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Publication
Combined baclofen with pregabalin administration as a potential therapy for spinal cord injury
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Spinal cord
injury (SCI) is a neurological impairment that hampers the communication
between the brain and the rest of the body, resulting in permanent loss of motor function and
sensory perception. After the injury, it is initiated a cascade of biological and biochem ical
processes. No effective therapy for SCI has yet been developed, however several studies in
distinct areas has been developed. The comorbidities that result from a SCI decrease the
patient’s quality of life N evertheless, some approved drug can help to control some of these
problems, such as baclofen and pregabalin. B aclofen and pregabalin are effective in controlling
spasticity and neuropathic pain in people with SCI, but recently they have also been used to as
potential therapies to treat the conseque nces induced by SCI. In these studies , it was found that
baclofen could improve the locomotor function and act as a neuroprotector. Regarding to
pregabalin, it was observed that this drug improve motor function, but could also induce axonal
regeneration, a nd protect the spinal cord after an insult. The aim of these study was to evaluat e
the effect of a combine baclofen with pregabalin administration after a transected SCI in mice.
To do that , it was performed an in vivo experiment during six week, where it was assessed the
animals´ behaviour and histological analysis. No motor improvements were observed, however
treated animals achieved weight support. On this study one of the treated group s do not exhibit
allodynia after SCI, confirmed by v on Frey test. Through the spinal cord tissue analysis, it was
observed that the treatment not only promotes a better neuroprotection and an axonal
regeneration after SCI, but also appears to induce a more controlled systemic inflammatory
response. Overall, o ur study suggests that combined administration of baclofen with pregabalin
leads to a neuroprotection and a neuroregeneration after SCI, but further studies need to be done
to a better understanding of these strategy.
A lesão traumática na medula espinhal é uma condição neurológica que impede a comunicação entre o cérebro e o resto do corpo. Esta neuropatologia desencadeia um conjunto de proces sos complexos. Esta cascata de eventos abrange processos bioquímicos, como a excitotoxidade, influxo de cálcio descontrolado e formação de radicais livres, e processos biológicos, como por exemplo a morte neuronal, disrupção dos vasos sanguíneos, desmielin ização, e a ativação excessiva das células da microglia. As alterações que acontecem após a lesão na medula espinhal, alteram a normal fisiologia do corpo humano. Dependendo do local em acontece a lesão na medula espinhal, as consequências podem ser mais o u menos severas. A perda de locomoção, incapacidade de controlar a bexiga e os intestinos, disfunção sexual, problemas respiratórios, bradicardia, espasticidade e dor neuropática são as consequências mais frequentes que ocorrem após lesões medulares. Estas alterações drásticas afetam o quotidiano e a qualidade de vidas dos pacientes. Para além disso, pessoas que sofrem lesões medulares tendem a ter altos custos de vida no que toca à sua recuperação após o insulto medular. Atualmente, ainda não foi desenvol vida uma terapia eficaz para que estes indivíduos possam recuperar as funções perdidas após a lesão na medula espinhal. Muitos estudos estão a decorrer para se encontrar uma terapia eficiente para lesões medulares. Esta procura é iminente pois, o número de casos de pessoas com lesões medulares tem aumentado no decorrer dos anos. Os projetos de investigação englobam diversas áreas, desde engenharias, eletrofisiologia, terapia celular, secretoma e farmacologia. Apesar da procura por uma terapia para lesões me dulares, foram desenvolvidos e aceites pelas entidades responsáveis, fármacos que auxiliam a uma melhor qualidade de vida, uma vez que estes tratam dificuldades como a espasticidade e a dor neuropática. Estas duas comorbidades afetam o dia a dia dos pacien tes lesionados, e para tal, estes já têm disponível o baclofeno e a pregabalina de forma a suportarem estas condicionantes nas suas vidas. O baclofeno tem sido utilizado em estudos relacionados com lesões medulares, visto ter sido descoberto que, este fármaco, pode ter o potencial em melhorar a disfunção motora e ainda atuar como um neuroprotetor após lesões na medula espinhal. Estudos de traumas na espinhal medula não só estão a utilizar o baclofeno, como a pregabalina está a ser objeto de estudo. Nest e caso, foi descoberto que, para além da pregabalina modular a dor neuropática, também parece levar a melhorias na locomoção, proteger o tecido medular após lesão e ainda induzir a regeneração axonal. Este projeto teve como objetivo desenvolver uma estraté gia com potencial terapêutico, para lesões na medula espinhal, utilizando a administração combinada de baclofeno com pregabalina. De forma a se alcança este objetivo, foi conduzido um experimento in vivo durante seis semanas, em que se induziram lesões por transecção, nas medulas espinhais de ratinhos fêmeas. Posteriormente, foram criados quatro grupos experimentais distintos, para que se pudesse não só estudar as diferentes abordagens de administração, mas também para que se pudesse analisar os efeitos que os fármacos poderiam ter após a lesão das medulas. Estudos anteriormente conduzidos na nossa equipa demonstraram que, uma administração aguda de baclofeno com dosagem de 1mg/Kg conduziam a melhores resultados após lesão espinhal. Posto isto, a três dos qu atro grupos experimentais foi administrado baclofeno com a dose referida anteriormente, após a indução da lesão. Ainda nestes três grupos experimentais, foi adicionalmente injetado pregabalina, a uma dose de 30mg/Kg, em diferentes momentos após a lesão. Um dos grupos a pregabalina foi dada 24 horas após a lesão e por um período de quatorze dias consecutivos, a outro grupo foi injetado pregabalina após a lesão, e ao terceiro grupo foi administrado pregabalina após a lesão medular e ainda por um período de qu atorze dias consecutivos. Ao grupo restante, foi injetado uma solução salina após a lesão na medula espinhal, tendo sido este o grupo que serviu de controlo experimental. Inicialmente, durante as seis semanas do in vivo foi estudado o comportamento dos an imais, através de testes experimentais como o Basso Mouse Scale (BMS), ensaio da função da bexiga e ainda o v on Frey ( v F). Após o término do in vivo , procedeu se à análise histológica dos tecidos das medulas espinhais lesionadas, nos quais foram analisados parâmetros como a matéria branca preservada, tecido fibrótico, número de neurónios motores, fenótipo das células microglia, quantificação do neurofilamento e ainda a que tipo de neurónios corresponderia a quantificação relacionada com o neurofilamento. No decorrer do in vivo, em diferentes momentos (1 --, 7 --, 14 --, 42 dias após lesão), foram recolhidas amostras de sangue, para se isolar o plasma das mesmas, de forma a se analisar a resposta imunitária sistémica de cada grupo experimental. Os resultados dos te stes de comportamento, demonstraram que a administração combinada dos fármacos não leva a melhorias motoras significantes, apesar de que a maioria dos animais dos grupos tratados conseguiram atingir o suporte de peso. No seguimento de resultados negativos, após análise dos testes funcionais da bexiga, percebeu se que não foram induzidas melhorias no que toca ao controlo da bexiga nos grupos que foram tratados com baclofeno e pregabalina. Contudo, verificou se que estes fármacos podem diminuir a hipersensibi lidade resultante da lesão medular, quando são administrados com 24 horas de intervalo. A metabolização dos fármacos também foi verificada através da pesagem dos fígados, na qual se verificou que não foram induzidos efeitos negativos no metabolismo dos ani mais. Quanto à análise dos tecidos das espinhais medulas, percebeu se que a administração aguda dos fármacos juntamente com a prolongação da administração da pregabalina leva a melhores resultados histológicos. O grupo experimental em questão, apesar de ap resentar menos neurónios comparativamente com os restantes grupos experimentais, demonstrou ser o que mais projeções axonais teve, formou se pouco tecido fibrótico e ainda teve uma resposta imunitária sistémica menos acentuada. Este estudo sugere que, a a dministração combinada de baclofeno com pregabalina, pode efetivamente induzir a neuroprotecção, neuromodulação e a neuroregeneração. No entanto, é necessário perceber se de uma forma mais detalhada os mecanismos que atuam em conjunto e de forma individual após administração destes fármacos. Além disso, seria interessante estudar se a histologia da parte sensorial da medula espinhal. Por estas razões, o seguimento de estudos complementares seria crucial para a validação dos efeitos conduzidos pelo baclofeno e a pregabalina em lesões da medula espinhal.
A lesão traumática na medula espinhal é uma condição neurológica que impede a comunicação entre o cérebro e o resto do corpo. Esta neuropatologia desencadeia um conjunto de proces sos complexos. Esta cascata de eventos abrange processos bioquímicos, como a excitotoxidade, influxo de cálcio descontrolado e formação de radicais livres, e processos biológicos, como por exemplo a morte neuronal, disrupção dos vasos sanguíneos, desmielin ização, e a ativação excessiva das células da microglia. As alterações que acontecem após a lesão na medula espinhal, alteram a normal fisiologia do corpo humano. Dependendo do local em acontece a lesão na medula espinhal, as consequências podem ser mais o u menos severas. A perda de locomoção, incapacidade de controlar a bexiga e os intestinos, disfunção sexual, problemas respiratórios, bradicardia, espasticidade e dor neuropática são as consequências mais frequentes que ocorrem após lesões medulares. Estas alterações drásticas afetam o quotidiano e a qualidade de vidas dos pacientes. Para além disso, pessoas que sofrem lesões medulares tendem a ter altos custos de vida no que toca à sua recuperação após o insulto medular. Atualmente, ainda não foi desenvol vida uma terapia eficaz para que estes indivíduos possam recuperar as funções perdidas após a lesão na medula espinhal. Muitos estudos estão a decorrer para se encontrar uma terapia eficiente para lesões medulares. Esta procura é iminente pois, o número de casos de pessoas com lesões medulares tem aumentado no decorrer dos anos. Os projetos de investigação englobam diversas áreas, desde engenharias, eletrofisiologia, terapia celular, secretoma e farmacologia. Apesar da procura por uma terapia para lesões me dulares, foram desenvolvidos e aceites pelas entidades responsáveis, fármacos que auxiliam a uma melhor qualidade de vida, uma vez que estes tratam dificuldades como a espasticidade e a dor neuropática. Estas duas comorbidades afetam o dia a dia dos pacien tes lesionados, e para tal, estes já têm disponível o baclofeno e a pregabalina de forma a suportarem estas condicionantes nas suas vidas. O baclofeno tem sido utilizado em estudos relacionados com lesões medulares, visto ter sido descoberto que, este fármaco, pode ter o potencial em melhorar a disfunção motora e ainda atuar como um neuroprotetor após lesões na medula espinhal. Estudos de traumas na espinhal medula não só estão a utilizar o baclofeno, como a pregabalina está a ser objeto de estudo. Nest e caso, foi descoberto que, para além da pregabalina modular a dor neuropática, também parece levar a melhorias na locomoção, proteger o tecido medular após lesão e ainda induzir a regeneração axonal. Este projeto teve como objetivo desenvolver uma estraté gia com potencial terapêutico, para lesões na medula espinhal, utilizando a administração combinada de baclofeno com pregabalina. De forma a se alcança este objetivo, foi conduzido um experimento in vivo durante seis semanas, em que se induziram lesões por transecção, nas medulas espinhais de ratinhos fêmeas. Posteriormente, foram criados quatro grupos experimentais distintos, para que se pudesse não só estudar as diferentes abordagens de administração, mas também para que se pudesse analisar os efeitos que os fármacos poderiam ter após a lesão das medulas. Estudos anteriormente conduzidos na nossa equipa demonstraram que, uma administração aguda de baclofeno com dosagem de 1mg/Kg conduziam a melhores resultados após lesão espinhal. Posto isto, a três dos qu atro grupos experimentais foi administrado baclofeno com a dose referida anteriormente, após a indução da lesão. Ainda nestes três grupos experimentais, foi adicionalmente injetado pregabalina, a uma dose de 30mg/Kg, em diferentes momentos após a lesão. Um dos grupos a pregabalina foi dada 24 horas após a lesão e por um período de quatorze dias consecutivos, a outro grupo foi injetado pregabalina após a lesão, e ao terceiro grupo foi administrado pregabalina após a lesão medular e ainda por um período de qu atorze dias consecutivos. Ao grupo restante, foi injetado uma solução salina após a lesão na medula espinhal, tendo sido este o grupo que serviu de controlo experimental. Inicialmente, durante as seis semanas do in vivo foi estudado o comportamento dos an imais, através de testes experimentais como o Basso Mouse Scale (BMS), ensaio da função da bexiga e ainda o v on Frey ( v F). Após o término do in vivo , procedeu se à análise histológica dos tecidos das medulas espinhais lesionadas, nos quais foram analisados parâmetros como a matéria branca preservada, tecido fibrótico, número de neurónios motores, fenótipo das células microglia, quantificação do neurofilamento e ainda a que tipo de neurónios corresponderia a quantificação relacionada com o neurofilamento. No decorrer do in vivo, em diferentes momentos (1 --, 7 --, 14 --, 42 dias após lesão), foram recolhidas amostras de sangue, para se isolar o plasma das mesmas, de forma a se analisar a resposta imunitária sistémica de cada grupo experimental. Os resultados dos te stes de comportamento, demonstraram que a administração combinada dos fármacos não leva a melhorias motoras significantes, apesar de que a maioria dos animais dos grupos tratados conseguiram atingir o suporte de peso. No seguimento de resultados negativos, após análise dos testes funcionais da bexiga, percebeu se que não foram induzidas melhorias no que toca ao controlo da bexiga nos grupos que foram tratados com baclofeno e pregabalina. Contudo, verificou se que estes fármacos podem diminuir a hipersensibi lidade resultante da lesão medular, quando são administrados com 24 horas de intervalo. A metabolização dos fármacos também foi verificada através da pesagem dos fígados, na qual se verificou que não foram induzidos efeitos negativos no metabolismo dos ani mais. Quanto à análise dos tecidos das espinhais medulas, percebeu se que a administração aguda dos fármacos juntamente com a prolongação da administração da pregabalina leva a melhores resultados histológicos. O grupo experimental em questão, apesar de ap resentar menos neurónios comparativamente com os restantes grupos experimentais, demonstrou ser o que mais projeções axonais teve, formou se pouco tecido fibrótico e ainda teve uma resposta imunitária sistémica menos acentuada. Este estudo sugere que, a a dministração combinada de baclofeno com pregabalina, pode efetivamente induzir a neuroprotecção, neuromodulação e a neuroregeneração. No entanto, é necessário perceber se de uma forma mais detalhada os mecanismos que atuam em conjunto e de forma individual após administração destes fármacos. Além disso, seria interessante estudar se a histologia da parte sensorial da medula espinhal. Por estas razões, o seguimento de estudos complementares seria crucial para a validação dos efeitos conduzidos pelo baclofeno e a pregabalina em lesões da medula espinhal.
Description
Keywords
Lesão medular Baclofeno Pregabalina Neurodegeneração Modelação resposta imune