miRNAs en el ictus y en la isquemia cerebral experimental

Los miRNAs son abundantes en el SNC donde se ha identificado que tienen patrones de expresión espacio-temporales específicos y de tipo celular y desempeñan un papel clave en el desarrollo y la función cerebrales [155,156]. El análisis del perfil de expresión de los miRNAs en estudios pre-clínicos y clínicos ha demostrado que los miRNAs se expresan diferencialmente en sangre y cerebro después de un ictus isquémico [157,158,159,160,161]

39

y en precondicionamiento isquémico [162,163] lo que sugiere que pueden jugar un papel significativo en la regulación de los mecanismos activados tras un ictus a través de sus genes diana a la vez que ser útiles como biomarcadores.

A nivel clínico se ha realizado un estudio que ha analizado el perfil de expresión de miRNAs en sangre de controles y pacientes jóvenes con ictus en población asiática. Este trabajo ha demostrado que existe una expresión diferencial sanguínea de los miRNAs en respuesta a la isquemia cerebral y los miRNAs diferencialmente expresados se han relacionado con distintos procesos celulares que incluyen angiogénesis, función endotelial, función neuronal, hipoxia o respuesta inmune, entre otros. A su vez, se detectaron diferentes patrones de expresión en los pacientes respecto a los controles que se podían clasificar según etiología y pronóstico del paciente, dando soporte al uso de los miRNAs como biomarcadores diagnósticos en una patología con diferentes etiologías como es el ictus isquémico [161]. Respecto a los estudios pre-clínicos, durante el tiempo de realización de esta tesis, varios trabajos han demostrado la expresión diferencial de los miRNAs en respuesta a la lesión isquémica en modelos de isquemia focal in vivo [157,158,159] e in vitro [160].

El estudio in vitro ha demostrado que los perfiles de expresión de los miRNAs en respuesta a la POG difieren significativamente según el tipo celular y están regulados en el tiempo, lo que sugiere su implicación en la respuesta celular a la lesión isquémica. En concreto, se ha analizado el perfil de expresión de miRNAs en neuronas y astrocitos en un curso temporal de 0 a 24h, y en dicho análisis se ha demostrado que en ambos tipos celulares los miRNAs miR-21 y miR-29b aumentan (con magnitudes y cursos temporales distintos según el tipo celular) mientras que el miR-30b, el miR-107 y el miR-137 no varían su expresión en neuronas y en cambio aumentan en astrocitos [160].

Los estudios in vivo realizados hasta el momento han analizado mediante arrays los perfiles de expresión de los miRNAs en cerebro de rata isquémico, y en algún caso a nivel sanguíneo, en distintos cursos temporales en la fase aguda y subaguda de la isquemia cerebral. Estos trabajos han demostrado que los miRNAs están activamente regulados por la isquemia cerebral, mostrando distintos patrones de expresión temporales durante la respuesta isquémica, y que son potenciales biomarcadores sanguíneos de daño cerebral, ya que miRNAs con expresión aumentada o disminuida en cerebro isquémico también se han detectado a nivel sanguíneo [157,158,159]. Mientras que la expresión de los miRNAs se modifica por la isquemia, ésta no altera la expresión de proteínas implicadas en la biogénesis de estos pequeños RNAs, como Drosha o Dicer, lo que da mayor soporte al papel regulador de los miRNAs en la isquemia cerebral [157]. Por otro lado, mediante la predicción de mRNA dianas se ha determinado que estas dianas codifican para genes

40

inflamatorios, FTs, HSPs, factores de crecimiento, canales iónicos y receptores de neurotransmisores que se han mostrado alterados después de la isquemia cerebral [157] y para alguno de los miRNAs se confirmó que la expresión de sus mRNA dianas estaba regulada en paralelo. Así, la disminución de los miRNAs miR-132 y miR-338 después de la MCAO se correlacionó con un aumento de expresión de sus respectivas dianas, MMP-9 y transgrelina [158]. Por último, Liu et al., ha demostrado que la expresión de los miRNAs en cerebro y sangre es distinta en función del daño cerebral producido y ha identificado un miRNA en sangre (miR-298) y uno en cerebro (miR-155) con la misma regulación en todas las condiciones experimentales analizadas (isquemia cerebral, hemorragia cerebral o estatus epiléptico), por lo que se considera que a través de su estudio y el de sus dianas se pueden identificar mecanismos comunes de daño en los distintos procesos patológicos [159].

Además de estos estudios en los que se ha explorado la expresión temporal de los miRNAs, otros trabajos han definido la función de miRNAs específicos en el daño isquémico cerebral. Algunos ejemplos son, (1) el miR-21, que protege las neuronas de la muerte celular apoptótica inducida por la POG [164], (2) el miR-497, que promueve la muerte neuronal isquémica y su inhibición resulta en disminución del volumen de infarto y mejora del déficit neurológico inducido por la MCAO [165], o (3) el miR-15a, que promuevela disrupción de la BHE [166]. Son muchos los miRNAs descritos regulados por la isquemia cerebral, por lo que quedan muchos por explorar y definir su función.

Ante la regulación espacio-temporal demostrada en la expresión de los miRNAs y, ya que la respuesta fisiopatológica del ictus puede durar incluso semanas o meses, sería interesante evaluar su perfil de expresión más allá del curso temporal estudiado hasta el momento después de la lesión isquémica (máximo de 72h). La identificación de miRNAs implicados en la regulación de los mecanismos de daño y reparación activados después de un ictus, la elucidación de la importancia funcional de miRNAs específicos en la respuesta isquémica, y el estudio de los potenciales mRNA dianas puede aumentar nuestro conocimiento de la fisiopatología del ictus y conducir a la identificación de nuevas dianas terapéuticas con el fin de minimizar el deterioro neurológico y mejorar la recuperación funcional de los pacientes.