Recolección dinámica en tiempo real de líquido extracelular del hipocampo de ratas conscientes utilizando un sistema de microdiálisis

Las enfermedades del sistema nervioso central (SNC) con altas morbilidades, como las enfermedades neurodegenerativas, la lesión cerebral traumática, la lesión cerebral inducida por hipoxia a gran altitud y el accidente cerebrovascular isquémico, son causas cruciales de la creciente mortalidad en todo el mundo ^1,2,3. El monitoreo en tiempo real de citoquinas y cambios de proteínas en regiones específicas del cerebro contribuye a la precisión diagnóstica de las enfermedades del SNC y los estudios farmacocinéticos cerebrales después de la medicación. La investigación científica tradicional utiliza homogeneizado de tejido cerebral o una colección manual de líquido cerebral intersticial animal para la detección de sustancias específicas y para estudios farmacocinéticos. Sin embargo, esto tiene algunas deficiencias, como un tamaño de muestra limitado, la incapacidad de observar dinámicamente los cambios de los indicadores y una calidad de muestreo desigual ^4,5,6. El líquido cefalorraquídeo, un líquido intersticial, protege el cerebro y la médula espinal del daño mecánico. Su composición es diferente a la del suero debido a la existencia de la barrera hematoencefálica (BHE)⁷. El análisis directo de muestras de líquido cefalorraquídeo es más propicio para revelar el mecanismo de las lesiones del SNC y el descubrimiento de fármacos. Inevitablemente, las muestras de líquido cefalorraquídeo, obtenidas manualmente directamente de la cisterna magna y los ventrículos cerebrales a través de una jeringa, tienen desventajas de contaminación sanguínea, probabilidad aleatoria de recolección de muestras, incertidumbre cuantitativa y casi ninguna posibilidad de recuperación múltiple ^8,9. Más notablemente, los métodos convencionales de muestreo de líquido cerebral intersticial no pueden obtener muestras de regiones cerebrales dañadas, lo que dificulta la exploración de la patogénesis de las enfermedades del SNC en regiones específicas del cerebro y la evaluación de la eficacia de las terapias dirigidas de etnomedicina ^9,10.

La microdiálisis cerebral es una técnica para el muestreo de líquido cerebral intersticial en animales despiertos¹¹. El sistema de microdiálisis imita la permeabilidad vascular con la ayuda de una sonda implantada en el cerebro. La sonda de microdiálisis está armada con una membrana semipermeable y se implanta en regiones específicas del cerebro. Después de la perfusión con líquido cefalorraquídeo artificial isotónico (ACSF), el líquido cerebral intersticial dializado puede ser recolectado favorablemente con los beneficios de tamaños de muestra pequeños, muestreo continuo y observación dinámica^12,13. En términos de localización, las sondas de microdiálisis cerebral pueden ser implantadas selectivamente en estructuras cerebrales o cisternas craneales de interés¹⁴. Una observación de niveles anormales de una sustancia endógena en el líquido extracelular del hipocampo (HECF) sugiere la aparición de enfermedades del SNC o la patogénesis de la enfermedad. Varios estudios han demostrado que los biomarcadores para enfermedades del SNC, como los D-aminoácidos en la esquizofrenia, las proteínas β-amiloide y tau en la enfermedad de Alzheimer, las cadenas ligeras de neurofilamentos en la lesión cerebral traumática y la ubiquitina carboxi-terminal hidrolasa L1s en la encefalopatía por isquemia hipóxica, pueden analizarse en el líquido cefalorraquídeo^15,16,17 . Un método de análisis químico basado en la técnica de muestreo de microdiálisis cerebral puede ser utilizado para monitorear cambios dinámicos de compuestos exógenos como los ingredientes activos de la etnomedicina, que se difunden y distribuyen en regiones específicas del cerebro¹⁴.

Este artículo presenta el proceso específico de adquisición dinámica de HECF en ratas despiertas y mide su presión osmótica para garantizar la calidad de la muestra.