Evaluación de neosaxitoxina como fármaco antiepiléptico en un modelo de epilepsia del lóbulo temporal

Abstract

La epilepsia del lóbulo temporal (TLE, por sus siglas en inglés) es la forma más común de epilepsia en adultos. Su signo clínico distintivo es la aparición de crisis espontáneas y recurrentes que pueden ser originadas, entre otras causas, en respuesta a una lesión cerebral que pudo ocurrir muchos años antes; siendo el hipocampo la región más afectada. El objetivo principal de este trabajo fue evaluar el posible efecto antiepileptogénico y anticonvulsivante de Neosaxitoxina (NeoSTX), una ficotoxina que bloquea selectivamente los canales de sodio dependientes de voltaje, en un modelo animal de TLE inducido por la administración intrahipocampal de ácido kaínico, junto con la capacidad de prevenir la gliosis reactiva y proteger del deterioro cognitivo característico de este modelo. El estatus epilepticus (SE) fue inducido en cuatro grupos experimentales: (1) animales inyectados bilateralmente con NeoSTX durante la epileptogénesis (inicio a las 24 h después del SE; grupo SE-N, n=4), (2) animales tratados durante la etapa de epilepsia crónica (15 días postSE; grupo EC-N, n=4); siempre con 0.5 μL de 10 ng/μL de NeoSTX (tres veces durante una semana), y los respectivos grupos control en donde se administró un volumen equivalente de solución salina (grupos 2 y 3, SE-S y EC-S, respectivamente, con n=4 cada uno). El potencial de campo local se registró antes y después de cada inyección, mientras que la conducta de todos los animales fue grabada durante la etapa crónica por una semana 2 h diarias. El grado de gliosis reactiva se cuantificó mediante inmunohistoquímica y la funcionalidad del hipocampo se evaluó mediante una tarea de reconocimiento espacial de objetos, antes y después de la intervención experimental. La incidencia de eventos de alta frecuencia por minuto en el LFP disminuyó toda vez que NeoSTX fue administrada. Sin embargo, la supresión de la actividad eléctrica hipocampal durante la epileptogénesis no incidió sobre el desarrollo de la etapa crónica, siendo comparable con el grupo control. Caso contrario se evidencia con los animales tratados en epilepsia crónica, en donde el número de crisis motoras se redujo con las sucesivas inyecciones de NeoSTX: además, para este mismo grupo se pudo observar una tendencia a la mejora respecto de la funcionalidad hipocampal, variable cuya reversión a niveles normales podría estar sujeta a aumentar la dosis de NeoSTX y/o extender el periodo de tratamiento. En resumen, NeoSTX tiene potencial como fármaco antiepiléptico puesto que demostró ser capaz de disminuir el número de crisis espontáneas, síntoma primario de esta neuropatología. Se requieren análisis adicionales para determinar si esta intervención farmacológica tiene efectos neuroprotectores a largo plazo, especialmente si el periodo de tratamiento se extiende o se administran distintas dosis. Por otra parte, la ausencia de efecto de la administración de NeoSTX durante la epileptogénesis, concuerda con la hipótesis de la existencia de múltiples mecanismos por los cuales un cerebro puede volverse epiléptico a lo largo de los distintos estados de la patología.

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common form of epilepsy in adults. It is characterized by the presence of spontaneous and recurrent seizures that can be caused, among other causes, in response to a brain injury that could occur many years before; where the hippocampus is the most affected region. The main objective of this work was to evaluate the possible antiepileptogenic and anticonvulsant effect of Neosaxitoxin (NeoSTX), a phycotoxin that selectively blocks voltage-gated sodium channels, in an animal model of TLE induced by intra-hippocampal administration of kainic acid, together with the ability to prevent reactive gliosis and protect against cognitive impairment characteristic of this model. Status epilepticus (SE) was induced in four experimental groups: (1) animals injected bilaterally with NeoSTX during epileptogenesis (24 h after SE; group SE-N, n=4), (2) animals treated during the stage of chronic epilepsy (15 days postSE; EC-N group, n=4); always with 0.5 μL of 10 ng/μL of NeoSTX (three injections per week), and the respective control groups where an equivalent volume of saline was administered (groups 2 and 3, SE-S and EC-S, respectively, with n=4 each). The local field potential (LFP) was recorded before and after each injection, while the behavior of all animals was video-monitored during the chronic stage 2 h daily for a week. The degree of reactive gliosis was quantified by immunohistochemistry and the hippocampal functionality was evaluated by an object recognition memory task, before and after the experimental intervention. The incidence of high-frequency events per minute in the LFP decreased every time NeoSTX was injected. However, the suppression of the hippocampal electrical activity during epileptogenesis did not affect the development of the chronic stage, being comparable with the control group. The opposite was observed with animals treated during chronic epilepsy, where the number of seizures was reduced with successive injections of NeoSTX. Even though the memory index did not improve significantly with treatment, the observed tendency suggests that a longer treatment period or a different dose of NeoSTX could lead to recovering normal levels of hippocampal functionality. NeoSTX has potential as an antiepileptic drug since it proved capable of reducing the number of seizures, which is, controlling the primary symptom of this neuropathology. Additional analyzes are required to determine if this pharmacological intervention has long-term neuroprotective effects, especially if the treatment period is extended or a different dose is administered. Finally, the absence of effects of NeoSTX during epileptogenesis is consistent with the theory that there are multiple mechanisms by which a brain can become epileptic at different stages of the pathology.