Monitoramento de Astrocyte de reatividade e proliferação in Vitro sob condições isquêmicas

Traço é definido como “uma aguda disfunção neurológica de origem vascular com súbito ou rápido desenvolvimento de sintomas e sinais, correspondentes à participação de áreas focais no cérebro”^1,2. Existem dois tipos de AVC: isquêmico e hemorrágico. Quando a disfunção vascular é causada por um aneurisma ou uma avaria arteriovenosa, acompanhado pelo enfraquecimento com posterior ruptura de uma artéria, este é denominado acidente vascular cerebral hemorrágico³ que, na maioria dos casos, leva à morte. Quando um trombo ou um êmbolo obstrui o fluxo sanguíneo, causando uma temporária privação de oxigênio e glicose para uma região do cérebro, é chamado de acidente vascular cerebral isquêmico⁴. Falha para nutrir as células ao redor da área afetada ou núcleo isquêmico leva a um desequilíbrio homeostático e metabólico, disfunção energética, morte neuronal e inflamação⁵, que pode induzir a uma deficiência ao longo da vida para pacientes⁶.

Acidente vascular cerebral isquêmico é uma lesão multifatorial, envolvendo vários tipos de células que reagem e exercem seus efeitos nos pontos de tempo diferentes. Muitas interações criam um ambiente difícil para estudar o comportamento de células individuais. Então, como é que estudamos o contributo de um tipo de célula específica em um ambiente tão complexo? Um modelo aceito em vitro de isquemia consiste em expor as células à privação de oxigênio e glicose (OGH), durante um determinado período, seguido da restauração das células para um ambiente normoxic. Este sistema simula um acidente vascular cerebral isquêmico seguido de reperfusão de sangue. Neste método, as células ou tecidos são expostos a uma mídia livre de glicose em um ambiente purificado de oxigênio, utilizando uma câmara especializada hipóxica. O tempo de incubação OGH pode variar de alguns minutos até 24 h, dependendo da hipótese de que quer ser testado. Estudos têm mostrado que, dependendo da época do OGH e normoxic ambiente, fenótipos específicos do curso (ou seja, aguda ou subcrónica) pode ser alcançado. Primários isolados astrócitos, expostos a OGH com posterior restauração às condições normoxic, é um modelo de celular bem estudado para imitar o traço in-vitro⁷. Usando OGH é possível revelar os mecanismos moleculares independentes de células isoladas em um ambiente semelhante ao curso.

À medida que aumenta nosso conhecimento da biologia de astrocyte, tornou-se evidente que eles são cruciais para manter as sinapses e sustentar de reparação, desenvolvimento e plasticidade neural⁸. Em condições normais, astrócitos liberar e respondem às citocinas, quimiocinas, factores de crescimento e gliotransmitters, mantendo o equilíbrio metabólico e homeostase dentro sinapses^5,9. Em neuroinflammation aguda, tais como acidente vascular cerebral isquêmico, estas células podem tornar-se reativa, mostrar uma superexpressão de longo prazo de Glial fibrilar ácida proteína (GFAP) e mostrar hipertrofia em sua morfologia^{5,10, 11 , 12}. como o infarto isquêmico se desenvolve, a homeostase fornecida por astrócitos torna-se afetado, em relação a captação de glutamato normal, metabolismo energético, troca de moléculas ativas e antioxidante atividade¹³.

Reativados astrócitos proliferam em torno do tecido de infarto enquanto leucócitos migram para o lesado área¹⁴. Hamartomas proliferação pode ser medida usando marcadores como antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA), Ki67 e bromodeoxyuridine (BrdU)¹⁵. Esta resposta proliferativa é gerada de forma dependente do tempo e ajuda a formar a cicatriz glial, uma matriz de astrócitos reativos irreversivelmente ao longo do parênquima do local danificado após uma lesão de⁹. Uma das funções iniciais desta cicatriz é limitar o extravasamento de células imunes dessa área. No entanto, estudos têm mostrado que a cicatriz se torna um impedimento físico para axônios estender, como eles liberam moléculas inibindo o crescimento axonal e criar uma barreira física, impedindo que os axônios estendendo-se ao redor da área lesada¹⁶. No entanto, há evidências científicas mostrando que após uma lesão na medula espinhal, impedir completamente a formação de cicatriz glial pode prejudicar a regeneração de axônios¹⁷. Assim, o contexto no qual é medida a resposta hamartomas específica, deve ser considerado em cima do quadro da lesão estudada.

A metodologia apresentada pode ser aplicada para estudar a função individualizada de astrócitos após privação de glicose oxigênio e ele pode ser modificado dependendo as perguntas que o investigador quer responder. Por exemplo, além da alteração morfológica e os marcadores expressados em momentos diferentes do OGH, os sobrenadantes de astrócitos expostos a OGH podem ser mais analisados para identificar fatores solúveis liberados por essas células, ou usado como uma mídia condicionada para avaliar sua efeito em outras células do cérebro. Esta abordagem permite estudos sobre reatividade astrocyte que poderia levar a elucidação dos fatores que governam e modulam sua resposta em um cenário acidente vascular cerebral isquêmico.