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【Nature Sub-journal】El WBP y el sistema de imagen de contraste de moteado láser de Tow-Int ayudan a descifrar los mecanismos de las lesiones cerebrales

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Se desvela el mecanismo de las lesiones cerebrales | Tow-Int Tech apoya un estudio en Carolina del Norte

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Resumen

Recientemente se ha publicado oficialmente en la prestigiosa revista internacional Nature Communications (FI: 15,7) un estudio histórico dirigido por el Instituto de Columna Vertebral del Hospital Longhua de la Universidad de Medicina Tradicional China de Shanghai. La investigación, titulada "Brain-cervical lymph node crosstalk contributes to brain injury induced by subarachnoid hemorrhage in mice" (La interrelación entre los ganglios linfáticos cerebrales y cervicales contribuye a la lesión cerebral inducida por la hemorragia subaracnoidea en ratones), fue llevada a cabo por un equipo dirigido por los autores correspondientes, el investigador Qianqian Liang y el profesor Yongjun Wang, con el investigador adjunto Jinman Chen como primer autor.

Este estudio proporciona una explicación mecánica profunda de cómo los eritrocitos extravasados en el líquido cefalorraquídeo tras una hemorragia subaracnoidea son drenados a través de los vasos linfáticos meníngeos a los ganglios linfáticos cervicales, donde son engullidos y degradados por las células endoteliales linfáticas medulares, desencadenando la neuroinflamación a través de la proteasa lisosomal catepsina S. Cabe destacar que, en esta investigación exploratoria de categoría mundial, el sistema de imágenes de contraste de moteado láser (LSCI) y el sistema de pletismografía de cuerpo entero (WBP) de Tow-Int Technology proporcionaron un apoyo técnico indispensable para la ejecución satisfactoria y la validación de datos del estudio.

Antecedentes de la investigación

La hemorragia subaracnoidea (HSA) es un evento cerebrovascular devastador con altas tasas de mortalidad y discapacidad. Su progresión patológica no sólo se deriva de la agresión física inicial de la hemorragia, sino que también está estrechamente relacionada con la lesión cerebral precoz (LPE) y la isquemia cerebral retardada (ICD) posteriores. Estudios recientes han demostrado que los vasos linfáticos meníngeos sirven de conexión anatómica entre el sistema nervioso central (SNC) y el sistema inmunitario periférico, drenando antígenos del SNC a los ganglios linfáticos cervicales (NLC) e iniciando respuestas inmunitarias específicas. Sin embargo, sigue sin estar claro cómo participan los ganglios linfáticos cervicales en la inmunopatología de las lesiones cerebrales tras una HSA y cuáles son los mecanismos celulares y moleculares precisos implicados.

Principales hallazgos y mecanismos

Este estudio diseccionó sistemáticamente la vía de este eje inmunitario integrando múltiples modelos experimentales y enfoques técnicos:

2.1 La escisión de ganglios linfáticos valida su importancia funcional:
Los investigadores extirparon quirúrgicamente los ganglios linfáticos mandibulares (un componente principal de los ganglios linfáticos cervicales superficiales) en ratones. Descubrieron que en dos modelos diferentes de HSA (perforación endovascular e inyección de sangre autóloga), el grupo de escisión de ganglios linfáticos mostraba mejoras significativas en las puntuaciones de la función neurológica (puntuaciones García modificadas), menor contenido de agua cerebral, menor infiltración de neutrófilos de sangre periférica (CD11b+Ly6G+) y menor número de neuronas apoptóticas TUNEL+ en la corteza cerebral. Estos resultados confirmaron el papel promotor de las NLC en la patología de la HSA.

2.2 Las células endoteliales linfáticas (CLN) median en la eliminación de eritrocitos:
La tinción de inmunofluorescencia reveló que de 4 a 24 horas después de la HSA, los eritrocitos extravasados (TER-119+) se co-localizaban con las LECs LYVE-1+ dentro de las CLNs, pasando de una morfología intacta a una degradada con el tiempo. Los experimentos de co-cultivo in vitro confirmaron además que los eritrocitos marcados con CFSE eran internalizados por las LEC. En particular, en comparación con los macrófagos (CD169+) de las zonas periféricas de los LN, los LEC desempeñaron un papel dominante en la fase inicial de la fagocitosis de eritrocitos.

2.3 La secuenciación unicelular identifica la molécula clave CTSS:
El análisis de secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) de las CLNs tras la HSA mostró que los genes expresados diferencialmente en las LECs medulares estaban significativamente enriquecidos en la vía del lisosoma. Entre ellos, la expresión del gen Ctss, que codifica la catepsina S (CTSS), estaba marcadamente regulada al alza. La secuenciación del ARN masivo y la validación de la qPCR in vitro confirmaron que el cocultivo con eritrocitos inducía la regulación al alza de los transcritos de Ctss, junto con los de varias citoquinas proinflamatorias (por ejemplo, Tnf-α, *Il-1β*, Ccl2), en las LEC.

2.4 Las intervenciones genéticas y farmacológicas validan la diana:
Para aclarar la función de los CTSS derivados de los LEC, el estudio construyó un modelo de ratón con knockout condicional Prox1-creER²; Ctssflox/flox. Tras la inducción con tamoxifeno, el knockout Ctss específico de LEC retrasó significativamente la tasa de degradación de eritrocitos extravasados en las CLN y mejoró eficazmente los déficits neurológicos y la neuroinflamación inducidos por la HSA. Del mismo modo, la administración sistémica del inhibidor de CTSS de molécula pequeña LY3000328 también produjo efectos neuroprotectores consistentes.

Apoyo técnico del equipo profesional de Tow-Int en experimentos clave

En varias fases críticas de la investigación mecanística, el equipo de investigación confió en el equipo de monitorización fisiológica de alta precisión de Tow-Int para obtener datos fiables y descartar posibles factores de confusión.

3.1 Aplicación del sistema Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI) de Tow-Int en el análisis hemodinámico cerebral:

Necesidad científica: Para excluir la posibilidad de que los efectos neuroprotectores de la deleción de Ctss o la inhibición farmacológica estuvieran mediados por alteraciones en la autorregulación del flujo sanguíneo cerebral (FSC), se requería una cuantificación precisa del FSC tras la HSA.

Implementación técnica: Este estudio utilizó el sistema Tow-Int LSCI para realizar imágenes de perfusión de campo completo no invasivas de la corteza cerebral del ratón antes de la inducción de la HSA (línea de base), y a los 15 minutos y 24 horas después de la cirugía.

(b) El flujo sanguíneo cerebral (CBF) detectado por el sistema de imagen de flujo sanguíneo de moteado láser antes de la HSA, a los 15 minutos y a las 24 horas después de la cirugía de HSA en ratones Prox1-CreER T2 /Ctss f/f y Ctss f/f.

Aportación de datos y apoyo a la conclusión: Los datos obtenidos del sistema mostraron que mientras que todos los grupos exhibieron la esperada disminución brusca del CBF después de la HSA, no hubo diferencias estadísticamente significativas en el flujo sanguíneo cerebral relativo (rCBF) en ningún punto temporal entre los grupos knockout/inhibidor de Ctss y los grupos de control. Estos datos clave demostraron sólidamente que la neuroprotección mediada por CTSS era independiente de los cambios en la hemodinámica cerebral, centrando así el mecanismo en la vía inmunorreguladora.

3.2 Aplicación del sistema de pletismografía de cuerpo entero (WBP) de Tow-Int en la monitorización de la función respiratoria:
El bloqueo de la salida sináptica en SP5C de ratones Nrxn123 cTKO redujo significativamente la tos inducida por NH₃. La inhibición quimiogenética de las neuronas SP5C suprimió fuertemente las respuestas a la tos, mientras que los controles no se vieron afectados.

Necesidad científica: En los experimentos farmacológicos, era necesario confirmar que el inhibidor de CTSS LY3000328 no suprimía las constantes vitales básicas, en particular la función respiratoria, en los ratones, asegurando que las mejoras neurológicas observadas no eran consecuencia de efectos secundarios del fármaco.

Implementación técnica: El estudio empleó el sistema Tow-Int WBP para realizar una monitorización no invasiva a largo plazo de la Frecuencia Respiratoria en ratones que se movían libremente en un entorno tranquilo.

Aportación de datos y apoyo a las conclusiones: Los datos de frecuencia respiratoria registrados por el sistema WBP no indicaron diferencias significativas entre los grupos inhibidor y control. Este resultado excluyó la posibilidad de que la hipoxia inducida por la depresión respiratoria confundiera las evaluaciones funcionales neurológicas, aportando pruebas fisiológicas cruciales de la seguridad del inhibidor de la CTSS y reforzando el rigor de las conclusiones del estudio.

Conclusión

Tow-Int Technology se compromete a proporcionar soluciones excepcionales de investigación de la función fisiológica para científicos de todo el mundo, potenciando descubrimientos innovadores.

【Reference】

[1] Chen J, Wang J, Zheng W, et al. Brain-cervical lymph node crosstalk contributes to brain injury induced by subarachnoid hemorrhage in mice[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 8551.