La enfermedad de Parkinson es la segunda enfermedad neurodegenerativa más frecuente. Resulta de una degeneración primaria de las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra. A pesar de los adelantos científicos y tecnológicos,  la terapéutica actual existente para esta enfermedad, es sólo sintomática. Uno de los principales obstáculos en el desarrollo de una terapia neuroprotectora es el conocimiento limitado de los eventos celulares y moleculares que desencadenan dicha patología. La necesidad de contar con un modelo animal fiable y representativo de la enfermedad ha llevado a numerosos grupos de investigación a desarrollar moléculas con comportamiento neurotóxico selectivo, tales como la 6-hidroxidopamina (6-OHDA), 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) y recientemente paraquato y rotenona. En este artículo sólo se hará mención al modelo de neurodegeneración inducido por el neurotóxico 6-OHDA, por ser el más utilizado para el desarrollo de modelos animales de parkinsonismo y hemiparkinsonismo.Fil: Casas, Sebastián Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo; ArgentinaFil: García Menéndez, Sebastián Marcelo Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas; ArgentinaFil: Cabrera Kreiker, Ricardo Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo; ArgentinaFil: Yunes, Roberto Miguel Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas; Argentin

Cabrera Kreiker, Ricardo Jorge

Casas, Sebastián Marcelo

García Menéndez, Sebastián Marcelo Manuel

Yunes, Roberto Miguel Federico

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25          15 min. kinsonismo. progesterona sobre signos premotores en un modelo animal de enfermedad de Parkinson¨ fue galardonado con el primer premio en la Sección de Farmacología.Casas, S (1); Garcia, S (1,2); Cabrera, R (1); La Enfermedad de Parkinson (EP) es Yunes, R (1,2) Resumenla segunda enfermedad neurodegenerativa 1. INBIOMED-IMBECU-CONICET. Facultad m á s  f r e c u e n t e .  R e s u l t a  d e  u n a  de Ciencias de la Salud, Universidad de La enfermedad de Parkinson es la degeneración primaria de las neuronas Mendoza segunda enfermedad neurodegenerativa dopaminérgicas de la sustancia negra. El 2. Área de Farmacología, FCM, Universidad más frecuente. Resulta de una dege-conocimiento parcial de los fenómenos Nacional de Cuyo neración primaria de las neuronas dopa-celulares y moleculares que gatillan la EP, su minérgicas de la sustancia negra. A pesar de diagnóstico tardío y la falta de una los adelantos científicos y tecnológicos, la terapéutica efectiva que detenga o retrase terapéutica actual existente para esta la evolución de la misma, son las principales E-mail: casas_sebastian@hotmail.com enfermedad, es sólo sintomática. Uno de razones que motivaron a numerosos grupos los principales obstáculos en el desarrollo de investigación a desarrollar modelos de una terapia neuroprotectora es el experimentales de EP en animales. Este conocimiento limitado de los eventos artículo hace mención al modelo de El presente artículo resulta de la celulares y moleculares que desencadenan neurodegeneración inducido por el generosa oferta de la revista “Bioanálisis” a dicha patología. La necesidad de contar con neurotóxico 6-OHDA, por ser el más la Sociedad de Biología de Cuyo, en cuya un modelo animal fiable y representativo de utilizado para el desarrollo de modelos reunión anual 2010 la presentación del la enfermedad ha llevado a numerosos animales de parkinsonismo y hemipar- trabajo ¨Efectos neuromodulatorios de grupos de investigación a desarrollar Ventajas de un modelo animal de hemiparkinsonismo para el estudio de nuevas moléculas neuroacivas con potenciales aplicaciones terapéuticasArtículo premiado en las Jornadas de la  Sociedad Bioquímica de Cuyo26m o l é c u l a s  c o n  c o m p o r t a m i e n t o  degeneración primaria de las neuronas de parkinsonismo. Los más recientes son neurotóxico selectivo, tales como la 6- dopaminérgicas de la sustancia negra (SN) modelos animales genéticamente modi-hidroxidopamina (6-OHDA), 1-metil-4-fenil- (Figura 1). La causa de la enfermedad se ficados mediante técnicas de sustracción 1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) y desconoce (8). Sus manifestaciones clínicas génica (knockout), incorporación génica recientemente, paraquato y rotenona. En cardinales, que permiten el diagnóstico (knockin) o reducción en la expresión génica este artículo sólo se hará mención al modelo médico, surgen de manera tardía, cuando la (knockdown) en la secuencia del ADN de neurodegeneración inducido por el muerte neuronal es del 80% (5). Es decir, el nuclear, los cuales han permitido un gran neurotóxico 6-OHDA, por ser el más conocimiento parcial de los fenómenos avance  en  la  comprens ión  de  la  utilizado para el desarrollo de modelos celulares y moleculares que gatillan la EP, su fisiopatología de dicha patología. Los animales de parkinsonismo y hemiparkin- diagnóstico tardío y la falta de una modelos más utilizados se basan en el uso sonismo. terapéutica efectiva que detenga o retrase la de toxinas, las cuales se acumulan evolución de misma, son las principales selectivamente en las neuronas dopami-Introducción razones que motivaron a numerosos grupos nérgicas de la SN, causando disfunción de investigación a desarrollar modelos celular y finalmente la muerte celular. El La enfermedad de Parkinson (EP), experimentales de EP en animales. mayor avance de estos modelos surgió con descrita por James Parkinson en el año la introducción de la neurotoxina 1817, afecta a más del 1% de la población Modelos experimentales catecolaminérgica 6-hidroxidopamina (6-por encima de los 55 años y es ligeramente OHDA). Otras neurotoxinas son la MPTP (1-más frecuente en el varón que en la mujer Las condiciones para un modelo metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina) y (7). Su prevalencia aumenta con la edad, animal ideal de EP deben mimetizar la los insecticidas paraquato y rotenona. En siendo del 3,1% en sujetos entre 75 y 84 pérdida neuronal dopaminérgica y los este artículo sólo se hará mención al modelo años (11). Constituye el trastorno déficit comportamentales (motores y no- de neurodegeneración inducida por el neurodegenerativo más frecuente después motores) asociados a su presentación en neurotóxico 6-OHDA, por ser el más d e  l a  e nfe r m e d a d  d e  A l z h e i m e r.  humanos. Desde el punto de vista ampliamente utilizado en el desarrollo de Fisiopatológicamente, resulta de una experimental, existen numerosos modelos modelos experimentales de parkinsonismo y hemiparkinsonismo en roedores, gatos y artículo, la EP se caracteriza fisiopato- inyección del neurotóxico. Estos son: a) SN; monos (4). lógicamente por una degeneración lenta, b) mesencéfalo o c) CE. Las principales progresiva e irreversible de la vía diferencias en la elección de alguno de estos dopaminérgica nigroestriatal. Ésta, en sitios son: a) complejidad de la cirugía; b) cerebro de rata, tiene su origen en el grupo cantidad de neuronas DA degeneradas y; c) Figura 1: Degeneración de la vía dopami- celular A9, localizado en la SN pars tiempo de evolución de la enfermedad. Tal nérgica nigroestriatal por muerte neuronal compacta (SNpc). Los axones de estas es así, que la inyección de 6-OHDA en SN de la sustancia negra para compacta (SNpc). neuronas corren a lo largo del mesencéfalo y involucra una cirugía compleja e induce una terminan en el cuerpo estriado (CE) dorsal. degeneración estática, rápida y completa de Este núcleo, a su vez, se encuentra las neuronas DA (5), mientras que si se la constituido por el núcleo caudado y administra en mesencéfalo o CE, la putámen. complejidad de la cirugía es menor y produce una neurodegeneración lenta y Ungersted en 1968 describió por progresiva. primera vez que la inyección del neurotóxico 6-OHDA en cerebro de ratas, mediante Se habla de hemiparkinsonismo cirugía estereotáxica, inducía una lesión cuando se lesiona sólo una de las vías selectiva de las neuronas dopaminérgicas dopaminérgicas nigroestriatales, usual-(DA) de SN (Figura 2). Por el contrario, mente la del hemisferio cerebral izquierdo, Neuron, Vol.39, 889-909, September cuando se administraba por vía sistémica dejando la vía nigroestriatal contralateral 11,2003, Parkinson´s Disease: Mechanisms destruía sólo las neuronas adrenérgicas de indemne. Caso contrario, se denomina and Models. los ganglios simpáticos careciendo de acción parkinsonismo, cuando se lesionan ambas tóxica sobre el sistema nervioso central. vías. La mayor cantidad de publiciones Como se mencionó al comienzo del Existen tres sitios anatómicos posibles de científicas, de los últimos años, utilizan el 2728modelo de hemiparkinsonismo, inducido espontánea una conducta rotatoria manera similar hacia ambos lados. por 6-OHDA e inyectado en CE (4g/2l) (1,9). ipsilateral a la lesión que se mantiene Diferente es lo que ocurre en un animal durante las 24 horas siguientes. Este hemiparkinsoniano, por lesión de la vía comportamiento es debido al desequilibrio dopaminérgica nigroestriatal izquierda, que que existe en el contenido de dopamina rota ipsilateralmente (izquierda), a las 2 Figura 2: Diagrama de la vía dopaminérgica e nt re  e l  e st r i a d o  h o m o l ate ra l  y  semanas pos lesión, y contralateralmente (DA) nigroestriatal. Áreas grises en cuerpo contralateral inyectado con el neurotóxico (derecha), a partir de las 4 semanas pos estriado izquierdo indican pérdida de (4). Esta actividad asimétrica, la cual lesión (Figura 5) (9). Esta actividad rotatoria terminales DA por inyección de 6-OHDA representa una de las grandes ventajas del asimétrica es utilizada como parámetro de sobre eferencias nigroestriatales. modelo de hemiparkinsonismo, es evaluación de los potenciales efectos interpretada como un signo motor que neuroprotectores de nuevas moléculas manifiesta la enfermedad. Esto es de gran experimentales.  Es  decir,  muchos relevancia, debido a que sólo el 40% de lo investigadores buscan el retraso de la animales mimetizan la enfermedad (5) aparición de esta contralateralidad tras el mientras que el 60% restante deben ser tratamiento, con estas nuevas drogas, de los descartados. Este comportamiento es eva- animales lesionados. luado a través de una prueba denominada test rotacional inducido farmacoló-gicamente. A partir de las 2 semanas pos inyección del neurotóxico, los animales que Figura 3: Inducción farmacológica del desarrollan degeneración de la vía comportamiente rotatorio ipsilateral y dopaminérgica nigroestriatal presentan contralateral a la vía dopaminérgica una rotación ipsilateral a la lesión cuando se nigroestriatal lesionada.La selectividad y especificidad del les administran sustancias que aumentan la neurotóxico es debida a su alta afinidad por liberación de dopamina, como anfetamina el sistema de transporte de catecolaminas. (9). Mientras que a partir de la 4ª semana Es decir, ésta molécula es transportada pos lesión, estos mismos animales dentro de las terminales presinápticas y muestran una rotación contralateral al lado posteriormente hacia el soma celular de las de la lesión cuando reciben agonistas neuronas dopaminérgicas y noradre- dopaminérgicos como apomorfina (Figura nérgicas. La neurotoxicidad de 6-OHDA está 3) (2,6) Esto es debido al incremento del basada en la formación de especies número de receptores dopaminérgicos que reactivas de oxígenos (SRO) como anión existe en el estriado homolateral a la lesión superóxido (O2.), radical hidroxilo (OH) y como consecuencia de la denervación. Por quinonas producto de su metabolización el contrario, la anfetamina, al incrementar (5). Finalmente comprometen e inhiben los la liberación de dopamina en las terminales complejos I y IV de la cadena respiratoria presinápticas incrementa la concentración Figura 4: Raturn, instrumento para evaluar mitocondrial, ocasionando déficit de ATP y de este neurotransmisor únicamente en el comportamiento rotatorio asimétrico muerte neuronal. Así, sustancias antioxi- estriado contralateral a la lesión, produ- inducido farmacológicamente.dantes como vitamina E o N-acetil-cisteína, ciéndose un desequilibrio funcional a favor inhibidores de la MAO y quelantes de hierro del estriado no lesionado. En la evaluación como desferoxamina ejercen un efecto de este comportamiento rotatorio se utiliza neuroprotector frente a la acción neuro- un aparato denominado ¨raturn¨. El mismo tóxica de la 6-OHDA. consiste en un recipiente plástico, apoyado sobre una base giratoria y conectado a un Para prevenir la recaptación del programa informático específico mediante neurotóxico por las neuronas nora- un brazo mecánico (10). De esta manera, el drenérgicas, los animales son pretratados animal es colocado dentro del bowls con desipramina 25 mg/kg intraperitoneal, plástico, previamente inyectado con la 45 minutos previos a la cirugía. droga correspondiente al tiempo de evolución de su enfermedad (2 semanas, Desde el punto de vista conductual, anfetamina o 4 semanas, apomorfina) y se este modelo, presenta inmediatamente lo evalúa durante 90 minutos (Figura 4). Un después de la cirugía y de forma animal sano (control) tiende a rotar de Figura 5: Prueba totacional inducida 30Bioanálisis I Mar · Abr 11Rotación HOMOLATERALEstriado↓DA ↑D2Estriado↓DA ↑D2(+)Estriado↑↑DA (+)Rotación CONTRALATERALEstriadoLesión6-OHDALesión6-OHDASN SN SN SNANFETAMINA APOMORFINA30farmacológicamente, evaluados durante 90 Importacia de este modelo de hemipar- depresión-like behavior in a model of minutos. A- Animales controles (sanos). B y kinsonismo Parkinson´s disease induced by 6-OHDA in C- Animales hemiparkinsonianos por male rats. Pharmacology, Biochemistry and degeneración de la vía dopaminérgica Concluimos que algunas de las Behavior. ENVIADO para revisión 26-07 del izquierda. Comportamiento rotatorio ventajas de trabajar con un modelo de 2010. Manuscript number assigned Ms. Nº ipsilateral (izquierda) inducido por hemiparkinsonismo inducido por 6-OHDA PBB-D-10-00285.anfetamina y comportamiento rotatorio son: 1) permite demostrar, a través de la 4.Dauer, W; et al. Parkinson´s disease: contralateral (derecho) inducido por prueba rotacional inducida farmacoló- mechanisms and models.  Neuron. apomorfina respectivamente. gicamente, que los animales con los que se 2003.39:889-909.experimenta se encuentran verdade- 5.Deumens, R; et al. Modeling Parkinson's ramente lesionados, 2) observar los cam- Disease in Rats: An Evaluation of 6-OHDA: bios neuronales plásticos compensatorios, Lesions of the Nigrostriatal Pathway. en la vía DA nigroestriatal contralateral al Experimental Neurology.2002.175:303-lado lesionado y 3) utilizar al mismo animal 317.como sujeto enfermo (vía DA lesionada) y 6.Estrella, C; et al. Differential responses in como sujeto control (vía DA indemne) central dopaminergic activity induced by siendo más representativos los potenciales apomorphine in IPL nude rat. Behavioral efectos neuroprotectores de las nuevas Brain Research. 2002.133:143-148.drogas. 7.Hayes, M; et al. Current concepts in the management of Parkinson´s disease. Med De esta manera, utilizando este J.2010.192:144-149.modelo experimental, muchos inves- 8.Langston, J; et al. Etiology of Parkinson´s tigadores se proponen los siguintes disease. In: Olanow CW, Lieberman AN, eds. objetivos: 1) caracterizar ciertos signos no The scientific basis for the treatment of motores al inicio de la enfermedad, 2) Parkinson´s disease. Park Ridge, NJ:Parthe-estudiar eventos celulares y moleculares non.1992.33-58.que gatillan la patología, 3) evaluar nuevas 9.Larramendy, C; et al. Cabergoline and moléculas biológicas con potenciales pramipexole fail to modify already acciones neuropotectoras. established dyskinesias in an animal model of parkinsonism. Behavioral Brain Research. Agradecimientos 2008.194:44-51.10.Ottoni, E. 2000. EthoLog 2.2: a tool for Agradecemos al Sr. Roitman, dueño the transcription and timing of behavior de la Farmacia Sevilla, por su colaboración observation sessions. Behavior Research en la donación de desipramina. Este trabajo Methods, Instruments, & Computers. ha sido en parte financiado por el Consejo 2000.32:446-449.Nacional de Ciencia y Tecnología (CONICET, 11.Tanner, C; et al. Epidemiology of PIP 5942), de RC y RY, por la Universidad Parkinson´s disease. Neurol Clin. 1992. Nacional de Cuyo (SECTYP, 06/J288) de RY y 10:317-329.Nuestros resultados, reportados en por la Universidad de Mendoza (113/07) de numerosas publicaciones y congresos RC y RY.internacionales, revelan que la adminis-tración de progesterona (PROG) 4 mg/kg Bibliografías.c., 3 dosis, 7 días posteriores a la inyección del neurotóxico, retrasa la aparición de los 1.Blandini, F; et al. The 6-hydroxydopamine signos motores (contralateralidad) y no model: News from the past. Parkinsonims motores (déficit de memoria y trastorno de and Related disorders.2008.14:124-129la afectividad) de neurodegeneración; 2.Cabrera, R; et al.Turnover rate and como así también presenta un efecto stimulus evoke release of dopamine by modulador positivo a largo plazo sobre las progesterone and N-methyl-D-aspartic acid terminales dopaminérgicas nigroestriatales in rat striatum during pregnancy.European (3). Journal of Pharmacology.1996.317:55-59.        3.Casas, S; et al. Progesterone prevents Bioanálisis I Mar · Abr 11Izquierda                      DerechaIzquierda                      DerechaIzquierda                      DerechaCantidad de rotaciones en 30 min.Cantidad de rotaciones en 90 min.Cantidad de rotaciones en 60 min.300200100030020010003002001000ABC

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Ventajas de un modelo animal de hemiparkinsonismo para el estudio de nuevas moléculas neuroactivas con potenciales aplicaciones terapéuticas

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