Todos los procedimientos con animales fueron aprobados por el Comité de Ética Médica de la Universidad de Medicina de Hubei y se realizaron conforme a las directrices institucionales para el cuidado y uso animal (Nº SYXK2019-0031.). Todos los procedimientos que involucren animales Aβ1-42, triptoluro, LY294002, paraformaldehído, xileno, etanol y reactivos quimioluminiscentes deben realizarse con el equipo de protección personal adecuado, incluyendo bata de laboratorio, guantes y gafas protectoras. Los cadáveres animales, tejidos cerebrales, consumibles contaminados con Aβ, residuos de paraformaldehído, residuos de xileno y materiales contaminados con ECL deben recogerse por separado y eliminarse conforme a las normativas institucionales de bioseguridad y eliminación de residuos químicos. El análisis de imágenes se realizó usando ImageJ. Para el análisis inmunohistoquímico, las imágenes se convirtieron a escala de grises de 8 bits o se sometieron a deconvolución de color para aislar la tinción DAB-positiva. El mismo umbral se aplicó a todas las imágenes dentro del mismo experimento. Se midieron el área de tinción positiva, el área total de la región de interés y la densidad integrada. Para Western bloting, las intensidades de las bandas se midieron utilizando la herramienta de análisis en gel tras la resta de fondo. Los niveles de proteínas objetivo se normalizaron a β-actina, mientras que las proteínas fosforiladas se normalizaron a sus niveles totales correspondientes.
Los reactivos y equipos utilizados en este estudio están listados en la Tabla de Materiales, incluyendo nombres de productos, fabricantes, números de catálogo o modelo, y descripciones genéricas.
Animales y agrupación experimental
Se adquirieron cuarenta y ocho ratones adultos C57BL/6J, incluidos 24 machos y 24 hembras, de entre 10 y 12 semanas y con un peso de 22 a 28 g, al Centro Experimental Animal de la Universidad de Medicina de Hubei. Los ratones fueron alojados bajo condiciones específicas libres de patógenos a 22 ± 2 °C, con acceso libre a agua autoclavada y comida estándar para roedores. Tras una semana de aclimatación, los ratones fueron asignados aleatoriamente a cuatro grupos: el grupo control, el grupo modelo tipo EA inducido por Aβ1-42, el grupo tratado con triptolido y el grupo con cotratamiento LY294002 más triptolido, con 12 ratones por grupo. Ratones machos y hembras se equilibraron entre los grupos de la forma más equilibrada posible.
El péptido Aβ1-42 se disolvió en solución fisiológica normal estéril hasta una concentración final de 10 μg/μL. Para preparar Aβ1-42 en condiciones que inducen la agregación, la solución se incubó a 37 °C durante 7 días en un baño maria circulante, se mezcló suavemente antes de usarla y se mantuvo en hielo durante la inyección. Esta condición de preparación fue adaptada de procedimientos de agregación Aβ42 publicados anteriormente. En el presente estudio, el estado de agregación del lote exacto inyectado Aβ1-42 no fue caracterizado de forma independiente por fluorescencia de tioflavina T, SDS-PAGE/Western blot o microscopía electrónica de transmisión. Por lo tanto, el término "Aβ1-42 agregado" en este protocolo se refiere a Aβ1-42 preparado bajo condiciones de incubación que inducen la agregación.
Para el establecimiento del modelo, los ratones fueron anestesiados mediante inyección intraperitoneal de 10% pentobarbital sódico a una dosis de 0,04 mL/10 g de peso corporal. Se confirmó una anestesia adecuada por la ausencia de retirada del pedal y reflejos corneales. A continuación, se fijó a cada ratón un aparato estereotáxico, y se rapó y desinfectó el cuero cabelludo con iodóforo o etanol al 75%. Se realizó una incisión en la línea media para exponer el cráneo y se identificó el bregma bajo un estereomicroscopio. El cráneo se ajustó para que el bregma y el lambda estuvieran posicionados en el mismo plano horizontal.
Las inyecciones bilaterales en ventrículos laterales se realizaron utilizando las siguientes coordenadas relativas al bregma: anteroposterior, −0,50 mm; mediolateral, ±1,00 mm; y dorsoventral, a −3,00 mm de la superficie del cráneo. Se inyectó lentamente (2 μL/min) un volumen total de 2 μL de solución agregada de Aβ1-42 en cada ventrículo lateral mediante una microjeringa. La inyección se realizó a baja velocidad constante para reducir el daño tisular y el reflujo. Después de la inyección, la aguja se dejaba en su sitio aproximadamente 5 minutos y luego se retiraba lentamente. Los ratones control recibieron un volumen igual de solución salina normal estéril en las mismas coordenadas y utilizando el mismo procedimiento quirúrgico. Tras la inyección, la incisión en el cuero cabelludo se cerraba con suturas o clips para heridas, y los ratones se colocaban en una jaula de recuperación calentada hasta que recuperaban la conciencia. La recuperación postoperatoria, el peso corporal, la cicatrización de heridas, el comportamiento de aseo, la actividad locomotora y los signos de dolor o malestar se monitorizaban diariamente.
La intervención con medicamentos se inició 2 semanas después de la inyección estereotáxica, después de que el modelo se considerara estable. El triptolido se disolvió en suero fisiológico normal que contenía un 4% de propilenglicol y se administró intraperitonealmente una vez al día durante 30 días consecutivos. El grupo tratado con triptolido recibió triptolido a 0,2 mg/kg diario, mientras que el grupo de cotratamiento LY294002 más triptolido recibió triptolido junto con el inhibidor de PI3K LY294002 a 0,3 mg/kg una vez al día durante 30 días consecutivos. El grupo de control y el grupo de modelos tipo AD inducido por Aβ1-42 recibieron volúmenes iguales de solución vehicular usando el mismo esquemade inyección 16.
Prueba del laberinto acuático Morris
El aprendizaje espacial y la memoria se evaluaron utilizando el laberinto de agua de Morris 24 horas después de la administración final de medicamentos. El laberinto de agua consistía en una piscina circular llena de agua mantenida a 22 °C ± 1 °C. Se colocaron señales visuales alrededor de la piscina y se mantuvieron sin cambios durante todo el experimento. Durante la fase de navegación por el lugar, la plataforma oculta quedó fija en el cuadrante objetivo. Antes de las pruebas cada día, se permitió que los ratones se aclimataran a la sala de pruebas durante aproximadamente 30 minutos.
La prueba de navegación por lugares se realizó durante 6 días consecutivos. En cada prueba, el ratón se colocaba suavemente en el agua, mirando hacia la pared de la piscina desde uno de los cuadrantes iniciales, y se permitía buscar la plataforma oculta durante hasta 60 segundos. Si el ratón encontraba la plataforma en un plazo de 60 s, se le permitía permanecer en la plataforma durante 15 s. Si el ratón no localizaba la plataforma en un plazo de 60 s, se guiaba hasta la plataforma y se le permitía permanecer allí durante 20 s para facilitar la consolidación de la memoria espacial. Cada ratón se sometía a 4 pruebas al día, y la latencia de escape, la distancia de natación y la velocidad de nado se registraban mediante un sistema automatizado de seguimiento por vídeo.
Al día 7, la plataforma fue retirada para el juicio de la sonda. El ratón se colocaba en el agua desde el cuadrante opuesto a la ubicación original de la plataforma y se le permitía nadar libremente durante 60 segundos. Se registraron el número de cruces de andenes y el porcentaje de tiempo pasado en el cuadrante objetivo. Tras cada prueba, el ratón se secaba y se devolvía a una jaula calentada para evitar lahipotermia 17,18.
Recogida de tejidos
Tras pruebas de comportamiento, los ratones fueron profundamente anestesiados mediante una inyección intraperitoneal de 10% de pentobarbital sódico a una dosis de 0,04 mL/10 g de peso corporal. Ocho ratones de cada grupo fueron seleccionados aleatoriamente para la extracción proteica del hipocampo. Sus cerebros fueron rápidamente extraídos sobre hielo y los tejidos bilaterales del hipocampo fueron diseccionados sobre una superficie helada. Las muestras del hipocampo se colocaban en crioviales premarcados, se congelaban rápidamente en nitrógeno líquido y se almacenaban a −80 °C hasta la extracción de proteínas.
Los cuatro ratones restantes de cada grupo se utilizaron para análisis histológicos e inmunohistoquímicos. Bajo anestesia profunda, los ratones fueron perfundidos transcárdicamente con solución salina amortiguada con fosfato hasta que el hígado palideció, seguido de un 4% de paraformaldehído. Los cerebros fueron cuidadosamente extraídos y post-fijados en paraformaldehído al 4% a 4 °C durante 24 horas. Tras la fijación, los tejidos cerebrales se sometieron a la plataforma experimental de patología, donde se realizó la incrustación de parafina y la posterior sección. El paraformaldehído se manipulaba en una campana extractora química, y los residuos que contenían paraformaldehído se recogían por separado conforme a los requisitos institucionales de eliminación de residuos químicos.
Tinción de hematoxilina y eosina
Los tejidos cerebrales incrustados en parafina se cortaron en secciones coronales de 4 μm que contenían el hipocampo. Las secciones se hornearon a 60 °C durante 1 hora, se desparafinizaron dos veces en xileno durante 10 minutos cada una, y se rehidrataron mediante soluciones de etanol graduadas (100%, 95%, 85% y 75%) seguidas de agua destilada (5 min por cada paso). Tras la rehidratación, las secciones se teñían con hematoxilina durante 10 minutos, se enjuagaban con agua del grifo corriente, se diferenciaban brevemente en alcohol ácido (2 s) cuando era necesario, y se azulaban con agua del grifo corriente. Las secciones se contrateñieron con eosina durante 5 minutos, se deshidrataron mediante etanol graduado, se limpiaron con xileno dos veces durante 5 minutos cada una y se montaron con resina neutra.
Se observó la morfología del hipocampo bajo un microscopio óptico. Se obtuvieron imágenes de la misma subregión hipocampal en todos los grupos, utilizando los parámetros de aumento e imagen del 20×. El daño neuronal fue evaluado en función de la densidad neuronal, la picnosis nuclear y la disposición desordenada mediante software de análisis de imágenes por un investigador cegado a la asignación degrupos 19.
Inmunohistoquímica Aβ
Para la inmunohistoquímica Aβ, las secciones de parafina se desparafinizaron y rehidrataron según lo descrito para la tinción de hematoxilina y eosina. La obtención de antígenos se realizó en el tampón de recuperación de antígenos EDTA a pH 8,0 calentando las secciones en un microondas a alta potencia durante 3 minutos en dos ocasiones. Las secciones se dejaron enfriar hasta temperatura ambiente y luego se lavaron tres veces con PBS durante 5 minutos cada una. La actividad endógena de la peroxidasa se bloqueó con peróxido de hidrógeno al 3% durante 15 minutos a temperatura ambiente, seguida de un lavado de PBS tres veces durante 5 minutos cada uno. La unión inespecífica se bloqueó con suero normal de cabra al 5% durante 30 minutos a temperatura ambiente. Las secciones se incubaron durante la noche a 4 °C con un anticuerpo primario contra Aβ diluido a 1:200 en PBS. Tras la incubación, se lavaron las secciones tres veces con PBS durante 5 minutos cada una, y luego se incubaron con un anticuerpo secundario conjugado con HRP durante 60 minutos a temperatura ambiente. Tras el lavado con PBS, se aplicó el sustrato DAB y se monitorizó el desarrollo del color bajo el microscopio. La reacción se detuvo con agua destilada una vez que se vio la tinción marrón-positiva. Las secciones se contrateñieron con hematoxilina, se deshidrataron mediante etanol graduado, se limpiaron con xileno y se montaron con resina neutra. Se capturaron imágenes desde la misma subregión hipocampal en todos los grupos utilizando ajustes idénticos de microscopio a un aumento del 20×. La inmunotinción Aβ se cuantificó mediante software de análisis de imágenes. El umbral de tinción positiva se mantuvo consistente en todas las imágenes, y la deposición de Aβ se calculó como el área de tinción positiva dividida por el número total de células en cada campo microscópico.
Extracción de proteínas del hipocampo y análisis de western blot
Los tejidos hipocampales congelados se mantuvieron sobre hielo y se homogeneizaron en un tampón de lisis RIPA helado que contenía proteasas e inhibidores de fosfatasa. Los homogeneados se incubaron sobre hielo durante 30 minutos y se vórtizaron de forma intermitente para asegurar una lisis suficiente. Los lisados se centrifugaron a 12.000 × g durante 15 minutos a 4 °C, y se recogieron los sobrenacionantes para análisis de proteínas. Las concentraciones de proteínas se determinaron utilizando un kit de análisis de proteínas BCA según las instrucciones del fabricante. En resumen, se prepararon los estándares de BSA y las muestras de proteínas en duplicado, mezclados con reactivo de trabajo BCA, incubados a 37 °C durante 30 minutos y medidos a 562 nm usando un lector de microplacas. Las concentraciones de proteínas se calcularon según la curva estándar y todas las muestras se ajustaron a la misma concentración final antes de laelectroforesis 20.
20 μg de proteína total de cada muestra hipocampal se separaron con un 12% de SDS-PAGE y se transfirieron a las membranas de PVDF. La electroforesis se realizaba a 80 V para apilamiento y 120 V para separación. Las proteínas se transfirieron a membranas PVDF activadas en metanol mediante transferencia húmeda a 100 V durante 90 minutos a 4 °C. Tras la transferencia, las membranas se bloquearon con un 5% de BSA durante 1 hora a temperatura ambiente. Las membranas se incubaron durante la noche a 4 °C con anticuerpos primarios contra la Gefirina (dilución 1:1000), Gefirina fosforilada (dilución 1:500), Colibitina (dilución 1:1000), PI3K (dilución 1:1000), Akt (dilución 1:1000), Akt fosforilado (dilución 1:1000), GSK-3β (dilución 1:1000), GSK-3β fosforilado (dilución 1:1000), LC3 (dilución 1:1000), p62 (dilución 1:1000) y β-actina (dilución 1:5000). Tras el lavado con TBST, las membranas se incubaron con anticuerpos secundarios conjugados con HRP durante 1 hora a temperatura ambiente (dilución 1:5000). Las bandas proteicas se visualizaron utilizando sustrato quimioluminiscente ECL y capturadas con un sistema de imagen quimioluminiscencia. Las intensidades de las bandas se cuantificaron mediante software de análisis de imágenes. Los niveles totales de expresión proteica se normalizaron a β-actina. Imágenes Western blot de alta resolución sin recortar se incluyeron en los materiales complementarios.
Datos estadísticos
El análisis estadístico se realizó utilizando software de análisis estadístico y generación de grafos. Los datos se expresaban como media ± SD, como se indica en las leyendas de las figuras. Las pruebas de comportamiento y la cuantificación de imágenes fueron realizadas por investigadores que no se identificaban ante la asignación de grupos. La latencia de escape durante la fase de entrenamiento del laberinto acuático Morris se analizó utilizando ANOVA de medidas repetidas bidireccionales, con el grupo y el día de entrenamiento como factores. Se analizaron los datos de los ensayos de sonda, cuantificación histológica, cuantificación inmunohistoquímica y densitometría de Western blot utilizando una prueba ANOVA unidireccional. La significación estadística se definió como p < 0,05. Se utilizó la notación estándar de significación de la siguiente manera: *p < 0,05, **p < 0,01 y ***p < 0,001. Los tamaños exactos de muestra se indicaban en las leyendas correspondientes de las figuras. Ratones machos y hembras estaban distribuidos de manera uniforme entre los grupos experimentales. Sin embargo, no se realizó un análisis estadístico estratificado por sexo porque el estudio no fue diseñado ni potenciado para detectar efectos específicos por sexo. Esta limitación se reconoce en la sección de Discusión.