Expresión de proteínas inducibles por frío en la médula espinal de rata sometida a hipotermia sistémica

  • Aníbal José Sarotto Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina https://orcid.org/0000-0002-2199-5524
  • Manuel Rey-Funes Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina https://orcid.org/0000-0002-0213-3056
  • Verónica Berta Dorfman Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y Diagnóstico (CEBBAD), Universidad Maimónides, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina https://orcid.org/0000-0002-7950-1400
  • Daniela Contartese Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina https://orcid.org/0000-0003-3690-264X
  • Ignacio M. Larráyoz Biomarkers and Molecular Signaling Group, Center for Biomedical Research of La Rioja, Logroño, España https://orcid.org/0000-0003-1629-152X
  • Alfredo Martínez Angiogenesis Study Group, Center for Biomedical Research of La Rioja (CIBIR), Logroño, España https://orcid.org/0000-0003-4882-4044
  • María Agustina Toscanini Instituto NANOBIOTEC (UBA-CONICET), Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina https://orcid.org/0000-0001-9431-7794
  • César Fabián Loidl Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina https://orcid.org/0000-0001-6609-8969
Palabras clave: Hipotermia, médula espinal, CIRBP, rata

Resumen

Introducción: La lesión traumática de la médula espinal es la principal causa de discapacidad motora en el mundo, y representa una prioridad para la Organización Mundial de la Salud. Se estudió, a nivel estructural y bioquímico, el efecto de la hipotermia sobre la expresión de la CIRBP (proteína activada por frío) en el asta anterior de la médula de ratas Sprague-Dawley albinas macho de 60 días, planteándola como terapéutica posible. Materiales y Métodos: Se dividió a 24 ratas en dos grupos: normotermia a 24 °C (n = 6) e hipotermia a 8 °C (n = 18), durante 180 min, sacrificadas a las 12, 24 y 48 h después del tratamiento. Se utilizó Western blot e inmunohistoquímica para la CIRBP. Resultados: Se observó un aumento progresivo de la expresión de la CIRBP de 12 a 48 h en las motoneuronas del asta anterior. Los valores fueron estadísticamente significativos entre los grupos de 24 h y 48 h comparados con los de los controles. Conclusiones: Este modelo experimental resultó eficaz, accesible y económico para generar hipotermia sistémica y abre un abanico de estrategias terapéuticas. El aumento en la expresión de las proteínas inducibles por frío en la médula espinal de ratas permite, por primera vez, estudiar el beneficio que aporta la hipotermia a nivel molecular, lo que resulta de suma importancia para estudios de terapéuticas en las lesiones medulares.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Biografía del autor/a

Aníbal José Sarotto, Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina Jefe de Sección Columna,  Hospital General de Agudos "Dr. Carlos G. Durand", Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina Profesor Adjunto de Ortopedia y Traumatología, Universidad de Buenos Aires (UBA), Argentina
Manuel Rey-Funes, Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Verónica Berta Dorfman, Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y Diagnóstico (CEBBAD), Universidad Maimónides, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y Diagnóstico (CEBBAD), Universidad Maimónides, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Daniela Contartese, Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Ignacio M. Larráyoz, Biomarkers and Molecular Signaling Group, Center for Biomedical Research of La Rioja, Logroño, España
Biomarkers and Molecular Signaling Group, Center for Biomedical Research of La Rioja, Logroño, España
Alfredo Martínez, Angiogenesis Study Group, Center for Biomedical Research of La Rioja (CIBIR), Logroño, España
Angiogenesis Study Group, Center for Biomedical Research of La Rioja (CIBIR), Logroño, España
María Agustina Toscanini, Instituto NANOBIOTEC (UBA-CONICET), Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Instituto NANOBIOTEC (UBA-CONICET), Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
César Fabián Loidl, Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Laboratorio de Neuropatología Experimental, Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof. E. De Robertis” (IBCN), Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina

Citas

National Spinal Cord Injury Statistical Center; Spinal Cord Injury Facts and Figures at a Glance. University of

Alabama, Birmingham, Alabama; 2021. Disponible en: https://www.nscisc.uab.edu/public/SCI%20Facts%20and%20Figures%20at%20a%20Glance%20-%202021%20-%20Spanish.pdf

Ministerio de Salud de la Nación Argentina, Anuario Estadístico Nacional Sobre Discapacidad del año 2013.

Disponible en: https://www.snr.gov.ar/publicacion

Dorfman VB, Rey-Funes M, Bayona JC, López EM, Coirini H, Loidl CF. Nitric oxide system alteration at spinal

cord as a result of perinatal asphyxia is involved in behavioral disabilities: hypothermia as preventive treatment. J

Neurosci Res 2009;87(5):1260-9. https://doi.org/10.1002/jnr.21922

Loidl CF. Short and long term effects of perinatal asphyxia. Thesis. Netherlands: Maastricht University; 1997.

Loidl CF, De Vente J, van Dijk E, Vles SH, Steinbusch H, Blanco C. Hypothermia during or after severe perinatal

asphyxia prevents increase in cyclic GMP-related nitric oxide levels in the newborn rat striatum. Brain Res

;791(1-2):303-7. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(98)00195-4

Peña M, Rey-Funes M, Sarotto A, Loidl FC. Estudio del patrón migratorio de neuronas corticofrontales que

expresan reelina en la asfixia perinatal experimental. Medicina (Buenos Aires) 2012;72(Supl II) Neurociencias 4 369 p. 157. Disponible en: https://medicinabuenosaires.com/demo/revistas/vol72-12/supl-2/53-252-SAIC-Resumenes72-2012.pdf

Rey-Funes M, Ibarra ME, Dorfman VB, López EM, López-Costa JJ, Coirini H, et al. Hypothermia prevents

the development of ischemic proliferative retinopathy induced by severe perinatal asphyxia. Exp Eye Res

;90(1):113-20. https://doi.org/10.1016/j.exer.2009.09.019

Rey-Funes M, Ibarra M, Dorfman VB, Martinez-Murillo R, Martinez A, Coirini H, et al. Hypothermia prevents

nitric oxide system changes in retina induced by severe perinatal asphyxia. J Neurosci Res 2011;89(5):729-43.

https://doi.org/10.1002/jnr.22556

Rey-Funes M, Dorfman VB, Ibarra M, Peña E, Contartese DS, Goldstein J, et al. Hypothermia prevents gliosis and angiogenesis development in an experimental model of ischemic proliferative retinopathy. Invest Ophthalmol Vis Sci 2013;54(4):2836-46. https://doi.org/10.1167/iovs.12-11198

Rey-Funes M, Contartese DS, Rolón F, Sarotto A, Dorfman VB, Loidl CF. Efecto protector de la hipotermia en

la retinopatía del prematuro (ROP) experimental. Rol de las proteínas inducibles por frío. Arch Argent Oftalm

;(6):45-56. Disponible en: https://archivosoftalmologia.com.ar/index.php/revista/issue/view/17/13

Rey-Funes M, Larrayoz IM, Contartese DS, Soliño M, Sarotto AJ, Bustelo M, et al. Hypotermia prevents retinal

damage generated by optic nerve trauma in the rat. Sci Rep 2017;7(1):6966. https://doi.org/10.1038/s41598-017-07294-6

Ekimova IV. Changes in the metabolic activity of neurons in the anterior hypothalamic nuclei in rats during

hyperthermia, fever, and hypothermia. Neurosci Behav Physiol 2003;33(5):455-60. https://doi.org/10.1023/a:1023459100213

Gisselsson LL, Matus A, Wieloch TJ. Actin redistribution underlies the sparing effect of mild hypothermia on

dendritic spine morphology after in vitro ischemia. Cereb Blood Flow Metab 2005;25(10):1346-55.

https://doi.org/10.1038/sj.jcbfm.9600131

Lei B, Adachi N, Arai T. The effect of hypothermia on H2O2 production during ischemia and reperfusion: a

microdialysis study in the gerbil hippocampus. Neurosci Lett 1997;222(2):91-4. https://doi.org/10.1016/s0304-3940(97)13349-3

Katz LM, Young AS, Frank JE, Wang Y, Park K. Regulated hypothermia reduces brain oxidative stress after

hypoxic-ischemia. Brain Res 2004;1017(1-2):85-91. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2004.05.020

Atkins CA, Oliva AA Jr, Alonso OF, Chen S, Bramlet HM, Hu BR, et al. Hypothermia treatment potentiates

DRK1/2 activation after traumatic brain injury. Eur J Neurosci 2007;26(4):810-9. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2007.05720.x

Gunn AJ. Cerebral hypothermia for prevention of brain injury following perinatal asphyxia. Curr Opin Pediatr

;12(2):111-5. https://doi.org/10.1097/00008480-200004000-00004

Lo TP, Cho K-S, Garg MS, Lynch MP, Marcillo AE, et al. Systemic hypothermia improves histological and

functional outcome after cervical spinal cord contusion in rats. J Comp Neurol 2009;514(5):433-48.

https://doi.org/10.1002/cne.22014

Shibuya S, Miyamoto O, Janjua NA, Itano T, Mori S, Horimatsu H. Post-traumatic moderate systemic hypothermia reduces TUNEL positive cells following spinal cord injury in rat. Spinal Cord 2004;42(1):29-34.

https://doi.org/10.1038/sj.sc.3101516

Yu CG, Jimenez O, Marcillo AE, Weider B, Bangerter K, Dietrich WD, et al. Beneficial effects of modest systemic

hypothermia on locomotor function and histopathological damage following contusion induced spinal cord injury in rats. J Neurosurg 2000;93(1 Suppl):85-93. https://doi.org/10.3171/spi.2000.93.1.0085

Yu WR, Westergren H, Farooque M, Holtz A, Olsson Y. Systemic hypothermia following compression injury

of the rat spinal cord: reduction of plasma protein extravasation demonstrated by immunohistochemistry. Acta

Neuropathol 1999;98(1):15–21. https://doi.org/10.1007/s004010051046

Batchelor PE, Skeers P, Antonic A, Wills TE, Howells DW, et al. Systematic review and meta-analysis of therapeutic hypothermia in animal models of spinal cord injury. PLoS One 2013;8(8):e71317. https://doi.org/10.1371/journal.pone.007131

Sonna LA, Fujita J, Gaffin SL, Lilly CM. Invited review: Effects of heat and cold stress on mammalian gene

expression. J Appl Physiol (1985) 2002;92(4):17251742. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.01143.2001

Al-Fageeh MB, Smales CM. Control and regulation of the cellular responses to cold shock: the responses in yeast and mammalian systems. Biochem J 2006;397(2):247-59. https://doi.org/10.1042/BJ20060166

Nishiyama H, Itoh K, Kaneko Y, Kishishita M, Yoshida O, Fujita J. A glycine-rich RNA-binding protein mediating

cold-inducible suppression of mammalian cell growth. J Cell Biol 1997;137(4):899-908. https://doi.org/10.1083/jcb.137.4.899

Tong G, Endersfelder S, Rosenthal LM, Wollersheim S, Sauer IM, Bührer C, et al. Effects of moderate and deep

hypothermia on RNA-binding proteins RBM3 and CIRP expressions in murine hippocampal brain slices. Brain Res

; 1504:74-84. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2013.01.041

Rey-Funes M, Contartese DS, Peláez R, García-Sanmartín J, Narro-Íñiguez J, Soliño M, et al. Hypothermic shock

applied after perinatal asphyxia prevents retinal damage in rats. Front Pharmacol 2021;12:651599. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.651599

Larrayoz IM, Rey-Funes M, Contartese DS, Rolón F, Sarotto A, Dorfman VB, et al. Cold shock proteins are

expressed in the retina following exposure to low temperatures. PLoS One 2016;24;11(8):e0161458.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0161458

Chip S, Zelmer A, Ogunshola OO, Felderhoff-Mueser U, Nitsch C, Bührer C, et al. The RNA-binding protein

RBM3 is involved in hypothermia induced neuroprotection. Neurobiol Dis 2011;43(2):388-96. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2011.04.010

Zhang H-T, Xue J-H, Zhang Z-W, Kong H-B, Liu A-J, Li S-C, et al. Cold-inducible RNA-binding protein inhibits

neuron apoptosis through the suppression of mitochondrial apoptosis. Brain Res 2015;1622:474-83. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2015.07.004

Zhang Y, Wu Y, Mao P, Li F, Han X, Zhang Y, et al. Cold-inducible RNA-binding protein CIRP/hnRNP A18

regulates telomerase activity in a temperature-dependent manner. Nucleic Acids Res 2016;29;44(2):761-75.

https://doi.org/10.1093/nar/gkv1465

Morrison SF. Central neural control of thermoregulation and brown 5 adipose tissue. Auton Neurosci 2016;196:14-24. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2016.02.010

Andrews PJ, Sinclair HL, Rodriguez A, Harris BA, Battison CG, et al. Hypothermia for intracranial hypertension

after traumatic brain injury. N Engl J Med 2015;373(25):2403-12. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1507581

Choi HA, Badjatia N, Mayer SA. Hypothermia for acute brain injury--mechanisms and practical aspects. Nat Rev Neurol 2012;8(4):214-22. https://doi.org/10.1038/nrneurol.2012.21

Contartese DS, Rey-Funes M, Sarotto AJ, Loidl CF. Expresión de proteínas inducidas por frío (CIRP y RBM3) en

las retinas de ratas expuestas a hipotermia. LIX Reunión Científica Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica (SAIC), LXII Reunión Científica Anual de la Sociedad Argentina de Inmunología (SAI). Mar del Plata, 2014.

Rodrigo J, Peinado MA, Pedrosa A. Avances en inmunocitoquímica y técnicas relacionadas. Jaen: Publicaciones de la Universidad de Jaen; 1996.

Rodrigo J, Alonso D, Fernández AP, Serrano J, Richart A, López JC, et al. Neuronal and inducible nitric oxide

synthase expression and protein nitration in rat cerebellum after oxygen and glucose deprivation. Brain Res 2001;909(1-2):20-45. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(01)02613-0

Wrathall JR. Spinal cord injury models. J Neurotrauma 1992;9(suppl 1):129-34. PMID: 1588603

Fehlings MG, Tator CH. A review of experimental models of acute spinal cord injury. En: Illis LS (ed). Spinal cord dysfunction: assessment. Oxford: Oxford University; 1988:3-43.

Poon PC, Gupta D, Shoichet MS, Tator CH. Clip compression model is useful for thoracic spinal cord injuries

histologic and functional correlates. Spine (Phila PA 1976) 2007;32(25):2853-9. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e31815b7e6b

Shoichet M, Tator CH, Poon P, Kang C, Baumann MD. Intrathecal drug delivery strategy is safe and efficacious for localized delivery to the spinal cord. Prog Brain Res 2007;161:385-92. https://doi.org/10.1016/S0079-6123(06)61027-3

Parent S, Mac-Thiong JM, Roy-Beaudry M, Sosa JF, Labelle H. Spinal cord injury in the pediatric population: a

systematic review of the literature. J Neurotrauma 2011;28(8):1515-24. https://doi.org/10.1089/neu.2009.1153

Kundi S, Bicknell R, Ahmed Z. Spinal cord injury: current mammalian models. Am J Neurosci 2013;4(1):1-12.

https://doi.org/10.3844/ajnsp.2013.1.12

Cambria RP, Davison JK. Regional hypothermia for prevention of spinal cord ischemic complications after

thoracoabdominal aortic surgery: experience with epidural cooling. Semin Thorac Cardiovasc Surg 1998;10(1):61-

https://doi.org/10.1016/s1043-0679(98)70020-6

Bicknell CD, Riga CV, Wolfe JH. Prevention of paraplegia during thoracoabdominal aortic aneurysm repair. Eur J Vasc Endovasc Surg 2009;37(6):654-60. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2009.02.008

Dietrich WD, III. Therapeutic hypothermia for spinal cord injury. Crit Care Med 2009;37(7 Suppl):S238-S242.

https://doi.org/10.1097/CCM.0b013e3181aa5d85

Lleonart ME. A new generation of proto-oncogenes: cold-inducible RNA binding proteins. Biochim Biophys Acta 2010;1805(1):43-52. https://doi.org/10.1016/j.bbcan.2009.11.001

Liao Y, Tong L, Tang L, Wu S. The role of cold-inducible RNA binding protein in cell stress response. Int J Cancer 2017;141(11):2164-73. https://doi.org/10.1002/ijc.30833

Torres Montaner A. El cuerpo accesorio de Cajal. Rev Esp Patol 2002;35(4):529-32. Disponible en:

https://www.xn--patologai2a.es/volumen35/vol35-num4/pdf%20patologia%2035-4/35-4-24.pdf

Bazley FA, Pashai N, Kerr CL, All AH. The effects of local and general hypothermia on temperature profiles of

the central nervous system following spinal cord injury in rats. Ther Hypothermia Temp Manag 2014;4(3):115-24.

https://doi.org/10.1089/ther.2014.0002

Badr El-Bialy. Hypothermia in rat: Biochemical and pathological study. Int J Cri & For Sci 2017;I:I, 22-30.

Disponible en: https://biocoreopen.org/ijcf/Hypothermia-in-Rat-Biochemical-and-Pathological-Study.php

Publicado
2022-06-25
Cómo citar
Sarotto, A. J., Rey-Funes, M., Dorfman, V. B., Contartese, D., Larráyoz, I. M., Martínez, A., Toscanini, M. A., & Loidl, C. F. (2022). Expresión de proteínas inducibles por frío en la médula espinal de rata sometida a hipotermia sistémica. Revista De La Asociación Argentina De Ortopedia Y Traumatología, 87(3), 393-403. https://doi.org/10.15417/issn.1852-7434.2022.87.3.1488
Sección
Investigación Básica

Artículos más leídos del mismo autor/a