Efectos neuroprotectores de la Memantina

1. Efectos neuroprotectores de la Memantina

2. La memantina en un modelo in vitro para neurodegeneración Incubación paralela con 3-NP y memantina durante 7 o 12 días • Tinción de cresil violeta • Homogenización • Immunoblot • Incubación con marcadores sinápticos Toxicidad 3-NP semi-crónica en cultivos organotípicos de hipocampo Cultivos de cortes de hipocampo Brown et al., Soc. Neurosci 2003

3. Efecto neuroprotector de la Memantinain vitro Toxicidad semi-crónica con 3-NP en cultivos organotípicos de hipocampo 300 200 100 0 3-NP durante 7 días GluR1 (unidades arbitrarias) Control Vehículo 1 µM 5 µM Memantina 10 µM Brown et al., Soc. Neurosci 2003

4. Neuroprotective Effect of MemantineIn Vitro Toxicidad semi-crónica con 3-NP en cultivos organotípicos de hipocampo 3-NP durante 7 días 300 200 100 0 Sinapsin II b (unidades arbitrarias) Control Vehículo 1 µM 5 µM Memantina 10 µM Brown et al., Soc. Neurosci 2003

5. Efecto neuroprotector de la Memantinain vitro Toxicidad semi-crónica con 3-NP en cultivos organotípicos de hipocampo Control 3-NP 14 días 3-NP + Memantina CA1 DG Brown et al., Soc. Neurosci 2003

6. La Memantina en un modelo animal para la demencia neurodegenerativa 2 semanas • Ensayo bioquímico • Colina acetiltransferasa en la corteza frontal Efecto de la Memantina sobre las lesiones del núcleo basal magnocelular (NBM) Inyección de Memantina 30 minutos antes de NMDA or Infusión con Memantina durante dos semanas Inyección unilateral de NMDA (7.5 nmol) o 3NP (250 nmol) dentro del NBM Wenk et al., Eur J Pharmacol 1995, NeuroReport 1996

7. Protección de las neuronas colinérgicas por la Memantina La inyección de memantina atenuó la lesión inducida por NMDA en el NBM 8 6 4 2 0 Memantina (ED50 = 2.8 mg/kg) MK-801 (ED50 = 0.077 mg/kg) Control de actividad de ChAT – lado lesionado (nmol ACh/h*mg proteína) 0.01 0.1 1 10 100 1000 Dosis (mg/kg) Wenk et al., Eur J Pharmacol 1995

8. La degeneración de las neuronas colinérgicas fue atenuada por la Memantina La infusión con memantina atenuó el daño inducido por la inyección de NMDA o 3-NP en la neuronas del NBM 0 -4 -8 -12 -16 -20 * Control de la actividad de ChAT cortical – lado lesionado (nmol ACh/h*mg proteína) Memantina (20 mg/día) Control * Lesión de NMDA Lesión de 3-NP * p < 0.01 versus control Wenk et al., NeuroReport 1996

9. La Memantina en el modelo animal para la enfermedad de Alzheimer Inyección de ß-amiloide (1-40) dentro del hipocampo 2 días 7 días Inmunohistoquímica en el hipocampo : • daño neuronal • GFAP Efecto de la Memantina sobre las lesiones del hipocampo inducidas por el ß-amiloide Infusión de Memantina (20 mg/kg/día) Miguel-Hidalgo et al., Brain Res 2002

10. Protección con Memantina contra la neurodegeneración inducida por el A Magnitud del daño inducido por el ß-amiloide en la región CA1 1,000 800 600 400 200 0 Vehículo Magnitud (µm) * Vehículo Memantina Memantina * p < 0.02 versus placebo Miguel-Hidalgo et al., Brain Res 2002

11. Protección con Memantina contra la neurodegeneración inducida por el A Área de los perfiles de GFAP alrededor del sitio de la inyección 30 25 20 15 10 5 0 * Área (%) Vehículo Memantina Vehículo Memantina * p < 0.03 versus vehículo Miguel-Hidalgo et al., Brain Res 2002

12. 10 días Análisis bioquímico en la corteza frontal:  Actividad de ChAT Efecto de la Memantina sobre la neurodegeneración inducida por la inflamación Efecto de la Memantina sobre las agresiones cerebrales inducidas por lipopolisacáridos (LPS) e inflamación Infusión de Memantina (s.c. 20 mg/kg/día durante 37 días) Infusión de LPS dentro del prosencéfalo basal (37 días) Willard et al., Exp Brain Res 2000

13. La Memantina protegió a las neuronas colinérgicas contra el daño por la inflamación Efecto de la infusión de LPS dentro del prosencéfalo basal sobre la actividad de la ChAT cortical 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 Declive en la actividad de la ChAT cortical (%) ** * Control LPS LPS + Memantina * p < 0.0001 versus control; ** p < 0.05 versus LPS Willard et al., Exp Brain Res 2000

14. Infusión paralela de memantina (s.c. 20 mg/kg/día) y ácido quinolínico (i.c.v.) Alternancia en laberinto-T 3 días Remoción de mini-bombas 15 segundos 2 semanas 10 ensayos/día 5 días Análisis bioquímico La Memantina en un modelo animal para la demencia neurodegenerativa Efectos de la Memantina sobre la neurodegeneración inducida por ácido quinolínico Misztal et al., Eur J Pharmacol 1996

15. Atenuación con memantina de la pérdida de memoria inducida por el ácido quinolínico La infusión de Memantina (20 mg/kg/día) atenuó el déficit de aprendizaje en el laberinto T inducido por la infusión crónica i.c.v. de ácido quinolínico (QA) 4 3 2 1 0 Control QA  QA + Memantina * * * * * Número de errores 1 2 3 4 5 Día * p < 0.05 versus control y QA + Memantina Misztal et al., Eur J Pharmacol 1996

16. Atenuación con memantina de la neuro-degeneración inducida por el ácido quinolínico La memantina (20 mg/kg/día) atenuó el déficit colinérgico del hipocampo inducido por la infusión crónica i.c.v. de ácido quinolínico (QA) 100 80 60 40 20 0 * * Unión [H3]Hemicolinium-3 (tejido µmol/mg) Control QA QA + Memantina * p < 0.05 versus ácido quinolínico Misztal et al., Eur J Pharmacol 1996

17. Resumen Los efectos neuroprotectores de la Memantina fueron mostrados, in vivosobre • La neurodegeneración inducida por excitotoxicidad • El daño neuronal inducido por el ß-amiloide • La inflamación inducida por LPS in vitrosobre • Los trastornos metabólicos debidos a la disfunción mitocondrial Conclusión: • Los efectos neuroprotectores de la Memantina han sido mostrados bajo varias condiciones que son clínicamente relevantes para la enfermedad de Alzheimer.

18. La Memantina inhibe y revierte el tipo de hiperfosforilación anormal de la proteína tau y la neurodegeneración asociada en la enfermedad de Alzheimer Li L., Sengupta A., Haque N., Grundke-Iqbal I. y Iqbal K. FEBS Letters, 2004, 566 (1–3):261–269

19. Hiperfosforilación de la tau en la enfermedad de Alzheimer Enfermedad de Alzheimer Modelo in vitro Metodología terapéutica Cultivo de hipocampo+ ácido okadaico(AO) Actividad PP-2A  Actividad CaMKII  Actividad PKA  Hiperfosforilación de la tau Hiperfosforilación de la tau Formación de nudos Neurodegeneración Li et al., FEBS Letters 2004

20. Efectos de la Memantina sobre la fosforilación de la tau - métodos Ácido okadoico durante 24h Memantina o vehículo durante 24h Análisis • Ensayo para actividad de fosfatasa- o kinasa • Ensayo para muerte celular • Western blots (p-tau) Cortes de hipocampo Li et al., FEBS Letters 2004

21. La Memantina contrarrestó la inhibición de la PP-2A inducida por AO Actividad PP-2A 120 100 80 60 40 20 0 * Actividad PP-2A (% de control)  24 h AO + 24 h vehículo 24 h AO + 24 h Mem  24 h Mem nM AO 100 100 100 0 0 µM Mem 0 1 10 1 10 * p < 0.05 versus tejido tratado con AO

22. La Memantina restauró la actividad de la CaMKII y la PKA Actividad CaMKII Actividad PKA 250 200 150 100 50 0 120 100 80 60 40 20 0  24 h AO + 24 h vehículo 24 h AO + 24 h Mem  24 h Mem * * Actividad kinasa (% de control) * nM AO 100 100 100 0 0 100 100 100 0 0 µM Mem 0 1 10 1 10 0 1 10 1 10 * p < 0.05 versus tejido tratado con AO Li et al., FEBS Letters 2004

23. La Memantina contrarrestó la muerte celular inducida por AO Ensayo de muerte celular 10 8 6 4 2 0 Liberación de LDH (proporción después/antes del tratamiento)  Control  24 h AO + 24 h vehículo 24 h AO + 24 h Mem  24 h Mem * * nM AO 0 100 100 100 0 0 µM Mem 0 0 1 10 1 10 * p < 0.05 versus tejido tratado con AO Li et al., FEBS Letters 2004

24. La Memantina contrarrestó la fosforilación de la tau inducida por la CaMKII  Control  24 h AO + 24 h vehículo 24 h AO + 24 h Mem (10 µM) 7 6 5 4 3 2 1 0 [125I] Western blot con anticuerpos contra pS-262 1 2 3 Fosforilación de la tau 68 43 pSer262 pSer422 10 nM AO – + + 10 µM Mem – – + Li et al., FEBS Letters 2004

25. La Memantina contrarrestó la fosforilación de la tau inducida por AO Tinción inmunocitoquímica de pSer-262 100 nM AO + + + 10 µM Mem – – – 100 nM AO – + + 10 µM Mem – – + Li et al., FEBS Letters 2004

26. Resumen En un modelo in vitro utilizando ácido okadoico, la Memantina mostró que • Restaura las actividades normales de la PP-2A, la CaMKII y la PKA • Previene la muerte celular • Influencia positivamente el desequilibrio fosforilación/desfosforilación Conclusión: • Aparte de los beneficios sintomatológicos, la Memantina también puede influenciar positivamente los cambios patológicos en la enfermedad de Alzheimer