo- regiune suma a creierului diferitelor experimente grupuri (49, 50).

2.6. Izolarea mitocondriilor hepatice

Mitocondriile hepatice de șoareci au fost izolate așa cum a fost descris anterior (51). Pe scurt, animale au fost anesteziați (ketamină/xilazină, 50/10 mg/ kg, i.p), iar ficatul lor a fost excizat și spălat cu soluție salină rece ca gheață (clorură de sodiu 0,9%) (51- 53). Organul a fost omogenizat cu un Ultra- Turrax ® Omogenizator tub (IKA) (8000 rpm, 10 sec), într-un tampon care conține 220 mM manitol, 70 mM zaharoză, 0,5 mM EGTA, 2 mM HEPES, 0,1% albumină serică bovină fără acizi grași (pH = 7,4) la un raport tampon de 10:1 la ficat (v/w) (51, 54). După aceea, omogenatul hepatic a fost centri- Fuged la 1.000 g timp de 20 de minute la 4oC pentru a se îndepărta celule și nuclei intacte. Supernatanții au fost apoi centrifugat (15.000 g, 4 °C, 20 minute) la precipită fracțiile grele de membrană (mitocondrie) (55, 56). Acest pas a fost repetat trei ori folosind un mediu tampon proaspăt. După cum sa menționat, toate manipulările pentru izolarea mitocondrială hepatică au fost efectuate la 4 °C sau pe gheață pentru a minimiza – leziuni mitocondriale (51).

2.7. Nivelurile ATP mitocondriale

Pe baza unui protocol raportat anterior, nivelul ATP mitocondrial a fost evaluat prin HPLC (57). Mitocondrii scurte, izolate (1 mg proteină/ ml) au fost tratați cu 100 µL de fosfat răcit cu gheață acid foric (50% g:v, 4 ºC) și centrifugat (10 min, 15.000 g, 4 ºC). După aceea, supernatantul (100 uL) a fost tratat cu volumul său echivalent de soluție de KOH 1 M răcită cu gheață. Probe (25 µL) au fost injectate într-un sistem HPLC format din pe coloana LC-18 (p-Bondapak, 25 cm) (58). Faza mobilă a fost compusă din 100 mM KH2PO4 (pH = 7 ajustat cu KOH), tetrabutilamoniu hidroxid (1 mM) şi acetonitril (2,5% v:v). Debitul a fost de 1 ml/min, iar detectorul UV a fost stabilit la λ=254 nm (57, 58).

2.8. Peroxidarea lipidelor în mitocondriile izolate

Substanțe reactive la acid tiobarbituric (TBARS) au fost măsurate în mitocondrie izolate ale rinichilor (59, 60). Studiile anterioare au menționat că Zaharoza interferează cu testul de peroxidare a lipidelor în preparate mitocondriale izolate (51). Acolo înainte, preparatele mitocondriale au fost spălate o dată (pentru a îndepărta zaharoza) în MOPS-KCl răcit cu gheață tampon (50 mM MOPS, 100 mM KCl, 4 °C, pH = 7.4). În acest scop, mitoconul rinichiului izola dria au fost suspendate în 5 ml de tampon MOPS-KCl se centrifughează (17.000 g, 15 min). Peletul a fost resuspendat în tampon MOPS-KCI și utilizat pentru testul TBAR. Suspensia mitocondrială (1 mg proteină/mL) a fost amestecat cu 1 mL de soluție care conține acid tricloracetic (15% gr: v), HCI (0,24 N), acid tiobarbituric (0,375% g: v) şi Trolox (500 uM) (61-63). Mostrele au fost încălzit timp de 15 min la 100 ºC (51). Apoi 1 ml de n- sa adăugat butanol şi sa agitat în vortex (5 min). mostre au fost centrifugate (17.000 g, 10 min) și sorbanta fazei superioare (faza n-butanol) a fost măsurat (cititor de plăci EPOCH, BioTek ® instruments, Highland Park, SUA, λ=532 nm) (51).

2.9. Depolarizarea mitocondrială

Captarea mitocondrială a rodaminei 123 a fost aplicat pentru evaluarea mitocondriale polarizare (64-66). Rodamina 123 se acumulează în matricea mitocondrială prin difuzie facilitată. Când mitocondria este depolarizată, există fără difuzie facilitată. Prin urmare, suma de rodamina 123 din supernatant va fi crescută (67-69). În studiul actual, mitocondrialul fracțiuni (0,5 mg proteină/mL; în depolarizare- tampon de testare) au fost incubate cu rodamină 123 (10 uM, 30 min, 37 °C, în întuneric) (70-73). Ulterior, probele au fost centrifugate (17.000 g, 2 min, 4 °C), și intensitatea fluorescenței supernatantul a fost monitorizat (FLUOstar Omega®; BMG Labtech, Germania; λ excitaţie =485 nm și λ emisie =525 nm) (64, 74).

2.10. Permeabilizarea și tumefierea mitocondriala

Umflarea mitocondrială a fost estimată prin analizând modificările densității optice la λ=540 nm (51, 75). Mitocondrii scurte, izolate (0,5 mg proteină/ml) au fost suspendate în tampon de umflare (125 mM zaharoză, 65 mM KCI, 10 mM HEPES, pH=7,2) (76). Absorbanța a fost monitorizată (λ=540 nm, 30°C, timp de 30 min) (77, 78), folosind la cititorul de plăci EPOCH (Bio-Tek ® instrumente, Highland Park, SUA). O scădere a absorbanței este asociat cu o creștere a umflăturii mitocondriale ing. Rezultatele sunt raportate ca mitocon- amplitudine umflarea secă ​​(ΔOD 540 nm) (51, 75).

2.11. Activitatea dehidrogenazei mitocondriale

3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2, Testul cu bromură de 5-difeniltetrazoliu (MTT) a fost aplicată ca metodă colorimetrică pentru estimarea țiunea activității dehidrogenazelor mitocondriale în mitocondrii hepatice de șoareci izolate (79-81). mito- suspensie condrială într-un tampon care conține 0,32 M zaharoză, 1 mM EDTA și 10 mM Tris-HCI, pH 7,4, a fost incubat cu 0,4% MTT la 37 °C timp de 30 de minute. Produsul formazanului violet cristalele au fost dizolvate în 1 ml dimetil sulfoxid (DMSO) (61, 82-84). Apoi, 100 uL de dizolvat formazan a fost adăugat pe o placă cu 96 de godeuri, iar op- densitatea tică la λ=570 nm a fost măsurată cu an Cititor de plăci EPOCH (BioTek ® instrumente, înalte Land Park, SUA). Concentrațiile de proteine ​​ale probelor au fost determinate prin metoda Bradford (61, 85).

2.12. Metode statistice

Datele sunt date ca medie ± SD. Compararea seturilor de date a fost efectuată de către analiza varianței (ANOVA) cu ajutorul lui Tukey comparații multiple ca un test post-hoc. Valorile de P<0,05 au fost considerate semnificative statistic.

Rezultate

Un semn semnificativ de demielinizare a fost evident la animalele tratate cu CPZ, după cum a arătat Colorarea LFB a țesutului cerebral (Figura 2). Pe pe de altă parte, s-a constatat că administrarea Albastru de metilen (0,5 și 1 mg/kg) a scăzut în funcție de doză numărul de neuroni demielinizați din corpul de calcul regiunea losum (CC) a șoarecilor tratați cu CPZ (Figura 2). Activitățile locomotorii ale animalelor au fost în- pereche în modelul de șoareci cu MS (Figura 3). Un semn scădere semnificativă a activității în câmp deschis, din spate lungimea pasului labei și timpul pe rotarod au fost detectat la șoarecii tratați cu CPZ (Figura 3).

Colorarea cu Luxol ​​albastru rapid (LFB) a dezvăluit neuroni mielinizați cu albastru închis (săgeată galbenă) în corpul calos (CC) al grupului de control. Demielinizarea în CC a șoarecilor C57BL/6 tratați cu cupri-zonă (cerc roșu). La animalele tratate cu Albastru de metilen au fost detectate modificări semnificative ale demielinizării neuronale. CPZ: Cuprizone; MB: albastru de metilen.

Albastru de metilen din grupul tratat (0,5 și 1 mg/kg) a îmbunătățit semnificativ funcția locomotorie a animalelor din grupul CPZ (Figura 3). Efectele Albastru de metilen asupra activității locomotorii animalelor nu au fost dependente de doză (Figura 3). Funcția mitocondrială afectată, inclusiv scăderea activității dehidrogenazelor mitocondriale, permeabilizarea mitocondrială, ATP mitocondrial epuizat și depolarizarea mitocondrială, au fost evidente la șoarecii tratați cu CPZ (Figura 4). S-a constatat că tratamentul cu Albastru de metilen în mod semnificativ Figura 2. Colorarea Luxol cu ​​albastru rapid (LFB) a evidențiat neuroni mielinizați cu albastru închis (săgeată galbenă) în corpul calos (CC) al grupului de control. Demielinizarea în CC a șoarecilor C57BL/6 tratați cu cupri-zonă (cerc roșu). La animalele tratate cu Albastru de metilen au fost detectate modificări semnificative ale demielinizării neuronale. CPZ: Cuprizone; MB: albastru de metilen. Control CPZ CPZ + Albastru de metilen 0,5 mg/kg CPZ + Albastru de metilen 1 mg/kg 0 50 100 150 Număr de pătrate încrucișate *** *** * 5 10 0 100 200 300 Viteza rotativă (rpm) Timp pe tija rotativă (Sec) Control CPZ CPZ + Albastru de metilen 0,5 mg/kg CPZ + Albastru de metilen 1 mg/kg  Lungime (cm) Control CPZ CPZ + Albastru de metilen 0,5 mg/kg CPZ + Albastru de metilen 1 mg/ kg 0 2 4 6 8  Efectul suplimentării cu albastru de metilen (MB) asupra activității locomotorii în modelul cuprizone (CPZ) al sclerozei multiple. Datele sunt reprezentate ca medie ± SD (n=8). Asteriscurile indică semnificativ diferite în comparație cu grupul tratat cu CPZ (* P<0,05 și **P<0,01).

Indicii mitocondriali în mitocondriile creierului întreg ale modelului de șoarece de scleroză multiplă (SM). CPZ: Cuprizone; MB: albastru de metilen. Datele sunt reprezentate ca medie ± SD (n=8). ***Indica in mod semnificativ diferită în comparație cu grupul tratat cu CPZ (P<0,001). Sa constatat că tratamentul cu Albastru de metilen a prevenit în mod semnificativ afectarea mitocondrială a creierului în modelul animal actual de Scleroza Multipla . Efectele de Albastru de metilen pe indicii mitocondriali nu au fost în așteptarea studiului curent.

Discuție

Scleroza Multipla este o boală neurodegenerativă care afectează foarte mult calitatea vieții pacienților. Prin urmare, găsirea de opțiuni terapeutice împotriva acestei boli este de mare valoare clinică. Mai multe farmacologice ținte, inclusiv sistemul imunitar și celulele mitocondriile celulare, au fost identificate pentru tratamentul Scleroza multipla. În ancheta curentă, efectele albastrului de metilen, o compoziție de reglare a mitocondriilor lire sterline, au fost evaluate pe un model animal cu MS. S-a constatat că tratamentul cu Albastru de metilen (0,5 și 1 mg/kg, oral, timp de 42 de zile consecutive) semnificativ indici mitocondriali afectați și anii îmbunătățite activitate locomotorie mal în modelul de șoarece MS. Rolul afectarii mitocondriale în patogeneza altor tulburări neurodegenerative afecțiuni precum boala Alzheimer și Parkinson ismul a fost investigat pe scară largă (86, 87). Există nici un mecanism precis pentru mitocondrii mediate Formarea ROS în Scleroza Multipla (36, 88, 89). Cu toate acestea, în- răspuns fammatory și afectare mitocondrială ar putea juca un rol esențial în oxidarea creierului stres la pacienţii cu Scleroza multipla. Există și un corp mare de dovezi că afectarea mitocondrială ar putea joacă un rol esențial în patofiziologia boala Scleroza Multipla (90-92). S-a constatat că – disfuncția mitocondrială joacă un rol semnificativ în eliberarea mediatorilor morții celulare și neuronale demielinizare (88, 93-95).

Mitocondriile facilitează formarea ROS ar putea deteriora mai multe ținte, inclusiv proteine, lipide și ADN mitocondrial (ADNmt) (89, 93). Un nivel ridicat de mitocondrie ROS ar putea duce la ADNmt mutant (89, 93). Enzimele pentru repararea ADN-ului mitocondrial sunt nu la fel de eficiente ca cele pentru ADN-ul nuclear. Prin urmare, ADNmt este mai predispus la deteriorarea ROS. Când cel ADNmt mutant crește la un prag pivot, simptomele bolii asociate mitocondriilor ar putea apărea (36, 88, 89). ADNmt deteriorat ar putea duce la deteriorarea electronului mitocondrial sinteza proteinelor lanțului de transport, mai multe ROS pentru scăderea producției de ATP. De asemenea, mai multe studii au raportat afectarea ment în lanțul de transport de electroni mitocondrial (ETC) în boala Scleroza Multipla (92, 93, 96- 100). Scăderea activității complexului I, III și IV de la neuronii din diferitele regiuni ale creierului Modele MS (92, 93, 96-100). Scăderea activității de ETC ar putea fi direct legat de barajul mtDNA varsta indusa de stresul oxidativ. Rezultatul final al acest proces este scăderea producției de ATP în mitocondriile. ATP joacă un rol fundamental în multe procese fiziologice, cum ar fi neurotransmițătorii eliberare și activitatea canalului ionic (22, 88). Prin urmare, criza de energie mitocondrială în neuronii Scleroza Multipla pacienții pot duce la complicații severe. Albastru de metilen ar putea afecta funcția ETC mitocondrială componente a care duce în final la un ATP mai mare nivelul (38).

Există mai multe linii de dovezi că menționați interacțiunea Albastru de metilen cu mitocondriile în diferite modele experimentale (2, 38, 101-104). S-a constatat că Albastru de metilen (la concentrații) mitocondriile atenuate semnificativ- formarea mediată de ROS (38). Mitocondrial celular dria sunt sursele majore de ROS (105, 106). O o cantitate mare de ROS este produsă în timpul oxidarii procesul de fosforilare dativ, care este contra- actionat de sistemele antioxidante mitocondriale (107, 108). Cu toate acestea, atunci când funcția mitocondrială este afectată sau capacitatea antioxidantă mitocondrială este copleșit (de exemplu, în boala Scleroza multipla), mitocondrială Formarea ROS facilitată de dria ar putea deteriora acest lucru organele și în cele din urmă conduc la leziuni celulare. Interesant, s-a menționat că activitatea antioxidantă a Albastru de metilen este mediată prin interacțiunea acestui compus cu ETC (38). Ciclul dintre oxidat (MB) și forme reduse (albastru de leucometilenă; MBH2) de Albastru de metilen joacă un rol vital în efectele sale asupra atenuării formarea ROS mediată de mitocondrii (38). Complexul I al ETC utilizează NADH pentru a reduce oxi- Albastru de metilen dizat la MBH2 redus (38). Pe de alta mână, citocromul c și complexul IV al ETC ac- acceptă un electron din MBH2 și îl reoxidează la Albastru de metilen (38). Prin urmare, unele complexe ETC (II și III), care sunt implicate în producția de ROS (de exemplu, formarea de anioni superoxid) sunt ocolite. Prin urmare, acesta ar putea fi unul dintre cele mai importante mecanisme pentru efectele pozitive ale concentrației scăzute de Albastru de metilen pe ROS mediat de mitocondrii formare. Efectele Albastru de metilen asupra mitocondriale biogeneza este un alt mecanism important care ar putea crește nivelul de energie celulară și scădea leziuni celulare în țesuturi în fața crizei energetice (de exemplu, deficit de ATP neuronal în boala Scleroza multipla) (109-111). După cum am menționat, unele componente ETC ar putea avea defect în boala Scleroza Multipla (92, 93, 96-100). Prin urmare, Albastru de metilen ar putea ajuta neuronii și glia să producă mai mult energie (ATP) și preveniți o criză energetică în acestea celule. Alte studii au arătat că Albastru de metilen ar putea sporește indirect apărarea antioxidantă celulară mecanisme (109). Acest efect al Albastru de metilen ar putea fi mediat prin activarea antioxidantului expresia genei enzimelor (109). Toate aceste date menționați efectele pozitive ale Albastru de metilen asupra telefonului celular. tocondriile și potențialul său terapeutic important în tulburările legate de mitocondrii. Albastru de metilen este investigat pe scară largă în sistemul nervos central tulburări ale sistemului nervos (SNC), precum și xenobi- leziunea SNC indusă de otică (112-116). Efectele de Albastru de metilen pe boala Alzheimer este una dintre cele mai multe a investigat aspecte ale acestui compus pe SNC boli (22, 117-119). O formulare de Albastru de metilen chiar a fost în studiu clinic (Rember™) pentru boala Alzheimer boala lui er (1, 23). Albastru de metilen este, de asemenea, aprobat de FDA medicament pentru tratamentul metahemoglobinemiei (25). Prin urmare, Albastru de metilen ar putea fi ușor administrat pacientilor.

Deși Scleroza Multipla este o afectiune neurologica cu mai multe fațete boala generativa care sunt mai multe mecanisme implicate în patogeneza sa, imperechea pare să joace un rol semnificativ în patobiologia acestei boli. Prin urmare, mitocondria targeting ar putea fi o terapie promițătoare pentru Pacienții cu Scleroza multipla. În studiul actual, am constatat că Administrarea de Albastru de metilen a prevenit demielinizarea neuronală formarea ROS mediată de mitocondrii și îmbunătățirea activității locomotorii. Mai multe investigații sunt garantate pentru determinarea exactă efectele Albastru de metilen asupra progresiei bolii Scleroza Multipla și asupra utilizarea acestui compus fenotiazinic la om îmbătrânirea deficiențelor neurologice la pacienți.

Mulțumiri

Actuala anchetă a fost financiar susținută în mare parte de către Oficiul de Prorector al Afaceri de cercetare de la Universitatea de Medicină din Shiraz Științe (Număr grant: 94-01-36-11043/95-01- 36-12042). Autorii mulțumesc Pharmaceutical Centrul de Cercetare în Științe al Universității din Shiraz Stiinte medicale pentru asigurarea facilitatilor tehnice pentru a realiza acest studiu.

CONCLUZIE

Citeste articolul pe https://consultatiiladomiciliu.ro/efectele-albastrului-de-metilen-asupra-neuronilor-in-atacul-cerebral-ischemic/

Efectele albastrului de metilen asupra neuronilor in atacul cerebral ischemic

Titlul original al articolului este Efectele albastrului de metilen asupra autofagiei și apoptoza în țesutul normal definit prin RMN, Penumbra ischemică și miezul ischemic.

Ceea ce inseamna: cum albastrul de metilen recupereaza neuronii afectati de accidentul vascular ischemic.

AUTORI: Zhao Jiang 1,2 , Lora Talley Watts 2 , Shiliang Huang 2 , Qiang Shen 2 , Pavel Rodriguez 2 , Chunhua Chen 1,3 , Changman Zhou 1 , Timothy Q. Duong 2 * 1 Department of Anatomy and Embryology, Peking University Health Science Center, Beijing, China, 2 Research Imaging Institute, University of Texas Health Science Center at San Antonio, San Antonio, Texas, United States of America, 3 Department of Anesthesiology and Critical Care, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, United States of America

Abstract

Albastrul de metilen (MB) USP, care are proprietăți de îmbunătățire a energiei și antioxidante, este utilizat în mod curent pentru a trata methemoglobinemia și otrăvirea cu cianuri la oameni. Noi recent a arătat că administrarea de Albastru de metilen reduce volumul infarctului și deficitele comportamentale la modelele de șobolani de accident vascular cerebral ischemic și leziuni cerebrale traumatice. Acest studiu raportează moleculara de bază Mecanisme de neuroprotecție Albastru de metilen în urma accidentului vascular cerebral ischemic tranzitoriu la șobolani. Sobolanii erau supus unui accident vascular cerebral ischemic tranzitoriu (60 de minute). RMN multimodal în faza acută iar la 24 de ore au fost folosite pentru a defini trei regiuni de interes (ROI): i) perfuzia-difuzia nepotrivire salvată prin reperfuzie, ii) nepotrivirea perfuzie-difuzie nesalvată de reperfuzie și iii) miezul ischemic. Țesuturile din aceste ROI au fost extrase pentru western analize ern blot ale markerilor autofagici și apoptotici.

Principalele constatări au fost:

1) Albastru de metilen tratamentul a redus volumul infarctului și deficitele comportamentale,

2) Albastru de metilen a îmbunătățit sângele cerebral curge la țesutul nepotrivire perfuzie-difuzie după reperfuzie și minimizat dăunător hiperperfuzie la 24 de ore după accident vascular cerebral,

3) Albastru de metilen a inhibat apoptoza și a crescut autofagia în nepotrivirea perfuziei-difuzie,

4) Albastru de metilen a inhibat cascadele de semnalizare apoptotică (p53-Bax- Bcl2-Caspase3) și

5) cascade de semnalizare autofagică îmbunătățite Albastru de metilen (p53-AMPK-TSC2- mTOR).

MB a indus neuroprotecția, cel puțin parțial, prin îmbunătățirea autofagiei și reducerea apoptoza în țesutul nepotrivire perfuzie-difuzie după accident vascular cerebral ischemic. Introducere Accidentul vascular cerebral este o cauză principală de deces și invaliditate pe termen lung [1]. În urma unei leziuni cerebrale ischemice, cascada apoptotică este activată în câteva ore și culminează cu moartea progresivă a celulelor în infarctul ischemic în expansiune prin proteine ​​din familiile Bcl-2 și caspaze [2]. Classi în mod specific, ischemia cerebrală crește expresia p53 și genele din aval, inclusiv Bax [3], a membru pro-apoptotic al familiei de proteine ​​Bcl-2 [4]. Bax se translocă în mitocondrii și induce eliberarea citocromului c din mitocondrii în citosol unde interacționează cu factorul de activare a proteazei apoptotice 1 (Apaf-1) pentru a activa caspaza-9. Activarea caspase-9 activează, la rândul său, caspazele din aval, cum ar fi caspaza-3, care în cele din urmă duce la apo- moartea celulelor ptotice [4]. De asemenea, este activată autofagia, responsabilă de degradarea și reciclarea componentelor celulare vatat în urma unei injurii ischemice [5]. Deși importanța autofagiei în diverse bio- proceselor logice și patologice este larg acceptat [6], rolul autofagiei în neuron Supraviețuirea după ischemia cerebrală acută este mai puțin înțeleasă. Există dovezi că autofagia contribuie la efectul protector în ischemia cerebrală [7] și este reglementată de multe diferite molecule precum p53, protein kinaza activată de AMP (AMPK), complexul de scleroză tuberoasă 2 (TSC2) și ținta mamiferelor a rapamicinei (mTOR), prin căi multiple de semnalizare- căi [7–9]. Multe medicamente au încercat să țintească aceste molecule (apoptotice și autofagice). căi de reducere a leziunilor cerebrale ischemice. Albastrul de metilen (MB) USP este un medicament aprobat de FDA care este utilizat în siguranță pentru a trata meta- moglobinemie și otrăvire cu cianuri la om [10]. Albastru de metilen traversează cu ușurință bara sânge-creier- mai ridicat și are atât proprietăți de îmbunătățire a energiei, cât și proprietăți antioxidante. Albastru de metilen acționează ca un ciclor de electroni [10] care permite Albastru de metilen să redirecționeze electronii către lanțul de transport de electroni mitocondrial (în absența oxigenului), susținând sau sporind astfel producția de ATP și promovând supraviețuirea celulară. Ocolind activitatea complexului I-III pentru a genera ATP, Albastru de metilen reduce, de asemenea, producerea de specii de gene din lanțul de transport de electroni mitocondrial [11], care are potențialul de a minimiza leziunile ischemice și de reperfuzie. Recent s-a demonstrat că Albastru de metilen se reduce tulburări de comportament în modelele animale ale bolii Parkinson [10], bolii Alzheimer [12,13] și pentru a reduce tulburările comportamentale și volumul leziunilor în leziuni cerebrale traumatice [14]. Am arătat recent că administrarea de Albastru de metilen a redus volumul infarctului definit de RMN și Deficiențe comportamentale într-un model de șobolan de accident vascular cerebral ischemic prin ocluzia arterei cerebrale medii (MCAO) [15]. În acest studiu, am testat mecanismele moleculare de bază ale neuroprotecției Albastru de metilen în urma accidentului vascular cerebral ischemic tranzitoriu utilizând analiza Western blot a apoptotic și autofafic cascade în diferite regiuni de interes (ROI) definite prin RMN multimodal. Utilizarea combinată RMN-ul de difuzie și perfuzie [16,17] a permis delimitarea „mis-ului de perfuzie-difuzie potrivire” (care aproximează „penumbra ischemică”) și nucleul ischemic pentru histologic analiză. Cele trei ROI au fost selectate pentru Western blot folosind RMN multimodal: i) per- nepotrivire fuziune-difuzie (țesut cu risc) salvat prin reperfuzie, ii) perfuzie-difuzie nepotrivirea nerecuperată prin reperfuzie și iii) miezul ischemic. Comparații ale western blot analiza a fost facute cu scoruri comportamentale (scoruri neurologice și analiza defectelor piciorului). Țesuturi din aceste ROI au fost extrase pentru analize western blot ale markerilor autofagici și apoptotici. Aceste descoperiri aruncă lumină asupra mecanismelor moleculare de bază implicate în neuropro- tection in urma unui accident vascular cerebral ischemic tranzitoriu.

Materiale și metode Design experiment

Toate procedurile experimentale au fost aprobate de Institutional Animal Care and Use Com- mijloc la Universitatea din Texas Health Science Center din San Antonio. Puncte finale umane au fost folosite pentru aceste animale. Criteriile au fost: la sfârșitul momentelor selectate, orice animal a suferit o pierdere în greutate de 20% sau orice animal care a suferit dureri care nu sunt controlabile prin anal faţă Au fost utilizate criterii suplimentare în consultare cu un medic veterinar, după caz. Animalele anesteziate vor fi eutanasiate printr-o supradoză de pentobarbital urmată de luxație cervicală.

Șobolani masculi Sprague-Dawley (280-320g, n = 25, Charles River Laboratories, Wilmington, MA) au fost randomizați în trei grupuri: i) chirurgie simulată (n = 5), ii) tranzitorie (60 minute) MCAO tratat cu 1 mg/kg USP Albastru de metilen (American Regent, Shirley, NY) (n = 10, 5 șobolani au fost utilizați pentru RMN și analiză Western blot, un alt grup de 5 șobolani a fost utilizat pentru testarea comportamentală) și iii) MCAO tranzitoriu (60 minute) tratat cu vehicul salin (n = 10, 5 șobolani au fost utilizați pentru RMN și Analiza Western blot, un alt grup de șobolani 5 a fost utilizat pentru testarea comportamentală). Rețineți că patru animalele, neincluse în grupurile de mai sus, au fost excluse din cauza complicațiilor chirurgicale sau moartea matură și un animal a fost exclus din cauza absenței accidentului vascular cerebral. Animalele au fost intubate și ventilate mecanic sub izofluran (2% în aerul camerei). Vena cozii a fost cateterizată. MCAO a fost obținut prin introducerea unui frec intraluminal de silicon filament acoperit cu ber (Doccol Corporation, Sharon, MA) prin artera carotidă externă în a moda retrogradă [15]. Animalele au fost apoi asigurate în decubit dorsal folosind un obicei căști stereotaxice compatibile cu RMN. După măsurarea inițială RMN la 30 de minute după debutul accidentului vascular cerebral, vehiculul (soluție salină) sau Albastru de metilen a fost perfuzat prin vena cozii timp de 30 de minute folosind un RMN pompă compatibilă (aparatul Harvard). Albastru de metilen sau vehiculul a fost administrat la 30 de minute după inducere. de MCAO dar înainte de reperfuzie care a fost la 60 de minute. Acum este revizuită. Doze suplimentare de vehicul sau Albastru de metilen au fost administrate la 6 ore (1 mg/kg, i.p.) și 15 ore (1 mg/kg, i.p.) după MCAO. Un Studiul anterior a arătat că timpul de înjumătățire al Albastru de metilen este de aproximativ 5,0-6,5 ore [18]. CO de sfârșit de maree 2 (2,8– 3,6%), temperatura rectală (36,5–37,5°C), ritm cardiac (340-450 bpm) și oxigenarea arterială urația (92–97% pentru grupul de vehicule și 93–98% pentru grupul MB) au fost înregistrate și menținute în intervalul fiziologic normal în timpul RMN.

Experimente RMN

RMN a fost efectuat pe un scaner Bruker Biospec 7T/40cm cu un gradient BGA12S de 76G/cm insert (Billerica, MA) folosind o bobină de suprafață personalizată pentru imagistica creierului și o bobină de gât pentru etichetarea perfuziei [15]. Fluxul sanguin cerebral (CBF) a fost măsurat folosind arterială continuă Tehnica de etichetare prin spin cu imagini eco-planare în gradient. Durata de etichetare a fost de 2,7 s și întârzierea după etichetare a fost de 250 ms. Coeficientul de difuzie aparent (ADC) a fost măsurat folosind Imagini eco-planare ponderate prin difuzie spin-echo cu gradienți aplicați separat de-a lungul direcțiile x, y sau z. Două valori b de 4 și 1.200s/mm 2 au fost folosite. Alți parametri RMN au fost: o singură fotografie, matrice = 96×96 (reconstituită la 128×128), câmp vizual = 25,6×25,6 mm, șapte Felii groase de 1,5 mm, unghi de răsucire de 90°, timp de repetiție = 3s, timp de ecou = 10,2 ms pentru CBF și 30 ms pentru ADC. Hărțile ADC și CBF au fost obținute la 30 și 90 de minute după ocluzie și la 24 de ore. T 2 hărțile au fost, de asemenea, achiziționate pe 24 de ore folosind ecou de rotire rapidă cu patru timpi efectivi de ecou (25, 40, 75 și 120 ms), lungimea trenului de ecou 8 și 8 medii ale semnalului. Imaginile de la fiecare șobolan în momente diferite au fost co-înregistrate. ADC, CBF și T 2 hărți au fost calculate. Volumul inițial al leziunii a fost definit de leziunea ADC la 30 de minute după accident vascular cerebral folosind pragul stabilit (0,53 × 10 -3 mm 2 /s) [19]. Un prag de 0,30 ml/g/min a fost utilizat pentru măsurarea volumului anormal al țesutului CBF. Nepotrivirea perfuzie-difuzie este țesutul cu ADC normal sau aproape de normal, dar mai mic de 0,30 ml/g/min CBF. Volumul final al infarctului ume a fost definit de T 2 la 24 de ore folosind pragul mediei T 2 valoare plus de două ori valoarea standardului abaterea dard [15]. Volumul infarctului corectat de edem a fost calculat [15]. Trei ROI au fost alese pentru analiza Western blot și aceste ROI au fost determinate pe baza ADC și CBF RMN la 30 de minute și T 2 RMN la 24 de ore după AVC. Aceste ROI au fost: ROI-A a fost perfuzia zona de nepotrivire de difuzie salvată prin reperfuzie, ROI-B a fost nepotrivirea perfuzie-difuzie zona nesalvată prin reperfuzie, iar ROI-C a fost nucleul ischemic atât cu perfuzie cât și anomalii de difuzie. Aceste definiții au fost aplicate la 30 de minute după MCAO pentru a defini fiecare regiune.

Deficiențe neurologice

Scorurile neurologice Garcia [20] au fost analizate în mod orb la 24 de ore. Vina piciorului testul a fost efectuat cu 1-3 zile înainte de MCAO și din nou 2 zile după MCAO. Sfatul a fost dat pe o podea cu grilă ridicată (dimensiune 18×11 inci cu deschideri pentru grilă de ~1,56 inci 2 și 1 in 2 ) și video înregistrat timp de cinci minute sau până când s-au făcut 50 de pași cu un membru (neafectat) [14]. Procentul de defecte ale piciorului pentru fiecare membru a fost calculat ca număr de membru anterior drept sau stâng defecte sub deschiderea grilei împărțit la numărul total de pași parcurși.

Western blot

Efectul Albastru de metilen asupra cascadelor apoptotice și autofagice a fost analizat utilizând western blot. ani timpii au fost sacrificați la 24 de ore după ocluzie. Secțiuni coronale ale creierului (7 felii, 1,5 mm grosime) au fost tăiate și fiecare felie a fost potrivită cu imaginile RMN. Țesutul creierului a fost separat pe bază pe cele trei ROI definite de hărțile ADC și CBF la 30 de minute și T 2 hărți la 24 de ore după accident vascular cerebral. Țesutul colectat de la fiecare ROI a fost omogenizat în tampon rece cu gheață (0,32 M zaharoză, 1 mM EDTA, 1 M Tris-HCL pH = 7,8 şi dH 2 O plus 1 tabletă Roche Protează Inhibitor). Alicote de fiecare fracție a fost utilizată pentru a determina concentrația de proteine ​​din fiecare probă folosind testul proteinei acidului bicinchoninic (BCA) (Thermo Scientific). Probele de proteine ​​(50μg) au fost încărcate pe un gel de poliacrilamidă 12%, electroforezate și transferat pe o membrană de nitroceluloză. Membranele de nitroceluloză au fost apoi blocate, urmată de incubare cu anticorpii primari peste noapte la 4°C și apoi incubată cu anticorpi secundari reciproci la temperatura camerei timp de 2 ore. Anticorpii primari (din Tehnologia de semnalizare celulară, dacă nu se specifică altfel) au fost: i) iepure anti-caspază-3, ii) iepure anti-Bax și Bcl-2, iii) iepure anti-AMPK și β1/2, iv) iepure anti-Phospho-AMPKα (Thr172), v) iepure anti-fosfo-AMPKβ1 (Ser108), vi) iepure anti-total/fosfo-mTOR (Ser2448), viii) iepure anti-total/Phospho-TSC2 (Ser1387), ix) iepure anti-LC3B (din MBL International) și x) iepure anti-p53 (de la MBL International). Diluțiile au fost 1:1000 pt anticorpii primari și 1:2000 pentru anticorpii secundari. Fiecare western blot a fost analizat folosind scanerul C-DiGit Blot (LI-COR Biosciences) și software-ul Image Studio (versiunea 3.1.4).

Analiza statistica

Datele au fost raportate ca medie ± SEM. Testul t pereche a fost utilizat pentru a compara volumul inițial al leziunilor. Umezeala și volumul final al infarctului, iar testul t nepereche a fost utilizat pentru comparații între Albastru de metilen și grupurile de control pentru rezultatele Western blot. p<0,05 a fost considerat ca fiind statistic semnificativ.

Rezultate Rezultatele RMN

Reprezentanți ADC, CBF și T 2 hărți în mai multe momente (30 de minute, 90 de minute și 24 de ore) post-ocluzia de la vehicul și șobolani Albastru de metilen sunt prezentate în Fig 1A. Volumul leziunii ADC la La 30 de minute după ce MCAO a fost similar între grupul vehicul și Albastru de metilen, demonstrând o repro- model MCAO ducibil. T 2 volumul de infarct al grupului de vehicule a fost mai mare decât cel al MB grup la 24 de ore după MCAO. Volumul leziunilor mediate pe grup au fost analizate la 30 de minute, 90 de minute și 24 de ore după accident vascular cerebral (Figura 1B). Volumele inițiale (30 de minute) ale leziunilor definite de ADC înainte de administrarea Albastru de metilen sau vehiculului nu au fost diferite statistic una de alta (161±24mm³ versus 159±13mm³, p>0,05). Volumul leziunilor la 90 de minute a scăzut atât în ​​grupul Albastru de metilen, cât și în grupul vehicul datorită reperfuziei.

Volumul de infarct final dupa 24h al grupului tratat cu Albastru de metilen a fost mai mic decât cel al grupului vehicul (70 ±12 față de 106±14mm³, p<0,05). Pentru a investiga efectele Albastru de metilen asupra CBF asociată cu ischemia cerebrală, CBF al vehiculului cle și grupul Albastru de metilen au fost analizate pentru trei ROI diferite: i) nepotrivirea perfuzie-difuzie salvat prin reperfuzie (ROI-A), ii) nepotrivire nesalvat prin reperfuzie (ROI-B) și iii) miezul ischemic (ROI-C) (Fig 1C). Aceleași ROI au fost folosite pentru toate punctele de timp. Inainte de reper- fuziune (30 minute), valorile CBF ale celor trei ROI nu au fost diferite statistic între ele doua grupuri. După reperfuzie la 90 de minute, valorile CBF atât în ​​ROI-B cât și în C (CBF normalizat: 1,11±0,19 și, respectiv, 1,00±0,12) din grupul Albastru de metilen au fost mai mari decât cele ale vehiculului grup (0,59±0,08 și, respectiv, 0,70±0,11, p<0,05), indicând faptul că Albastru de metilen a crescut CBF după reperfuzie. La 24 de ore, aceleași ROI din grupul Albastru de metilen au arătat mai puțină hiperperfuzie decât cea a grupul de vehicule.

Rezultate comportamentale

Scorurile neurocomportamentale au fost evaluate folosind sistemul de scor Garcia la 24 de ore (Fig 2A). Comparativ cu grupul de control, esantionul a demonstrat scoruri neurocomportamentale mai slabe decât se aștepta. În schimb, grupul tratat cu Albastru de metilen a arătat o îmbunătățire semnificativă statistic a scorurilor neurocomportamentale în comparație cu grupul de control (14,0±0,7 vs. 12,4±0,8, p<0,05). În mod similar, afectarea piciorului – scorurile membrului anterior afectat în grupul Albastru de metilen au fost semnificativ diferite de grupul de control la 2 zile după MCAO (0,13±0,03 vs. 0,46±0,06, p<0,05), dar nu au fost semnificativ diferite ferent înainte de inducerea accidentului vascular cerebral (Fig. 2B). Efectele Albastru de metilen asupra expresiei markerului cheie apoptotic și autofagic Analiza Western blot a fost efectuată pentru a determina raportul de expresie a marcajului autofagiei. (LC3 I și II) și expresia unui marker apoptotic (caspaza-3) la 24 de ore după accident vascular cerebral.

Efectele Albastru de metilen asupra căii apoptotice din aval

Pentru a investiga în continuare efectele Albastru de metilen asupra proceselor apoptotice din aval, p53, Bcl-2 și Bax nivelurile de expresie a proteinei au fost analizate în cele trei ROI (Fig. 4). Media de grup p53 nivelul de expresie în toate ROI-ul grupului de vehicul a crescut semnificativ în comparație cu simularea grup. Grupul Albastru de metilen a arătat niveluri semnificativ reduse de proteină p53 în toate cele trei ROI comparativ la grupul de vehicule (p<0,05). Grupul Albastru de metilen a arătat, de asemenea, o expresie Bax redusă în ROI-A și B, dar nu în ROI-C în comparație cu grupul de vehicule. Albastru de metilen a îmbunătățit, de asemenea, expresia Bcl-2 în ROI-A și B, dar nu în ROI-C comparativ cu vehiculul (p<0,05). În mod colectiv, Albastru de metilen a inhibat cascade moleculare asociate cu calea clasică de semnalizare apoptotică în țesutul cu risc dar nu în miezul ischemic în urma accidentului vascular cerebral ischemic.

Efectele Albastru de metilen asupra căii autofagice din aval

Pentru a investiga în continuare efectele Albastru de metilen asupra inducerii autofagiei, analiza Western blot a fost folosit pentru a determina dacă a existat o legătură între expresia p53 și fosforilare nivelurile de AMPKα/β la locuri specifice pentru cele trei ROI (Fig. 5A). Grupul Albastru de metilen a arătat considerație- hiperfosforilarea capabilă a AMPKα la locul Thr172 în ROI-A și B, dar nu și în ROI-C comparativ cu grupurile simulate și vehicule (p<0,05). În mod similar, grupul Albastru de metilen, de asemenea, demonstrează- a avut o hiperfosforilare considerabilă a AMPKβ1 la locul Ser108, ​​în comparație cu grupuri simulate și vehicule în ROI-A și B (p<0,05), dar nu și în ROI-C. Nivelul de fosforilare al TSC2 (proteina din aval a AMPK) la locul Ser1387 a fost de asemenea măsurat (Fig. 5B). Nivelurile de fosforilare medie de grup ale TSC2 au fost semnificative îmbunătățit de Albastru de metilen atât în ​​ROI-A, cât și în B (p<0,05), dar nu și în ROI-C. Pentru că TSC2 a acționat în jos flux de AMPK pentru a inhiba mTOR [21], nivelul de fosforilare al mTOR la ​​locul Ser2448 ce s-a masurat? În comparație cu simularea, șobolanii tratați cu vehicul au demonstrat o scădere fosforilarea mTOR în ROI-A și B (dar nu ROI-C) și distrugerea șobolanilor tratați cu Albastru de metilen a jucat o reducere suplimentară a fosforilării mTOR în ROI-A și B, dar nu și în ROI-C. Fig. 6 rezumă constatările noastre cu privire la efectele Albastru de metilen asupra autofagiei și apoptozei. MB a crescut procesele autofagice și a inhibat procesele de moarte celulară apoptotică în țesutul cu risc în urma unui accident vascular cerebral ischemic. Acest proces implică calea p53.

Discuţie

Acest studiu a testat mecanismele moleculare care stau la baza neuroprotecției MB Accident vascular cerebral ischemic tranzitoriu la șobolani.

Constatările majore sunt: ​​

1) Albastru de metilen reduce volumul infarctului și deficite comportamentale în urma unui accident vascular cerebral ischemic tranzitoriu la șobolani,

2) Albastru de metilen îmbunătățește CBF la risc țesut după reperfuzie și minimizează hiperperfuzia dăunătoare la 24 de ore după MCAO,

3) MB inhibă apoptoza și îmbunătățește autofagia în țesutul cu risc, dar nu în nucleul ischemic,

4) Albastru de metilen modulează cascada p53-Bax-Bcl2-caspase3, inhibând calea de semnalizare apoptotică- moduri,

5) Albastru de metilen modulează cascadele p53-AMPK-TSC2-mTOR, îmbunătățind semnalizarea autofagică căi.

Avantajul aplicării RMN în cercetarea accidentului vascular cerebral

RMN oferă informații relevante din punct de vedere clinic și este utilizat pe scară largă pentru studiul preclinic și clinic accident vascular cerebral. Imagistica ponderată prin difuzie (DWI) în care contrastul se bazează pe difuzia aparentă a apei coeficientul de sion (ADC) este recunoscut ca o modalitate utilă de imagistică datorită capacității sale de a detecta leziune cerebrală ischemică în câteva minute de la debut [22]. În urma unui accident vascular cerebral ischemic hiperacut, există de obicei un nucleu ischemic și o penumbră ischemică înconjurătoare care s-a redus CBF dar metabolismul energetic conservat [23]. Penumbra ischemică este o țintă importantă pentru tratament. Utilizarea combinată a RMN ADC și CBF permite delimitarea normală, la risc (pen- umbra) și țesuturile centrale ischemice în faza hiperacută [24,25]. S-a folosit RMN multimodal în acest studiu pentru a ghida extracția diferitelor tipuri de țesut pentru analiza ulterioară Western blot sis la animalele individuale. Aceste tipuri de țesut au fost salvate prin nepotrivirea perfuzie-difuzie reperfuzie (ROI-A), nepotrivirea perfuzie-difuzie nesalvată prin reperfuzie (ROI-B), și miezul ischemic (ROI-C), care nu ar fi fost posibil cu histologic terminal analiză [26,27].

În acest studiu, penumbra ischemică a fost aproximată prin greșeala de perfuzie-difuzie. potrivirea și pragurile utilizate pentru definiția nepotrivirii s-au bazat pe stabilite anterior pragurile [19]. Suntem conștienți de faptul că este posibil ca aceste praguri să nu fie aplicate universal tuturor condiţii.condiţii. În plus, studiile clinice care utilizează „nepotrivirea” ca criteriu de selecție pentru tromboliza a avut succes variabil [28–30] și meritul său este încă în dezbatere [31,32]. Altă tehnologie tehnici bazate pe T2’ (T2 cantitativ corectate cu efecte spin-spin, [33]), pH [34] și T2 – imagistica ponderată a provocării cu oxigen [35–37] sunt dezvoltate pentru a îmbunătăți delimitarea penumbra ischemică. Cu toate acestea, utilizarea conceptului de nepotrivire perfuzie-difuzie este Cu toate acestea, utilizarea conceptului de nepotrivire perfuzie-difuzie este utile în studiile noastre. Concluzia noastră generală rămâne valabilă. În ciuda limitărilor sale, parfumul Conceptul de nepotrivire sion-difuzie rămâne util până în prezent din punct de vedere clinic.”

Rolul Albastru de metilen în moartea celulelor apoptotice induse de accident vascular cerebral

În miezul ischemic domină necroza tisulară, în timp ce în penumbră, celula programată căile de moarte, cum ar fi apoptoza [2,3,38] și autofagia [5–7] domină progresia moartea celulelor. Apoptoza poate fi indusă fie de receptorii de moarte de suprafață celulară, fie prin mitocondrii eliberarea citocromului c și multe molecule sunt strâns implicate în reglarea fiecărei coordonate calea identificată. Activarea caspazei-3, un numitor comun atât pentru inducerea apoptozei s-a demonstrat anterior că crește în urma leziunii cerebrale ischemice [39]. Rezultatele au arătat că Albastru de metilen a inhibat expresia caspazei-3 în ROI penumbrei, dar nu și în rentabilitatea investiției de bază. Pentru a investiga în continuare efectul Albastru de metilen asupra căilor apoptotice, doi membri ai celulei B Au fost măsurate proteinele din clasa limfomului: Bcl-2 (anti-apoptotic) și Bax (pro-apoptotic). Noi am constatat că Albastru de metilen a suprimat în mod semnificativ expresia Bax și a reglat în sus nivelurile de proteină Bcl-2 în rentabilitatea investiției penumbra, dar nu în rentabilitatea investiției de bază. În plus, am evaluat expresia p53, cunoscut că declanșează calea apoptotică intrinsecă și a constatat că Albastru de metilen a suprimat și p53 expresie în penumbra ROI. Aceste date sugerează că neuroprotecția Albastru de metilen a acționat prin inhibarea p53 și Bax și îmbunătățirea Bcl-2 pro-supraviețuire. Albastru de metilen inhibă celulele apoptotice moartea prin stabilizarea mitocondriilor, limitând permeabilitatea mitocondriilor exterioare membrana și blocând astfel eliberarea de molecule inductoare pro-apoptotice. Descoperirile noastre sunt în acord cu studiile anterioare în care s-a descoperit că Albastru de metilen stimulează mai multe gene anti-apoptotice și a activat mecanismele de reparare/regenerare a creierului [40,41]. Pe scurt, datele noastre sunt primul pentru a demonstra că Albastru de metilen inhibă calea apoptotică p53-Bax-Bcl2-caspaze3, suprimă- provocând moartea celulelor apoptotice în ROI penumbral, prevenind astfel tranziția în infarct și scăderea volumului total al infarctului. MB are efecte similare atât în ​​ROI-A cât și în ROI-B (ambele ROI au fost clasificate ca perfuzie- nepotrivire de difuzie), în timp ce țesutul din ROI A a supraviețuit, dar țesutul din ROI B a murit. Arată expresia Caspazei-3 în ROI-B a grupului Albastru de metilen decedat semnificativ. Cu toate acestea, expresia Caspazei-3 în regiunea ROI-B a Albastru de metilen grupul era încă la același nivel cu regiunea ROI-A a grupului de vehicule. Aceasta indică faptul că Chiar dacă tratamentul cu Albastru de metilen reduce parțial procesul apoptotic, recuperarea a fost insuficientă cient pentru a salva țesutul din ROI-B. În plus, am găsit și o diferență semnificativă între grupurile Sham și Albastru de metilen din regiunea ROI-B, dar nu și în regiunea ROI-A, care indică faptul că nivelul apoptotic a revenit la normal în regiunea ROI-A. Rolul Albastru de metilen în moartea celulelor autofagice induse de accident vascular cerebral Autofagia este un proces extrem de reglementat care descompune organele și macromoleculele prin degradare lizozomală și este esențială pentru menținerea homeostaziei intracelulare. Autofagia joacă un rol important în salvarea țesutului cu risc din penumbra în perioada acută faza, precum și în îmbunătățirea recuperării funcționale în faza cronică. Hiperactivarea autofagia, totuși, poate duce la creșterea morții celulare. Autofagia este astfel considerată o sabie cu doua taisuri. Autofagozomii se formează în timpul autofagiei ca mecanism de eliberare a sechestrate resturile celulare la lizozomi pentru degradare. Până în prezent, LC3, un omolog de mamifer al drojdiei Atg8, este singurul marker de încredere pentru autofagozomi, deoarece este o componentă specifică a autofagozomilor membrana hagozomală [42]. LC3 începe ca LC3-I citoplasmatic și este recrutat la autofa- gosome în timpul autofagiei, în timp ce LC3-II este generat ulterior prin proteoliză și lipidare [43]. Urmărirea conversiei LC3-I la LC3-II prin imunoblot oferă a măsurarea activității autofagice [5]. Rezultatele noastre au arătat că raportul LC3-II la LC3-I a crescut în toate cele trei ROI din grupul vehicul și Albastru de metilen comparativ cu grupul simulator. Cu toate acestea, numai țesutul cu risc a prezentat un raport LC3-II la LC3-1 crescut cu Albastru de metilen comparativ cu vehiculul grup. Studiile anterioare au demonstrat că clorochina (cunoscută că blochează autofagia) inhibă neuroprotecția mediată de Albastru de metilen [44]. Pe scurt, am ajuns la concluzia că neuroprotectorul efectul Albastru de metilen este mediat de autofagia de reglare în sus numai în regiunea penumbrei, dar nu și în miezul ischemiei. Reglarea autofagiei este strâns legată de căile de semnalizare care promovează celulele proliferarea și semnalizarea nutrienților (adică mTOR, p53/AMPK și PI3-K). Datele noastre acceptă ipoteza că Albastru de metilen activează autofagia prin calea de semnalizare p53-AMPK-mTOR. The AMPKα (la situl Thr172) și AMPKβ1 (la situl Ser108) s-au dovedit a fi hiperfosforilat, în concordanță cu un studiu anterior care a demonstrat că activarea AMPK indusă de Albastru de metilen a fost însoțită afectat de promovarea acetil-CoA carboxilază, care este o proteină în aval de AMPK (Xie et al., 2013). Mai mult, am descoperit că mTOR (la locul Ser2448) a fost hipofosforilat în țesuturile nepotrivite ale grupului Albastru de metilen. Această constatare este în concordanță cu un studiu anterior care a raportat că Albastru de metilen induce autofagie prin inhibarea activării mTOR în neurodegenerative linii celulare transgenice [45]. Există mai mulți factori de reglementare care controlează activitatea mTOR care în cele din urmă influențează nivelul de activare al autofagiei. Dacă Albastru de metilen acționează prin căile mTOR rămâne însă controversat [44,45]. Astfel, am testat mecanismele moleculare ale căii AMPK din aval. mod. Calea AMPK joacă un rol cheie în controlul metabolismului celular și al energiei homeostazie [7,21]. AMPK este cunoscut că fosforilează și crește TSC2, care inhibă Calea mTOR, promovând autofagia [7,21]. Am descoperit că TSC2 a fost într-adevăr hiperfosforilat la locul Ser1387 în grupul tratat cu Albastru de metilen, susținând ideea că Albastru de metilen acționează prin calea AMPK și mTOR în reglarea autofagiei. În plus, această fosforilare a fost mai mare în ROI-A decât în ​​ROI-B, ceea ce indică amploarea diferită a autopării în aval inducție hagy între țesutul cu risc salvat față de cel nesalvat. Luați împreună, noi am ajuns la concluzia că autofagia indusă de Albastru de metilen este mediată de inhibarea p53, care ulterior activează AMPK determinând inhibarea mTOR în zona penumbrală. Datele noastre au indicat că Albastru de metilen acționează asupra apoptozei și autofagiei prin modularea activului p53. Se știe că moartea celulelor apoptotice indusă de p53 are loc prin reglarea expresiei genelor și promovarea integrității membranei mitocondriale [46]. În timpul hipoxiei, p53 nuclear se reduce autofagie prin suprimarea expresiei BNIP3 [47]. În schimb, inhibarea citoplasmatică p53 poate declanșa autofagia [48]. Datele noastre au arătat că Albastru de metilen acționează probabil pentru a suprima ambele nucleare și p53 citoplasmatică, inhibând calea apoptotică p53-Bax-Bcl2-caspase3 în timp ce intensifică în calea de semnalizare autofagică p53-AMPK-TSC2-mTOR. La nivel sistemic, s-a demonstrat că Albastru de metilen crește CBF, glucoza din creier și concentrația de oxigen. consumul în condiții normoxice și hipoxice [49], precum și îmbunătățirea răspunsurilor evocate datorită stimulării labei anterioare [50]. Am descoperit că Albastru de metilen a îmbunătățit CBF la țesutul cu risc post- reperfuzie. În plus, am găsit, de asemenea, hiperperfuzie dăunătoare minimizată de Albastru de metilen la 24 de ore după MCAO, despre care s-a demonstrat anterior că se corelează cu un rezultat slab în accidentul vascular cerebral ischemic [51]. S-a demonstrat, de asemenea, că Albastru de metilen scade producția de specii reactive de oxigen în ischemie/reper- leziuni de fuziune [52] și moartea celulelor neuronale induse de stresul oxidativ [53]. Îmbunătățirea producția de energie și reducerea radicalilor liberi de oxigen contribuie probabil la stabilizare a mitocondriilor și neuroprotecția ulterioară în timpul accidentului vascular cerebral ischemic tranzitoriu. MB are un profil de siguranță excelent și este utilizat clinic pentru a trata o serie de indicații, permițând traducerea rapidă în studiile clinice, dacă se dovedește a fi eficace la animalele cu accident vascular cerebral. Îmbunătățirea înțelegerii mecanismelor care stau la baza neuroprotecției Albastru de metilen după accident vascular cerebral in vivo va ajuta la o mai bună proiectare a studiilor clinice Albastru de metilen și a schemelor de tratament cu Albastru de metilen pentru accident vascular cerebral pacientii in viitor. Un avantaj unic al Albastru de metilen este că, în principiu, ar putea fi administrat la fața locului de către personalul care răspunde de urgență, ceea ce ar putea beneficia de un pacient mai mare cu accident vascular cerebral acut in populatie.

Concluzie

Acest studiu a demonstrat că neuroprotecția indusă de Albastru de metilen în accidentul vascular cerebral ischemic este mediată de intensificarea autofagiei și suprimarea apoptozei. RMN-ul multimodal a permis extragerea diferite tipuri de țesut pentru analiza Western blot, iar aceste tipuri de țesut au inclus perfuzia nepotrivire de difuzie (țesut la risc) salvat prin reperfuzie, nepotrivirea perfuzie-difuzie nesalvat prin reperfuzie, iar miezul ischemic. Datele noastre au arătat că Albastru de metilen a modulat p53 expresie, care, la rândul său, a modulat atât calea de semnalizare autofagică AMPK-TSC2-mTOR- calea și calea de semnalizare apoptotică Bax-Bcl2-caspase3. Gradul de autofagie și apoptoza diferă între diferitele țesuturi ischemice definite de RMN și între vehicul și grupuri Albastru de metilen. Acest studiu zdrobește mecanismele moleculare care stau la baza neuroprotectiei in AVC ischemic.

Contribuții ale autorului

Citeste articolul pe https://consultatiiladomiciliu.ro/mecanismele-neurologice-de-actiune-si-beneficiile-albastrului-de-metilen-chase-hughes/

Mecanismele neurologice de acțiune și beneficiile albastrului de metilen - Chase Hughes

Chase Hughes Cercetare aplicată asupra comportamentului, Frontier 11 mai 2023

Abstract

Albastrul de metilen (Metilene Blue), un colorant sintetic de bază, este utilizat pe scară largă ca colorant și indicator în biologie și chimie. Pe lângă aplicațiile sale tradiționale, Albastru de metilen a câștigat recunoașterea pentru utilizările sale medicale, servind drept antidot pentru otrăvire și ființă explorat ca un tratament potențial pentru afecțiuni precum malarie, boala Alzheimer, si cancer. De interes deosebit este aplicarea sa în neurologie, în special în managementul bolilor neurodegenerative și leziunilor cerebrale traumatice (TBI). Acest lucrarea oferă o trecere în revistă concisă a beneficiilor neurologice ale Albastru de metilen, subliniind mecanismele sale de acțiune. Examinând cercetările pertinente, evidențiază potențialul Albastru de metilen ca agent terapeutic în neurologie, cu implicații pentru Dezvoltarea de noi strategii de tratament pentru tulburări neurologice și leziuni.

Introducere

Albastrul de metilen (MB) este un colorant sintetic de bază care aparține clasa de coloranți tiazinice. Are o culoare albastru intens și este folosit în mod obișnuit ca a colorant biologic și indicator chimic în diverse aplicații. În biologie, albastrul de metilen este folosit pentru a colora celulele și țesuturile pentru microscopie observare. Poate fi folosit pentru a identifica anumite structuri din interiorul celulelor și pentru a distinge între diferitele tipuri de celule. Albastru de metilen este folosit și în microbiologie diferențierea diferitelor tipuri de bacterii în funcție de colorarea lor proprietăţi.proprietăţi. În chimie, albastrul de metilen este folosit ca indicator în redox titrarilor. Isi schimba culoarea de la albastru la incolor atunci cand este redusa, facand este util pentru determinarea punctului final al unei reacții biologice. Albastru de metilen la fel o serie de utilizări medicale. Poate fi folosit ca antidot pentru anumite tipuri de intoxicații, inclusiv cianuri și methemoglobinemie. În plus, Albastru de metilen are a fost studiat ca un tratament potențial pentru diferite afecțiuni medicale, inclusiv malaria, boala Alzheimer și cancerul. Albastru de metilen a fost primul sintetizată în 1876 de Heinric Caro, un chimist german (Lee & Han, 2021). În acest timp, Albastru de metilen a fost folosit ca colorant de anilină pentru textile. A fost, totuși, a descoperit în acea perioadă că Albastru de metilen ar putea fi utilizat în colorarea celulelor prin legare structura lor. Descoperirea a servit drept teren de pregătire pentru Aplicarea Albastru de metilen în studii biologice și medicale. Albastru de metilen a fost, de asemenea Aplicat pe scară largă în neurologie în mai multe moduri, inclusiv în tratamentul leziuni cerebrale traumatice (TBI). Scopul acestei lucrări este de a discuta despre beneficiile Albastru de metilen cu accent cheie pe beneficiile neurologice și mecanisme de acţiune din perspectivă neurologică.

Albastru de metilen ca agent neuroprotector

MB a arătat potențiale efecte neuroprotectoare în mai multe boli legate de citotoxicitate, inclusiv accident vascular cerebral, boala Parkinson și boala Alzheimer. Mecanismul său de acțiune implică multiple efecte benefice asupra proceselor celulare din creier. Una dintre proprietățile cheie ale Albastru de metilen este capacitatea sa de a acționa ca purtător de electroni (Rojas et al., 2012). Această caracteristică îi permite să funcționeze împotriva unor afecțiuni precum malaria și methemoglobinemie. În situațiile citotoxice din creier, Albastru de metilen promovează consumul de oxigen celular și reduce glicoliza anaerobă. Făcând deci, poate ajuta la menținerea unei producții adecvate de energie în neuroni și poate proteja ei de la daune. De asemenea, studiile au arătat că Albastru de metilen poate scădea producția de specii reactive de oxigen (ROS) (Aldas, 2019). ROS sunt foarte mari molecule reactive care pot provoca leziuni celulare și pot contribui la boli neurodegenerative. Prin reducerea nivelurilor de ROS, Albastru de metilen ajută la protejare celule de la stresul oxidativ și toxicitatea glutamatului, care este implicată în afecțiuni precum boala Alzheimer.

Mai mult, s-a demonstrat că Albastru de metilen poate atenua scăderea în potențialul membranei mitocondriale, care este crucial pentru menținerea funcția mitocondrială. De asemenea, poate proteja împotriva anumitor neurotoxicități, cum ar fi ca cel indus de IAA (acid indol 3-acetic). În comparație cu antipsihotice Medicamente precum fenotiazina, Albastru de metilen prezintă efecte neuroprotectoare similare, dar operează printr-un mecanism diferit (Aldas, 2019). în timp ce fenotiazina și câteva medicamente similare acționează ca un captator de radicali liberi independent de mitocondrii, albastrul de metilen funcționează ca a antioxidant specific mitocondriilor. Acțiunea sa vizată asupra mitocondriilor poate contribuie la eficacitatea sa în menținerea funcției celulare și atenuare afectarea bolilor neurodegenerative. În plus, Albastru de metilen a arătat promit în prevenirea și gestionarea leziunilor cerebrale asociate cu tumorile. Anumiți agenți de alchilare utilizați în tratamentul tumorii, cum ar fi ifosfamida, pot provoca leziuni semnificative ale creierului. Albastru de metilen pare să joace un rol în oxidare a NADH și refacerea enzimelor mitocondriale, care pot  contribuie la capacitatea sa de a atenua leziunile cerebrale în aceste cazuri. Cu toate acestea, mecanismele precise care stau la baza acestui efect protector nu sunt încă pe deplin înțelese.

Aplicații Albastru de metilen în reducerea durerii

Albastrul de metilen a fost studiat pentru potențialul său antiinflamator și proprietăți analgezice. Un studiu realizat de Zhang și colab. (2016) arată că inflamația este strâns asociată cu durerea și poate contribui la dezvoltarea și progresia stărilor legate de durere. În plus, studii precum Harth și Nielson, 2019 și Matsuda și colab., 2019 au explorat relația dintre inflamație și răspunsurile nociceptive (durere). Concluziile acestor studii au arătat că Albastru de metilen ajută la reducerea formarea oxidului nitric (NO) prin suprimarea directă a expresiei a oxid nitric sintază endotelial (eNOS). NO este o moleculă de semnalizare implicate în diferite procese fiziologice, inclusiv vasodilataţie şi inflamaţie. Matsuda și colab. (2019) a oferit că Albastru de metilen inhibă și conversia de guanozin trifosfat (GTP) la guanozin monofosfat ciclic (cGMP). Această inhibare are loc prin suprimarea expresiei solubil guanilatului ciclază (sGC), o enzimă responsabilă pentru producerea de cGMP. cGMP este implicat în numeroase căi de semnalizare celulară, inclusiv cele legate de vasodilataţie. În plus, efectele combinate ale Albastru de metilen asupra expresia eNOS și sGC au ca rezultat vasoconstricție, ceea ce înseamnă îngustarea vaselor de sânge. Vasoconstricția poate afecta fluxul sanguin și poate avea implicații pentru diferite procese fiziologice, inclusiv inflamație și durere (Pan și colab., 2019). În contextul leziunilor tisulare, studiile au descoperit că iNOS (sintaza de oxid nitric inductibil) funcționează ca un puternic inflamator mediator în diferite tipuri de celule (Pan et al., 2019). Inhibă Sirt1 activare prin S-nitrozilare mediată de NO. Această inhibiție, la rândul său, activează NF-kB și p53, facilitând expresia citokinelor inflamatorii și, respectiv, apoptoza (Zhang et al., 2016). Activarea NF-kB  ntensifică aceste evenimente prin activarea căii iNOS/NO-NF-kB. MB reduce direct expresia iNOS și interferează cu legarea NF-kB la promotorul iNOS, întrerupând astfel această semnalizare inflamatorie. În timpul leziuni nervoase, receptorii NMDA sunt activați, ceea ce duce la afluxul de calciu. Acest influxul excesiv de calciu are ca rezultat o expresie crescută a nNOS (sintaza oxidului nitric neuronal) și activarea semnalizării nNOS/NO cale (Pan și colab., 2019). Producția crescută de NO stimulează Receptorii NMDA, declanșând cascada NO/cGMP/PKG. Această cascadă promovează reglarea în sus a BDNF (factor neurotrofic derivat din creier) și eliberarea neurotransmițătorilor, inducând în cele din urmă hiperexcitabilitatea pe termen lung și sensibilizare centrală. BDNF și peroxinitritul potențează și mai mult NMDA receptori, care stimulează din nou expresia nNOS. Cu toate acestea, punctele slabe ale MB aceste răspunsuri prin inhibarea activării nNOS și sGC, potențial prevenirea dezvoltării durerii persistente. În studiul său, Nakazawa și colab. (2017) au evaluat efectele Albastru de metilen asupra iNOS/NO -NF-kB și a constatat că Albastru de metilen (albastru de metilen) slăbește inflamație prin inhibarea căii iNOS/NO, care este implicată în patogeneza inflamației ca mediator proinflamator. The Calea iNOS/NO activează factorul nuclear kappa-amplificator de lanț ușor al celulele B activate (NF-kB) și proteina tumorală p53 (p53), două transcripții factori care joacă un rol important în inflamație și, respectiv, moartea celulelor (Nakazawa și colab., 2017). Regulator de informații silențios 1 (Sirt1), a deacetilaza, are rol protector in conditii de stres si inactiveaza NF-kB și p53 prin deacetilarea lor. Cu toate acestea, calea iNOS/NO poate inactivează Sirt1 prin S-nitrozilare, activând astfel NF-kB și p53 (Zhang și colab., 2016).

Activarea NF-kB promovează exprimarea citokinele inflamatorii și reglează iNOS, îmbunătățind în continuare semnalizare inflamatorie. Pe de altă parte, activarea p53 induce moartea celulelor. Prin urmare, Albastru de metilen inhibă direct expresia iNOS și, de asemenea, prin atenuarea legării NF-kB la promotorul iNOS. Drept urmare, Calea de semnalizare iNOS/NO-NF-kB este blocată, prevenind activarea NF-kB, expresia citokinelor inflamatorii și ulterioare efectele dăunătoare ale inflamației (Nakazawa și colab., 2016). Într-un studiu realizat de Cohen și colab. (2000), „Acumularea redusă de NO în Cartilajul artrotic prin expunerea la albastru de metilen” s-a constatat că în explante de cartilaj uman, Albastru de metilen a demonstrat o scădere dependentă de doză a acumularea de oxid nitric (NO) și sintaza de oxid nitric inductibil (iNOS) expresie. Aceste constatări sugerează că Albastru de metilen poate inhiba eficient Calea iNOS/NO, care este implicată în degradarea cartilajului. În plus, studiul a arătat că Albastru de metilen a suprareglat factorul de creștere transformator beta receptori (TGF-β), care sunt cruciali pentru sinteza matricei cartilajului. De promovând expresia receptorului TGF-β, Albastru de metilen poate contribui la conservarea matricei cartilajului și a proteoglicanului, prevenind în cele din urmă degradarea cartilajului (Cohen et al., 2000). Un alt studiu care încearcă să demonstrează efectul Albastru de metilen asupra inhibării procesului inflamator al colita indusă de acid acetic în mucoasa colonului de șobolan, au indicat constatările că Albastru de metilen a redus semnificativ producția de NO și nivelurile de inflamație citokine cum ar fi IL-1β, IL-6 și TNF-α (Dinc și colab., 2015). Această constatare este un indiciu că Albastru de metilen are proprietăți antiinflamatorii în contextul colita ulcerativa. Mai mult, aplicarea Albastru de metilen a dus la leziuni tisulare și reducerea edemului la nivelul submucoasa, ducând la o îmbunătățire notabilă în permeabilitatea intestinală. Aceste constatări sugerează că Albastru de metilen poate atenua deteriorarea țesuturilor și inflamația, îmbunătățind astfel starea funcțională a țesuturile intestinale inflamate (Dinc și colab., 2015).

Yadav și Surolia (2019) propun că în timpul leziunilor nervoase, Toll-like receptorul 4 (TLR4) joacă un rol crucial în inițierea activării neuroimune în sistemul nervos activarea TLR4 duce la activarea nucleară factor kappa-amplificator al lanțului ușor al celulelor B activate (NF-κB), care promovează exprimarea citokinelor proinflamatorii și contribuie la dezvoltarea hiperalgeziei inflamatorii, o afecțiune caracterizată prin sensibilitate crescută la durere (Yadav și Surolia, 2019). Studiile au arătat că activarea TLR4 prin calea TLR4/NF-κB este un factor critic în patogeneza durerii neuropatice și cronice. Prin urmare, vizând Calea TLR4/NF-kB a fost propusă ca potențial terapeutic strategie pentru ameliorarea neuroinflamației și durerii induse de leziuni nervoase. De inhibă activarea TLR4 și activarea ulterioară a NF-kB, poate fi posibilă atenuarea răspunsului inflamator și atenuarea durerii asociate cu leziuni nervoase. Deng şi colab. (2015) au constatat că TLR4 a fost s-a dovedit a fi implicat în activarea sintetazei de oxid nitric inductibil (iNOS), care joacă un rol în producerea de oxid nitric (NO). Dat fiind S-a demonstrat că Albastru de metilen reglează în jos expresia iNOS și inhibă NF-kB activare, este posibil ca Albastru de metilen să fie implicat în suprimarea dezvoltarea și menținerea durerii neuropatice. Prin blocarea Calea iNOS/NO și atenuarea activării NF-kB, Albastru de metilen ar putea potențial atenuează neuroinflamația și durerea asociate cu leziuni nervoase (Deng et al., 2015). Un studiu clinic a demonstrat că administrarea sistemică de MB a îmbunătățit durerea neuropatică cronică refractară la 10 pacienți. Este a emis ipoteza că această îmbunătățire poate fi atribuită blocării Calea iNOS/NO mediată de Albastru de metilen (Miclescu et al., 2015).

  Administrarea Albastru de metilen în timpul leziunilor cerebrale traumatice

S-a demonstrat că Albastru de metilen îmbunătățește funcția mitocondrială acționând ca la purtători de electroni alternativi. Ocolește blocajele din complexul I/III al lanțul de transport de electroni și transferă eficient electronii de la NADH la citocromul c (cit c). Acest proces ajută la reducerea scurgerilor de electroni, îmbunătățirea Producția de ATP și reducerea supraproducției de oxigen reactiv specii (ROS). În modelele animale de AD, PD, accident vascular cerebral ischemic și Traumatism cerebral, Albastru de metilen s-a constatat că atenuează tulburările patologice și neurocomportamentale (Zhu și colab., 2018). După Traumatism cerebral, tratamentul cu Albastru de metilen a arătat efecte promițătoare în reducerea neuroinflamației, a volumului leziunii și a leziunilor neurologice.

Conform lui Zhu et al. (2018) disfuncția mitocondrială joacă un rol crucial în medierea diferitelor cascade care duc la afectarea secundară a creierului. Disfuncția mitocondriilor în Traumatism cerebral este asociată cu mai multe dăunătoare procese, inclusiv supraîncărcare cu calciu, excitotoxicitate celulară, eliberarea de specii reactive de oxigen (ROS) și apoptoza celulară (celulă programată moarte). Mitocondriile sunt responsabile pentru fosforilarea oxidativă și ATP generare, care sunt vitale pentru furnizarea de energie pentru repararea celulelor deteriorate (Zhu et al., 2018). Când mitocondriile devin disfuncționale, producerea de ATP este redus, ceea ce poate agrava și mai mult deteriorarea celulelor. Având în vedere semnificația rolul disfuncției mitocondriale în procesele patologice de secundar leziuni ale creierului după Traumatism cerebral, țintirea mitocondriilor pentru tratament poate dura potențialul de a îmbunătăți prognosticul Traumatism cerebral. Într-un studiu realizat de Shen și colab. (2019), au condus cercetătorii experimente pentru a investiga efectul albastrului de metilen (MB) asupra funcția mitocondrială folosind un model in vitro de privare de oxigen-glucoză (OGD) în celulele PC-12. Scopul a fost de a examina dacă tratamentul cu Albastru de metilen ar putea atenua disfuncția mitocondrială cauzată de leziuni OGD. Rezultatele a studiului a arătat că tratamentul cu Albastru de metilen a avut efecte pozitive asupra mitocondriale functioneaza in vitro. A redus producția de specii reactive de oxigen (ROS) în neuroni, a stabilizat potențialul membranei mitocondriale neuronale (MMP) și a crescut producția de adenozin trifosfat (ATP) (Shen et al., 2019). Aceste constatări sugerează că tratamentul cu Albastru de metilen are potențialul de a inversează disfuncția mitocondrială indusă de leziunea OGD. Cu toate acestea, cel Studiul nu a evaluat funcția mitocondrială direct în neuronii prezenți în probe de țesut din grupul Traumatism cerebral + ser fiziologic și grupul Traumatism cerebral + Albastru de metilen. Dificultatea constă în a distinge mitocondriile în mod specific din neuroni de alte tipuri de celule din țesutul cerebral lezat. Drept urmare, cercetătorii au fost incapabil să determine direct efectul tratamentului cu Albastru de metilen asupra mitocondriale funcția în neuroni în contextul leziunilor cerebrale traumatice (TBI). Shen şi colab. (2019) a constatat, de asemenea, că administrarea de albastru de metilen (MB) la șoareci cu leziuni cerebrale traumatice (TBI) au avut efecte de atenuare asupra neuronilor apoptoza (moartea celulară programată) și bariera hemato-encefalică (BBB) permeabilitate. Mitocondriile joacă un rol crucial în procesul neuronal apoptoză după Traumatism cerebral. În cazurile de ischemie și leziuni de hipoxie, citocromul c este eliberat din membrana mitocondrială. Se leagă cu ATP și factorii de activare a proteazei apoptotice (Apaf-1) pentru a forma apoptozom complexe. Aceste complexe scindează procaspazele, ducând la activare a caspazei 3, care declanșează apoptoza neuronală (Ola și colab., 2011). Arimoto Matsuzaki şi colab. (2016) prevede că eliberarea speciilor reactive de oxigen (ROS) și scăderea producției de ATP contribuie, de asemenea, la neuronale apoptoza în contextul Traumatism cerebral. Albastru de metilen, acționând ca un electron alternativ purtător, poate transfera electroni de la NADH la citocromul c, prin urmare creșterea stabilității citocromului c. Acest proces îmbunătățește ATP generarea și reduce eliberarea citocromului c și producerea de ROS (Wen și colab., 2011). În consecință, tratamentul cu Albastru de metilen are potențialul de a reduce apoptoza neuronală după Traumatism cerebral.Bariera hemato-encefalică (BBB) ​​este alcătuită din diferite componente ca pericitele, astrocitele, celulele endoteliale și proteinele de joncțiune strânsă. În urma leziunii cerebrale traumatice (TBI), eliberarea de oxigen reactiv speciile (ROS) pot regla direct în jos expresia joncțiunii strânse proteine ​​precum ZO-1, contribuind la creșterea permeabilității BBB. În plus, astrocitele au capacitatea de a-și transfera mitocondriile la deteriorate neuronii ca mecanism de salvare (Tally Watts et al., 2014). teza procesele, împreună cu apoptoza neuronală, pot duce la deteriorarea BBB și permeabilitate crescută. S-a demonstrat că tratamentul cu Albastru de metilen le inversează procese și ajută la menținerea integrității BBB. S-a demonstrat că Tratamentul cu Albastru de metilen poate atenua inflamația în Traumatism cerebral prin creșterea expresia citokinei antiinflamatorii IL-10 și reducerea expresiei a citokinei proinflamatorii IL-1β în microglia, reducând astfel afectarea BBB mediată de inflamație (Zhao și colab., 2016). La modelele animale de Traumatism cerebral, tratamentul cu Albastru de metilen a demonstrat efecte pozitive nu numai asupra cognitive și funcția motrică dar și asupra funcției neurologice generale.

Studii anterioare au arătat că Albastru de metilen poate minimiza degenerarea neuronală, comportamentală deficite și volumul leziunii la animalele Traumatism cerebral. Alte cercetări au indicat că Albastru de metilen exercită un efect neuroprotector în Traumatism cerebral prin inhibarea activării microgliale, reducerea edemului cerebral și promovarea autofagiei. În timp ce studiile anterioare s-au concentrat pe efectele antiinflamatorii ale Albastru de metilen în Traumatism cerebral, Shen și colab. (2019) investighează în mod specific impactul Albastru de metilen asupra Integritatea BBB și apoptoza neuronală, făcându-l distinct. Având în vedere dovezi cumulate, Albastru de metilen prezintă trei funcții principale în TBI: anti- efecte inflamatorii, îmbunătățirea integrității BBB și reducerea apoptoza neuronală. Acest lucru evidențiază potențialul Albastru de metilen ca medicament pentru îmbunătățirea prognosticului TCE. În afară de efectele sale asupra integrității BBB și apoptoza neuronală, disfuncția mitocondrială în urma Traumatism cerebral este de asemenea implicate în alte daune secundare. Mitocondriile sinaptice sunt cruciale pentru menținerea plasticității sinaptice și a neurotransmisiei normale.

Disfuncția mitocondriilor sinaptice poate contribui la neurodegenerare. În plus, studiile au arătat că mitocondriile sinaptice sunt mai multe susceptibil la leziuni în Traumatism cerebral în comparație cu mitocondriile non-sinaptice, sugerând că Albastru de metilen poate îmbunătăți memoria spațială la șoarecii Traumatism cerebral parțial prin îmbunătățirea funcției mitocondriale sinaptice. În plus, mitocondriile pot interacționează cu microARN (miARN) implicați în răspunsurile celulare la Traumatism cerebral, indicând faptul că Albastru de metilen ar putea reglementa și miRNA-urile în contextul Traumatism cerebral. Kulber și colab. (2016) prevede că urmează disfuncția mitocondrială leziunea cerebrală traumatică (TBI) contribuie la diferite leziuni secundare, inclusiv disfuncția sinaptică, neurodegenerarea și afectarea neurotransmisie. Mitocondriile sinaptice, care sunt cruciale pentru menținere plasticitatea sinaptică și neurotransmisia normală, s-au dovedit a fi mai susceptibile la leziuni în comparație cu mitocondriile non-sinaptice în Traumatism cerebral modele. Acest lucru evidențiază importanța funcției mitocondriale sinaptice în Deficiențe cognitive legate de Traumatism cerebral. S-a demonstrat că tratamentul cu MB îmbunătățirea memoriei spațiale la șoarecii cu Traumatism cerebral, potențial prin îmbunătățirea sinaptică funcția mitocondrială. În plus, mitocondriile pot interacționa cu microARN (miARN) care joacă un rol în răspunsurile în cascadă celulară la Traumatism cerebral. Acest lucru sugerează că Albastru de metilen poate avea capacitatea de a regla miARN-urile implicate Fiziopatologia Traumatism cerebral. Reutilizarea medicamentelor existente, cum ar fi Albastru de metilen, este a abordare recomandată în farmacologia modernă (Wang et al., 2017). Albastru de metilen are o istorie lungă de utilizare clinică de aproape 130 de ani și siguranța sa profilul și efectele secundare sunt bine stabilite. În comparație cu dezvoltarea de noi Medicamente special pentru terapia Traumatism cerebral, reutilizarea Albastru de metilen oferă avantajele economii de costuri și timp, precum și potențialul de aplicare clinică rapidă. Cu toate acestea, în timp ce Albastru de metilen a demonstrat efecte pozitive asupra prognosticului TBI în modelele animale, rezultatele cercetării existente nu sunt suficiente pentru a sprijini utilizarea clinică imediată a Albastru de metilen la pacienții cu Traumatism cerebral (Tucker și colab., 2018).

Sunt necesare investigații suplimentare pentru a explora întreaga gamă de medicamente Efectele Albastru de metilen în leziuni cerebrale secundare. Acest lucru ar ajuta la stabilirea unei mai puternice baza științifică pentru potențiala sa aplicație clinică în tratamentul TCE.

Concluzie

Albastrul de metilen are potențialul ca agent neuroprotector în diverse boli legate de citotoxicitate, inclusiv tulburări neurodegenerative și afecțiuni care implică leziuni cerebrale. Cercetările în curs urmăresc să continue elucidarea mecanismelor sale de acțiune și explorarea aplicațiilor sale terapeutice. Albastru de metilen prezintă, de asemenea, potențial ca agent terapeutic pentru neurodegenerative boli, inclusiv Traumatism cerebral. În timp ce mecanismele sale exacte de acțiune nu sunt complete înțeles, capacitatea lui Albastru de metilen de a modula diferite procese patologice și a acesteia efectele neuroprotectoare îl fac obiectul cercetărilor în curs și a candidat promițător pentru investigații suplimentare și potențial aplicatii clinice.

Citeste articolul pe https://consultatiiladomiciliu.ro/cine-spune-ca-albastrul-de-metilen-face-minuni-in-leziunile-cerebrale-studii/

Cine spune ca albastrul de metilen face minuni in leziunile cerebrale - STUDII

Albastrul de metilen utilizat in mod curent ca antiseptic urinar (face urina verde sau albastra), are un rol salvator pentru creier. Citeste mai mult despre mecanismele prin care salveaza neuronii.

Neurological Mechanisms of Action and Benefits of Methylene Blue © Chase Hughes, Applied Behavior Research 2023 16

mitochondria after traumatic brain injury and are protected by cyclosporine A. Journal of neurotrauma, 34(7), 1291-1301. Lee, S. W., & Han, H. C. (2021).

Methylene blue application to lessen pain: its analgesic effect and mechanism. Frontiers in Neuroscience, 15, 663650. Liu, Y., Jin, W., Zhao, Y., Zhang, G., & Zhang, W. (2017).

Enhanced catalytic degradation of methylene blue by α-Fe2O3/graphene oxide via heterogeneous photo-Fenton reactions. Applied Catalysis B: Environmental, 206, 642-652. Matsuda, M., Huh, Y., & Ji, R. R. (2019).

Roles of inflammation, neurogenic inflammation, and neuroinflammation in pain. Journal of anesthesia, 33, 131-139. Miclescu, A. A., Svahn, M., & Gordh, T. E. (2015).

Evaluation of the protein biomarkers and the analgesic response to systemic methylene blue in patients with refractory neuropathic pain: a double-blind, controlled study. Journal of pain research, 387-397. Nakazawa, H., Chang, K., Shinozaki, S., Yasukawa, T., Ishimaru, K., Yasuhara, S., … & Kaneki, M. (2017).

iNOS as a driver of inflammation and apoptosis in mouse skeletal muscle after burn injury: possible involvement of Sirt1 S-nitrosylation-mediated acetylation of p65 NF-κB and p53. PloS one, 12(1), e0170391. Ola, M. S., Nawaz, M., & Ahsan, H. (2011).

Role of Bcl-2 family proteins and caspases in the regulation of apoptosis. Molecular and cellular biochemistry, 351, 41-58. Pan, H., Zhao, X., Lei, S., Cai, C., Xie, Y. Z., & Yang, X. (2019).

The immunomodulatory activity of polysaccharides from the medicinal mushroom Amauroderma rude (Agaricomycetes) is mediated via the iNOS and PLA2-AA pathways. International Journal of Medicinal Mushrooms, 21(8).

Neurological Mechanisms of Action and Benefits of Methylene Blue © Chase Hughes, Applied Behavior Research 2023 17 Rojas, J. C., Bruchey, A. K., & Gonzalez-Lima, F. (2012).

Neurometabolic mechanisms for memory enhancement and neuroprotection of methylene blue. Progress in neurobiology, 96(1), 32-45. Shen, J., Xin, W., Li, Q., Gao, Y., Yuan, L., & Zhang, J. (2019). Methylene blue reduces neuronal apoptosis and improves blood-brain barrier integrity after traumatic brain injury. Frontiers in Neurology, 10, 1133. Talley Watts, L., Long, J. A., Chemello, J., Van Koughnet, S., Fernandez, A., Huang, S., … & Duong, T. Q. (2014).

Methylene blue is neuroprotective against mild traumatic brain injury. Journal of neurotrauma, 31(11), 1063- 1071. Tucker, D., Lu, Y., & Zhang, Q. (2018).

From mitochondrial function to neuroprotection—an emerging role for methylene blue. Molecular neurobiology, 55, 5137-5153. Wang, W. X., Sullivan, P. G., & Springer, J. E. (2017).

Mitochondria and microRNA crosstalk in traumatic brain injury. Progress in Neuro- Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 73, 104-108. Yadav, S., & Surolia, A. (2019).

Lysozyme elicits pain during nerve injury by neuronal Toll-like receptor 4 activation and has therapeutic potential in neuropathic pain. Science translational medicine, 11(504), eaav4176. Yonutas, H. M., Vekaria, H. J., & Sullivan, P. G. (2016).

Mitochondrial specific therapeutic targets following brain injury. Brain research, 1640, 77- 93. Zhang, D. X., Ma, D. Y., Yao, Z. Q., Fu, C. Y., Shi, Y. X., Wang, Q. L., & Tang, Q. Q. (2016).

ERK1/2/p53 and NF-κB dependent-PUMA activation involves in doxorubicin-induced cardiomyocyte apoptosis. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 20(11), 2435-2442. Zhao, M., Liang, F., Xu, H., Yan, W., & Zhang, J. (2016).

Methylene blue exerts a neuroprotective effect against traumatic brain injury by promoting Neurological Mechanisms of Action and Benefits of Methylene Blue © Chase Hughes, Applied Behavior Research 2023 18 autophagy and inhibiting microglial activation. Molecular medicine reports, 13(1), 13-20. Zhu, Y., Wang, H., Fang, J., Dai, W., Zhou, J., Wang, X., & Zhou, M. (2018). SS-31 provides neuroprotection by reversing mitochondrial dysfunction after traumatic brain injury.