La Acetil-L-Carnitina y su Efecto Neurorregenerativo en Lesiones de Nervios Periféricos

• TITULO : La Acetil-L-Carnitina y su Efecto Neurorregenerativo en Lesiones de Nervios Periféricos
• AUTOR : Tomassoni D, Di Cesare Mannelli L, Pacini A y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Treatment with Acetyl-L-Carnitine Exerts a Neuroprotective Effect in the Sciatic Nerve Following Loose Ligation: A Functional and Microanatomical Study
• CITA : Neural Regeneration Research 13(4):692-698, Abr 2018
• MICRO : El presente es un estudio microanatómico y funcional de los efectos de la acetil-L-carnitina en lesiones de nervios periféricos. El estudio realizado en animales muestra los efectos en términos de neurorreparación, disminución del dolor e hiperalgesia.

Introducción

El tratamiento de las neuropatías periféricas es dificultoso y los tratamientos farmacológicos con efectos neuroprotectores o neurorrestauradores fueron escasamente estudiados. Por ello para el estudio de las neuropatías periféricas se utilizan modelos con animales que mimetizan las lesiones y uno de los más usados es la lesión compresiva crónica (LCC) unilateral del nervio ciático. Diversos autores refieren que el uso de acetil-L-carnitina (ALCAR) en ratones con LCC disminuye la sensación de dolor, evita la apoptosis, mejora la velocidad de conducción, reduce la pérdida neuronal sensorial y promueve la regeneración del nervio. Asimismo, algunos estudios informaron disminución del dolor y del efecto hiperalgésico en condiciones agudas y crónicas y en algunas enfermedades como cáncer y diabetes.

En la diabetes estudios clínicos mostraron que ALCAR acelera la velocidad de conducción, mejora la neurorregeneración y reduce el dolor junto con otras propiedades que lo convierten actualmente en una alternativa terapéutica para el tratamiento de la enfermedad del nervio periférico. Por otro lado, ALCAR evita la aparición del factor de crecimiento nervioso (FCN) -factor neurotrófico derivado de líneas de células gliales- y modifica los niveles de Artemin de manera independiente en las neuropatías, lo que lo convierte en un agente que modifica positivamente la sintomatología dolorosa y rescata los nervios dañados que potencialmente interfieren con esta enfermedad multifactorial.

La presente investigación fue diseñada para evaluar si el tratamiento con ALCAR tiene un efecto neuroprotector en modelos de neuropatía periférica inducidas por LCC en el nervio ciático de ratas con gabapentín como droga de referencia.

Material y métodos

Se utilizaron ratas machos Sprague-Dawley siguiendo normas estandarizadas para la manipulación de animales en experimentos. Estas ratas se asignaron en forma aleatoria a tres grupos: ALCAR, gabapentín y grupo control. Para inducir la mononeuropatía se realizó una intervención quirúrgica que ligó el nervio ciático común cerca de su trifurcación y luego de un período de recuperación los animales fueron puestos a cuidados habituales.

Se administró ALCAR en dosis de 100 mg/kg, mientras que el gabapentín se administró en dosis de 70 mg/kg. Ambos compuestos se administraron con soluciones salinas intraperitonealmente dos veces por día durante 14 días desde el día de la intervención quirúrgica.

Para la evaluación del límite nociceptivo se utilizó un analgesiómetro. Con una sonda cónica roma se aplicaron niveles crecientes de presión en la superficie dorsal de la pata hasta que sucedió una vocalización o reflejo doloroso por parte de la rata. Asimismo, se realizó una prueba plantar mediante el método de calor radiante de Hargreaves, que midió la reacción al dolor de la rata a una fuente emisora de calor (hiperalgesia térmica).

Una hora después de la segunda prueba plantar, los animales fueron sacrificados por dislocación cervical y se expuso el nervio ciático derecho; la porción que contenía la ligadura fue extraída y se recolectó aproximadamente 20 g de tejido por animal. Luego el tejido fue fijado in situ en solución neutra al 4% y procesado para tinción con ácido osmio e incrustación en parafina. Posteriormente se realizó un análisis morfométrico que midió las fibras mielinizadas y en campos con alta magnificación se seleccionaron áreas no superpuestas donde se midieron y contaron el número de fibras pequeñas y largas, y se calculó el grosor de la mielina mediante la sustracción de los valores del perímetro del axón de los del perímetro de la fibra nerviosa.

Histoquímica e inmunohistoquímica

Las secciones de parafinas seleccionadas de 10 µ de grosor fueron coloreadas con tinción tricrómica de Masson y con azul rápido de Luxol para evaluar la morfología de los diferentes componentes del nervio, la existencia de edema o inflamación, y la disposición de la mielina. Otras muestras de parafina de tamaño similar fueron procesadas para generar inmunorreactividad con proteínas de neurofilamentos (PNF) de 200 kDa, con el uso de anticuerpos monoclonales contra PNF. De manera similar otras muestras fueron procesadas para análisis inmunohistoquímico de la proteína básica de la mielina (PBM), con la utilización de anticuerpos monoclonales de ratón. Las muestras fueron visualizadas con técnicas microscópicas acordes y la intensidad de la coloración fue evaluada con un microdensitómetro.

Análisis estadístico

La información fue recolectada por investigadores que no conocían el tipo de tratamiento que se les había administrado. Todos los datos fueron expresados en promedios con sus desviaciones estándares calculadas de animales individuales; mientras que los promedios grupales fueron calculados de estos datos. La significancia de las diferencias entre los promedios fue analizada con el análisis de varianza (ANOVA), seguido de la realización de la prueba de Student-Newman-Keuls.

Resultados

Catorce días luego de la cirugía en respuesta a la prueba de presión de la pata, el límite nociceptivo de las ratas que sufrieron la ligadura del nervio ciático derecho fue de 31.5 ± 3.1 g, comparado con la parte contralateral con valores de 58.9 ± 4.5 g (p = 0.006). El tratamiento con ALCAR por 14 días desde el día de la operación aumentó significativamente el límite nociceptivo a la estimulación mecánica. El efecto se observó en la pata izquierda con un efecto analgésico (117.4 ± 5.9 g, p < 0.01 frente al grupo control), y en la pata derecha (55.2 ± 6 g). Por su parte, el gabapentín produjo un incremento del efecto antihiperalgésico en la pata derecha (59.1 ± 3.2 g).

Resultados similares fueron encontrados con la estimulación de la hiperalgesia térmica donde ALCAR aumentó los segundos de tolerancia en la pata ipsilateral en 18.6 ± 1.5 segundos y 27.5 ± 2.1 segundos en la contralateral respectivamente (p < 0.01 frente al grupo control). El gabapentín no modificó la tolerancia en la pata contralateral, pero sí en la ipsilateral (17.6 ± 1.8 segundos, p = 0.007, frente a grupo control).

Las ratas que fueron sometidas a LCC sufrieron una degeneración masiva de los axones mielinizados y no mielinizados de la sección distal a la ligadura. Los axones distales al nervio ligado sufrieron además signos de degeneración walleriana con axones edematizados y menos compactos con acumulación de células inflamatorias. Las capas de mielina periaxonal estuvieron ausentes o dañadas y el límite axón-mielina no fue claramente identificable. Los cambios microanatómicos fueron menos pronunciados en la porción proximal a la ligadura. ALCAR inhibió parcialmente los cambios en el nervio ciático en la zona distal a la ligadura mientras que el tratamiento con gabapentín no modificó la morfología del nervio dañado.

El tratamiento con ALCAR inhibió el cambio numérico de fibras nerviosas (más que gabapentín), la reducción del axón y espesor de la fibra de mielina, todos procesos que se producen en el nervio lesionado (en estos dos últimos el gabapentín no mostró resultados). Asimismo, en el análisis cuantitativo se encontró que ALCAR incrementó significativamente la inmunoreactividad axonal de PNF (p = 0.001, frente al grupo control) y la inmunorreactividad de PBM (p = 0.001, frente al grupo control) en la parte distal del nervio dañado.

Discusión

Los resultados de este estudio muestran cambios microanatómicos luego de la ligadura del nervio ciático que en este modelo comprenden componentes axonales y la capa de mielina con pérdidas de fibras nerviosas mielinizadas y desmielinizadas, lo que concuerda con investigaciones previas.

El ALCAR según el país se expende como una droga registrada o como un nutraceútico y se incluye dentro de los suplementos nutricionales que producen beneficios cognitivos en personas de mediana edad y mayores. Su importancia radica en el aporte al equilibrio energético en el cerebro y sus propiedades de barrido de radicales libres y de influencia en el sistema colinérgico. Asimismo, regula los metabolitos potencialmente tóxicos de la acil-CoA y modula la proporción de acil-CoA/CoA facilitando la recaptación de acetil-CoA en la mitocondria durante la oxidación de ácidos grasos. Por otro lado, participa en la reparación y mantenimiento de neuronas aumentando la actividad del FCN.

En este trabajo se observa un efecto neuroprotector en LCC del ALCAR en modelos con animales produciendo alivio de la sensación dolorosa, con un efecto analgésico y antihiperalgésico. El efecto antihiperalgésico de ALCAR es similar a gabapentín, pero este último no mostró los efectos analgésicos y neuroprotectores que se obtuvieron con ALCAR, los cuales posiblemente se deban a los cambios en la morfología que produce.

Los complejos mecanismos de acción del ALCAR dificultan la posibilidad de plantear hipótesis de mecanismos de acción de cómo logra sus resultados. Algunas de las hipótesis consideradas son su papel en la estimulación del acetil-CoA y síntesis de acetilcolinesterasa que inducen un aumento de factores tróficos y la participación en el metabolismo energético celular que produce un efecto antioxidante. Por otro lado, los factores tróficos están involucrados en la percepción del dolor y neurorrestauración y en estudios similares al presente ALCAR mostró la posibilidad de equilibrar los niveles alterados de factores neurotróficos con un aumento pronunciado de los niveles de Artemin, lo que sugiere que la mejora del nervio dañado puede estar mediada por estos factores neurotróficos.

A modo de conclusión se necesitan más estudios para aclarar los mecanismos de la actividad neuroprotectora de ALCAR en los modelos de neuropatía investigados, así como ensayos clínicos que evalúen su papel en la prevención del daño en nervios periféricos.

Especialidad: Bibliografía - Neurología