Precondicionamiento de progenitores neurales con un conjugado de poliglutamato del Fasudil para el tratamiento de la lesión medular aguda

Abstract

[ES] La lesión medular (LM) conduce a una serie de eventos patológicos en los cuales los axones se desgarran y degeneran, causando necrosis e inflamación en el sitio de lesión. Además, el tejido colindante sufre una destrucción progresiva que termina con la formación de la cicatriz glial y, por tanto, el fallo en la regeneración axonal. La incapacidad de regeneración del sistema nervioso central responde al cambio en el perfil proteómico de la matriz extracelular en el sitio de lesión. Los astrocitos reactivos, macrófagos y oligodendrocitos presentes en la cicatriz glial son los responsables de la activación de una gran cantidad de cascadas bioquímicas y celulares mediante la liberación de citoquinas, proteínas condroitin sulfato proteoglicano e inhibidores asociados a mielina. La terapia celular basada en el trasplante de células progenitoras neurales es, por un lado, una aproximación prometedora para recuperar la neuroregeneración. Estas células progenitoras proporcionarían una matriz celular permisiva mientras que ofrecerían soporte trófico para la regeneración. Por otro lado, varias dianas moleculares han sido consideradas con el fin de frenar la neurodegeneración en el sitio de lesión y superar la cascada patológica. Los inhibidores asociados a mielina, por ejemplo, son mediados por la ruta de señalización Rho/ROCK, en la cual la activación de las GTPasas de la familia Rho modula la formación de las fibras de actina. Esto resulta en la represión del crecimiento de las neuritas debido a un colapso del cono de crecimiento. El Fasudil es un derivado de la isoquinolina el cual actúa como inhibidor selectivo de ROCK (Rho kinase). Mediante el bloqueo de la ruta Rho/ROCK, el fasudil es capaz de promover la regeneración neuronal, abriendo la posibilidad de tratar la lesión medular con una recuperación funcional exitosa. Más allá de este hecho, hemos implementado la terapia celular a través del uso de un conjugado de poliglutamato (PGA) del Fasudil, el cual presenta una estructura particular que incrementa su estabilidad y permite una liberación sostenida del fármaco tras su internalización. En este proyecto se estudiará el efecto del Fasudil y el PGA Fasudil sobre los progenitores neurales en un modelo in vitro de LM. Después de observar que el conjugado de Fasudil muestra un efecto en el crecimiento de las neuritas y la activación de rutas relacionadas con el crecimiento axonal, hemos estudiado el efecto de una aproximación combinatoria mediante un trasplante in vivo de progenitores neurales que fueron precondicionados con el conjugado.

[EN] Spinal cord injury (SCI) leads to a series of pathological events in which axons shear and degenerate, causing necrosis and inflammation at the injury site. Moreover, the surrounding tissue suffers from a progressive destruction that ends with the formation of the glial scar and thus, the failure of axon regeneration. The inability of regeneration of the central nervous system responds to a change in the proteomic profile of the extracellular matrix at the injury site. Reactive astrocytes, macrophages and oligodendrocytes present at the glial scar are the responsible of the activation of a large amount of biochemical and cellular cascades by the release of cytokines, chondroitin sulfate proteoglycan molecules and myelin associated inhibitors. Cell therapy based on the transplantation of neural progenitor cells is, on one hand, a promising approach to restore neuroregeneration. These stem cells are thought to provide a permissive extracellular matrix while giving tropic support for regeneration. On the other hand, several molecular targets have been considered with the aim of slowing down the neurodegeneration at the lesion site and overcoming the pathological cascade. The myelin associated inhibitors, for instance, are mediated by the Rho/ROCK signalling pathway, where the activation of the GTPases of the Rho family modulates actin fibers formation. This results in the in the repression of neurite sprouting by collapse of the growth cone. Fasudil is an isoquinoline derivative which acts as a selective inhibitor of ROCK (Rho kinase). By blocking the Rho/ROCK pathway, fasudil is able to promote neuronal regeneration, opening the possibility to treat SCI with a successful functional recovery. Furthermore, we have enhanced cell therapy through a Fasudil polyglutamate (PGA) conjugate which presents a particular structure that enhances stability and allows a sustained release of the drug after its internalization. In this project, we studied the effect of Fasudil and PGA Fasudil conjugates on neural progenitors in an in vitro model of SCI. After the observation that the fasudil conjugate shows an effect on neurite growth and the activation of pathways related to axonal growing, we studied the effect of a combinatory approach by means of an in vivo transplant of neural progenitors that were preconditioned with the conjugated.