ALKYL EN EL CEREBRO Abstract. • La barrera sanguínea del cerebro

ALKYL EN EL CEREBRO
Abstract.
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La barrera sanguínea del cerebro (BSC) representa el impedimiento principal a la entrega acertada de
agentes terapéuticos al tejido del sistema nervioso central. Los alkilgliceroles Intracarótidos han
demostrado que pueden aumentar la transferencia del chemotherapeutics a través del BSC.
Investigamos la distribución espacial de la fluorescencia del sodio intracarótido y de la lissaminarhodamina B200 (RB 200) intravenosas -albumina en el cerebro de ratas normales y con glioma
después de la co-administración intracarótida de 1-O-pentylglycerol (200 milímetros). Para aclarar los
mecanismos implicados en la abertura alkilglicerol-mediada de BSC, la acumulación intraluminal del
dextran 40.000 del isotiocianato del fluorescein (FITC) fue estudiada en tubos capilares recientemente
aislados del cerebro de la rata usando microscopia confocal durante la incubación con diversos
alkilgliceroles. Además, el aumento del 1-O-pentilglicerol inducido en la entrega del methotrexate
(MTX) al cerebro fue evaluado en ratones desnudos.
La evaluación microscópica demostró una extravasación marcada de fluorescencia del 1-Opentilglicerol inducido y del RB 200− albúmina en el cerebro normal ipsilateral. En ratas con
glioma, la fluorescencia del tejido fue encontrada en tejido del tumor y en los tumores circundantes del
cerebro. La microscopia confocal reveló una acumulación dependiente del tiempo –y de la
concentración- de FITC− el dextran 40.000 dentro de la lumina de los tubos capilares aislados
del cerebro de la rata durante la incubación con 1-O-pentilglicerol y 2-O-hexildiglicerol, indicando
transferencia paracelular vía ensambladuras apretadas. La co-administración Intracarótida de MTX y de
1-O-pentilglicerol (200 milímetros) en ratones dio lugar a un aumento significativo en concentraciones
de MTX en el cerebro ipsilateral con respecto a controles sin 1-O-pentilglicerol (P<0.005).
En conclusión, 1-O-pentilglicerol aumenta la entrega de pequeño y grandes compuestos al cerebro
normal y a los tumores del cerebro y este efecto es mediado por lo menos en parte por la permeabilidad
de las ensambladuras apretadas.
Así, el propósito de este estudio fue estimar el aumento del 1-0-pentilglicerol-madiado en la penetración de
marcadores fluorescentes pequeños y grandes en el cerebro de ratas normales y portadoras de gliomas e
investigar la distribución espacial de los diferentes marcadores en el cerebro para elucidar los mecanismos de
acción de los alkilgliceroles estudiando la acumulación de isotiocinato fluorescente – dextrona 40.000 en
capilares frescos de cerebro de rata aislados usando microscopía y análisis de imagen cuantitativa durante la
incubación con diferentes alkilgliceroles y demostrar la factibilidad y efectividad de los efectos permeabilizantes
de 1-0-pentilglicerol en ratones desnudos a través de la co-administración intercarótida con metotrexato.
Resultados.
Experimentos in vivo.
Para investigar la distribución espacial de los marcadores fluorescentes pequeños y grandes en ratas sin tumores,
fueron analizadas secciones seriales de cerebro. En la ausencia de 1-0- pentilglicerol, se detectó sodio
fluorescente y RB 200 – albúmina solo en la lúmina de la vasculatura cerebral y no hubo diferencia de intensidad
de fluorescencia entre los hemisferios ipsilateral y contralateral. La inyección intracarótida de 1-0- pentilglicerol
resultó en una marcada transferencia de ambas fluorescencias y RB 200 – albúmina en el tejido ipsilateral a la
inyección. No se encontró casi ninguna extravasación de los tintes fluorescentes en el hemisferio contralateral. El
ratio de la intensidad de la fluorescencia ipsilateral y contralateral en las fue elegido para cuantificar el aumento
inducido de 1-0- pentilglicerol en la permeabilidad de la BSC. El aumento en la intensidad de la fluorescencia
era considerablemente más fuerte que la albúmina RB administrada vía intravenosa. Puesto que las dos pruebas
de fluorescencia no fueron administradas en el mismo sitio y los tiempos de la circulación eran diferentes, las
intensidades de la fluorescencia no podrían ser comparadas. Las diferencias regionales intraindividuales en el
grado de la extravasación ipsilateral del tinte llegaron a ser evidentes analizando secciones seriales del cerebro
entero. La fluorescencia contralateral del tejido fino era baja en todas las áreas del cerebro (cuadro 3). Según lo
visualizado en los cuadros 1 y 2, la extravasación de los marcadores de la fluorescencia era levemente más
prominentes en las regiones corticales. Solamente variaciones interindividuales pequeñas fueron encontradas al
comparar el patrón del aumento inducido de 1-O-pentilglicerol en la intensidad de la fluorescencia de ambos
marcadores fluorescentes
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La distribución espacial de la fluorescencia del tejido de los marcadores pequeños y grandes (fluorescencia del
sodio y albúmina RB 200) en cerebro normal de la rata en ausencia o presencia) de 1-O-pentilglicerol
intracarotida (200 milímetros): secciones coronales. Las secciones coronales seriales de cerebros congelados
fueron obtenidas y observadas por la fluorescencia microscópica (panel izquierdo: FITC; panel derecho:
albúmina RB 200). Fluorescencia restringida terminantemente a la vasculatura del cerebro (a) y al aumento de 1O-pentilglicerol inducido en la fluorescencia del tejido del hemisferio ipsilateral (b). Cajas: Ampliación de la
región respectiva del cerebro. Secciones representativas a partir del uno de siete experimentos.
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La distribución espacial de la fluorescencia del tejido de los marcadores pequeños y grandes a (fluorescencia del
sodio y albúmina RB 200) en el cerebro normal de la rata en presencia de 1-O-pentilglicerol intracarótida (200
milímetros): secciones sagitales. Las secciones sagitales seriales de cerebros congelados fueron obtenidas y
observadas por fluorescencia microscópica (panel izquierdo: FITC; panel derecho: albúmina RB 200). Carencia
de la fluorescencia del tejido fino en el hemisferio contralateral y de la fluorescencia creciente en el hemisferio
ipsilateral después de 1-O-pentylglycerol intracarótida (b). Secciones representativas a partir del uno de siete
experimentos.
La distribución espacial de la fluorescencia del tejido de los marcadores pequeños y grandes (fluorescencia del
sodio y albúmina RB 200) en cerebro normal de la rata en presencia de 1-O-pentilglicerol intracarótida (200
milímetros): secciones sagitales. Las secciones sagitales seriales de cerebros congelados fueron obtenidas y
observadas por fluorescencia microscópica (panel izquierdo: FITC; panel derecho: albúmina RB 200). Carencia
de la fluorescencia del tejido fino en el hemisferio contralateral y de la fluorescencia creciente en el hemisferio
ipsilateral después de 1-O-pentilglicerol intracarótida. Secciones representativas a partir del uno de siete
experimentos.
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La distribución espacial de la fluorescencia del tejido de los marcadores pequeños y grandes fluorescencia del
sodio y albúmina RB 200) en cerebro normal de la rata en presencia de 1-O-pentylglycerol intracarotida (200
milímetros): secciones sagitales. Las secciones sagitales seriales de cerebros congelados fueron obtenidas y
observadas por fluorescencia microscópica (panel izquierdo: FITC; panel derecho: albúmina RB 200). Carencia
de la fluorescencia del tejido fino en el hemisferio contralateral y de la fluorescencia creciente en el hemisferio
ipsilateral después de 1-O-pentilglicerol intracarotida. Secciones representativas a partir del uno de siete
experimentos.
En una serie adicional de experimentos, MTX intracarotida se administró en presencia o ausencia de 200
milímetros 1-O-pentilglicerol en ratones sin tumores. Después de la administración intracarótida de MTX sin
alkilgliceroles, las concentraciones bajas del tejido fueron encontradas en la parenquima del cerebro. La entrega
de MTX al cerebro fue marcadamente aumentada en 1-O-pentilglicerol. El aumento de las concentraciones de
MTX fue encontrada predominante en el hemisferio derecho ipsilateral a la inyección del bolo.
La tranferencia de MTX a diferentes regiones del cerebro de ratones sin tumores luego de la administración
intracarótida de -O-pentilglicerol. MTX (5 mg kg-1) fue administrado a ratones en ausencia o presencia de 1-Opentilglicerol (200 mM). Derecha: hemisferio derecho, izquierda: hemisferio izquierdo, cerebelo: cerebelo y
sistema cerebral.
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La impregnación de FITC−dextran 40.000 a través de las paredes de los tubos capilares recientemente aislados
del cerebro de la rata fue medida usando microscopia confocal de la exploración del laser. El cuadro demuestra
experimentos representativos usando control y capilares expuestos a 1-O-pentilglicerol. En el tubo capilar del
control, se observa un pequeño cambio en la fluorescencia después de 20 Min., en cambio, los tubos capilares
expuestos a 1-O-pentilglicerol demostraron aumentos rápidos en fluorescencia. Utilizamos análisis de imagen
cuantitativo para medir la impregnación del dextran en los lúmenes capilares.
La figura demuestra un pequeño cambio en la fluorescencia del luminal de los tubos capilares del control incluso
después de la incubación de 2 h en FITC−dextran. En cambio, los tubos capilares expuestos a 2 o 10 milímetros
1-O-pentilglicerol demostraron un aumento constante en fluorescencia luminal en 30 Min. La adición de 1-Opentilglicerol a los tubos capilares del control mostró un aumento rápido y sostenido en la fluorescencia luminal.
Los efectos de 1-O-pentilglicerol y de 2-O-hexildiglicerol dependieron de la concentración. Con concentraciones
de hasta sólo 0.2 milímetros aumentaba perceptiblemente fluorescencia luminal después de 20 exposiciones
mínimas. De estos datos, 1-O-pentilglicerol aparecía ser levemente más eficaz. Juntos, los datos indican que los
alkilglicerols causaron un aumento rápido y dependiente de la concentración en la permeabilidad capilar a un
marcador de la impregnación paracelular.
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