Efectos de la bicuculina en cortes de hipocampo de ratas hiperamonémicas: neuromodulación y neuroinflamación

Abstract

[ES] La hiperamonemia y la neuroinflamación son los principales factores responsables de las alteraciones neurológicas en encefalopatía hepática. Este síndrome neuropsiquiátrico implica alteraciones en diferentes áreas del cerebro como en el hipocampo, el cual juega un papel importante en la orientación espacial y la memoria. Uno de los efectos de la hiperamonemia crónica es la variación en los niveles de GABA, los cuales se ven aumentados en ratas hiperamonémicas. Cambios como este se ven reflejados en una alteración de la neurotransmisión y en el desarrollo del daño cognitivo. Uno de los objetivos de este trabajo es evaluar los efectos del bloqueo de los receptores GABAA utilizando bicuculina administrada in vivo por vía intraperitoneal para evaluar la expresión en membrana de subunidades de receptores AMPA y NMDA. Otro objetivo de este trabajo es evaluar los efectos directos del bloqueo del receptor GABAA en rodajas hipocampales de ratas hiperamonémicas. Con este objetivo se pretende estudiar los efectos de la bicuculina sobre la expresión en membrana de diferentes subunidades de receptores glutamatérgicos, NMDA y AMPA y sobre la morfología de células gliales involucradas en los procesos de neuroinflamación característicos de este modelo animal. Para ello, diferentes dosis de bicuculina (1 y 10 µM) se han testado con el fin de observar los efectos a través de la cuantificación de imágenes obtenidas por inmunohistoquímica, así como los resultados del análisis de la expresión de membrana de los receptores por tratamiento con BS3 seguido de Western Blot. Se ha visto que la bicuculina permite la reversión en los niveles en membrana de las subunidades NR2B y GluA2. El tratamiento ex vivo ha permitido discriminar los efectos periféricos de aquellos centrales del tratamiento de bicuculina. Los resultados obtenidos reflejan lo observado in vivo en la expresión en membrana y en la inmunohistoquímica. La bicuculina restaura la morfología de los astrocitos de forma directa, pero no la de la microglía. El bloqueo de los receptores GABAA determina la restauración parcial de la neurotransmisión glutamatérgica y la desactivación astrocítica. Por tanto, el tratamiento ex vivo ha demostrado ser una herramienta eficaz para el estudio de los cambios morfológicos cerebrales.

[EN] Hyperammonemia and neuroinflammation are the main responsible factors for neurological disorders in hepatic encephalopathy. This neuropsychiatric syndrome involves alterations in different areas of the brain such as the hippocampus, which plays an important role in spatial orientation and memory. One of the effects of chronic hyperammonemia is variation in GABA levels, which are increased in hyperammonemic rats. Changes like this are reflected in the alteration of neurotransmission and in the development of cognitive impairment. One of the objectives of this work is to evaluate the effects of GABAA receptor blockage using in vivo intraperitoneal bicuculline to evaluate the membrane expression of AMPA and NMDA receptor subunits. Another objective of this work is to evaluate the direct effects of GABAA receptor blockage in hypocampal slices of hyperammonemic rats. The aim is to study the effects of bicuculline on the membrane expression of different subunits of glutamatergic receptors, NMDA and AMPA and on the morphology of glial cells involved in the neuroinflammatory processes characteristic of this animal model. For this purpose, different doses of bicuculline (1 and 10 µM) have been tested in order to observe the effects through the quantification of images obtained by immunohistochemistry. We also quantified changes in receptor membrane expression, treating slices with BS3 and then analyzing them by Western Blot.

Bicuculline has been shown to allow reversion at the membrane levels of NR2B and GluA2 subunits. Ex vivo treatment has made possible to discriminate the peripheral effects of those central of the treatment of bicuculline. The results obtained reflect what has been observed in vivo with respect to membrane expression and immunohistochemistry. Bicuculline restores the morphology of astrocytes directly, but not that of the microglia. Blockage of GABAA receptors determines partial restoration of glutamatergic neurotransmission and astrocytic deactivation. Therefore, ex vivo treatment has proven to be an effective tool for the study of brain morphological changes.