Estudio del efecto del Infliximab en la neuroinflamación y neurotransmisión en hiperamonemia crónica

Abstract

[ES] La encefalopatía hepática es un síndrome neuropsiquiátrico complejo presente en pacientes con enfermedades hepáticas, principalmente cirrosis. La encefalopatía hepática cubre un amplio rango de alteraciones neuropsiquiátricas como alteración del sueño, deterioro cognitivo y de la función motora, alteración de la personalidad y pérdida de la conciencia, pudiendo llegar al coma y la muerte. La enfermedad se produce, principalmente, por la acumulación de sustancias tóxicas como el amonio, que en condiciones fisiológicas, son eliminadas por el hígado. Este exceso de amonio, causa un estado de hiperamonemia que, junto con la inflamación periférica, actúan sinérgicamente para producir neuroinflamación y consecuentemente una alteración de la neurotransmisión. En cuanto a los objetivos del trabajo, se pretende estudiar el posible efecto que tiene la hiperamonemia sobre la neuroinflamación y la neurotransmisión en un modelo de ratas con hiperamonemia crónica. Finalmente evaluar la contribución de la inflamación periférica sobre estas alteraciones. Para ello se empleará el tratamiento periférico con infliximab, un anticuerpo que neutraliza el TNF¿ y no atraviesa la barrera hematoencefálica. En concreto, el estudio se centra a nivel de cerebelo puesto que es una de las regiones afectadas en la encefalopatía hepática. Para llegar a conseguir dichos objetivos se empleará un modelo de rata con hiperamonemia crónica sin fallo hepático obtenido por suministración diaria de una dieta enriquecida en amonio. La neuroinflamación se analizará por inmunohistoquímica evaluando los niveles de IL-1ß, una citocina pro-inflamatoria y del factor de transcripción NF-kB, implicado en su producción. También se empleará la técnica de hibridación in situ fluorescente (FISH) para analizar el contenido de mRNA del TNF¿. La neurotransmisión se estudiará por Western Blot analizando la expresión en membrana de transportadores de GABA y glutamato y de las subunidades de receptores NMDA y AMPA. Los resultados muestran que la hiperamonemia produce neuroinflamación aumentando el mensajero del TNF¿ en neuronas de Purkinje, granulares y sustancia blanca y la activación del NF-kB en neuronas de Purkinje. La neuroinflamación altera la neurotransmisión modulando la expresión en membrana de transportadores de GABA y glutamato y las subunidades de receptores AMPA y NMDA. El infliximab previene los cambios en la neuroinflamación y neurotransmisión mostrando la principal contribución que tiene la inflamación periférica sobre dichas alteraciones.

[EN] Hepatic encephalopathy is a complex neuropsychiatric syndrome present in patients with liver diseases, mainly cirrhosis. Hepatic encephalopathy covers a wide range of neuropsychiatric disorders such as sleep disturbance, cognitive and motor function impairment, personality alteration and loss of consciousness, leading to coma and death. The disease is produced mainly by the accumulation of toxic substances such as ammonium, which under physiological conditions are eliminated by the liver. This excess of ammonium causes a state of hyperammonemia that, together with peripheral inflammation, acts synergistically to produce neuroinflammation and consequently an alteration of the neurotransmission. The main objective is to study the possible effect of hyperammonemia on neuroinflammation and neurotransmission in a rat model with chronic hyperammonemia. Finally, evaluate the contribution of peripheral inflammation to these alterations. For this purpose, peripheral treatment with infliximab, an antibody that neutralizes TNF¿ and does not cross the blood-brain barrier, will be used. Specifically, the study focuses on the cerebellum level since it is one of the regions affected in hepatic encephalopathy. To achieve these objectives, a rat model with chronic hyperammonemia without liver failure obtained by daily supply of an ammonium-enriched diet will be used. Neuroinflammation will be analyzed by immunohistochemistry evaluating the levels of IL-1ß, a pro-inflammatory cytokine, and the transcription factor NF-kB, involved in its production. The fluorescent in situ hybridization (FISH) technique will also be used to analyze the mRNA content of TNF¿. The neurotransmission will be studied by Western Blot analyzing the membrane expression of GABA and glutamate transporters and the subunits of NMDA and AMPA receptors. The results show that hyperammonemia produces neuroinflammation by increasing the mRNA of TNF¿ in Purkinje neurons, granular and white matter and the activation of NF-kB in Purkinje neurons. Neuroinflammation alters neurotransmission by modulating the membrane expression of GABA and glutamate transporters and the subunits of AMPA and NMDA receptors. Infliximab prevents changes in neuroinflammation and neurotransmission, showing the main contribution of peripheral inflammation to these alterations.