La eritropoyetina como agente neuroprotector: una potencial droga para el tratamiento de enfermedades del sistema nervioso central

Abstract

En el presente trabajo de tesis se desarrolló un proceso de purificación alternativo de eritropoyetina humana recombinante producida en células CHO (rhEPO) que permitió obtener una combinación particular de glicoformas denominada Neuroepoetin (rhNEPO). La misma exhibió mayor proporción de isoformas menos ácidas y, consecuentemente, menor contenido de ácido siálico con respecto a la rhEPO; traduciéndose en una muy baja actividad eritropoyética in vivo pero con preservación o mejora de la afinidad por el receptor en ensayos in vitro. Asimismo, la rhNEPO evidenció efecto citoprotector y antiapoptótico similar o mejorado con respecto a la rhEPO en cultivos de líneas celulares con características neuronales y cultivo primario de neuronas corticales. La caracterización farmacocinética de esta nueva variante, realizada por vía intravenosa (iv), intraperitoneal (ip) y subcutánea (sc), demostró que fue eliminada más rápidamente que la rhEPO. Sin embargo, cuando se evaluó la capacidad para atravesar la barrera hematoencefálica (BHE) tras su administración iv o ip, la misma lo hizo a mayor velocidad, llegando más rápidamente a su potencial sitio de acción. Por otra parte, se evaluó una estrategia de permeabilización de la BHE mediante apertura osmótica empleando manitol (iv), que permitió la detección más temprana de la rhEPO en el líquido cefalorraquídeo, no observándose este efecto con la rhNEPO. Finalmente, se demostró un rol neuroprotector de la rhNEPO en un modelo in vivo de daño neuronal isquémico luego de ser administrada por vía ip. Estos resultados postulan a la rhNEPO como buen candidato para el tratamiento de enfermedades del sistema nervioso central.

In this thesis, a novel combination of erythropoietin (EPO), called Neuroepoetin (rhNEPO), was obtained through an alternative purification process of the recombinant hormone produced in CHO cells. This variant exhibited a higher proportion of less acidic isoforms and, consequently, lower content of sialic acid if compared to rhEPO, resulting in a very low in vivo erythropoietic activity but with preserved or enhanced receptor affinity in in vitro assays. Also, the cytoprotective and antiapoptotic effects of rhNEPO were similar or better than rhEPO in cell lines with neuronal characteristics and primary culture of cortical neurons. Pharmacokinetic analysis after intravenous (iv), intraperitoneal (ip) and subcutaneous (sc) administration showed that the new variant was eliminated faster than rhEPO. However, when its ability to cross the blood brain barrier (BBB) after iv or ip administration was evaluated, rhNEPO crossed faster than haematopoietic hormone, quickly reaching its potential site of action. On the other hand, permeabilization of the BBB by using a mannitol hyperosmolar solution (iv) allowed the earlier detection of rhEPO in the cerebrospinal fluid, an effect that was not observed with rhNEPO. Finally, a neuroprotective role of rhNEPO was demonstrated in an in vivo ischemic neuronal damage model after ip administration. These results propose rhNEPO as a candidate for the treatment of central nervous system diseases.