Compromiso neuronal en esclerosis múltiple

Jorge Correale¹, Francisco Meli², Célica Ysrraelit³

¹Departamento de Neurología, Instituto de Investigaciones Neurológicas Dr. Raúl Carrea (FLENI), Facultad de Ciencias Biomédicas Universidad Austral;
²Departamento de Radiología, FLENI;
³Servicio de Neurología, Hospital Juan A Fernández, Buenos Aires

Dirección postal: Dr. Jorge Correale. Departamento de Neurología, Instituto de Investigaciones Neurológicas Dr. Raúl Carrea (FLENI), Montañeses 2325, 1428 Buenos Aires, Argentina. Fax: (54-11) 5777-3209
E-mail: jcorreale@fleni.org.ar; bairesla@fibertel.com.ar

Resumen
La esclerosis múltiple (EM) ha sido considerada clásicamente como una enfermedad desmielinizante. Si bien el compromiso neurodegenerativo fue previamente descripto, sólo recientemente ha sido enfatizado.  Por estudios recientes se ha identificado la degeneración axonal como el mayor determinante de discapacidad neurológica irreversible en pacientes con EM. El daño axonal se inicia tempranamente y permanece silente durante años, la discapacidad neurológica se desarrolla cuando se alcanza cierto umbral de pérdida axonal y los mecanismos de compensación se agotan. Se han propuesto tres hipótesis para explicar el daño axonal: 1) El daño es causado por un proceso inflamatorio, 2) Existe una excesiva acumulación de Ca²⁺ intraaxonal, 3) Los axones desmielinizados evolucionan a un proceso degenerativo producto de la falta de soporte trófico provisto por la mielina o células formadoras de mielina. Si bien la EM fue tradicionalmente considerada como una enfermedad de la sustancia blanca, el proceso de desmielinización también ocurre en la corteza cerebral. Las lesiones corticales muestran injuria neuronal representada por transección de axones y dendritas, así como apoptosis de neuronas. Dado que los métodos convencionales de resonancia magnética nuclear (RMN) son limitados en su capacidad para brindar información sobre el compromiso axonal en EM, procedimientos como tensor de difusión, espectroscopia por resonancia magnética, resonancia magnética funcional, y nuevas técnicas para medir atrofia han sido desarrollados recientemente para monitorear su evolución. El reconocimiento de que EM es en parte un proceso neurodegenerativo impone abordar de manera crítica la patogenia de la enfermedad, a fin de considerar nuevas estrategias de tratamiento.

Palabras clave:  Esclerosis múltiple; Axón; Enfermedades neurodegenerativas; Autoinmunidad; Corteza cerebral; Apoptosis

Abstract
Neuronal injury in multiple sclerosis. The concept of multiple sclerosis (MS) as a demyelinating disease is deeply ingrained. Although the existence of a neurodegenerative component has always been apparent, it has only recently become emphasized. Thus, in recent years several studies have identified axonal degeneration as the major determinant of irreversible neurological disability in patients with MS. Axonal injury begins at disease onset and remains clinically silent for many years; irreversible neurological disability develops when a threshold of axonal loss is reached and CNS compensatory mechanisms are exhausted.  The precise mechanisms of axonal loss are poorly understood, and three hypotheses have been proposed: 1) The damage is caused by an inflammatory process, 2) There is an excessive accumulation of intra-axonal Ca²⁺, 3) Demyelinated axons undergo degeneration due to lack of trophic support by myelin, or myelin forming cells. Although MS has traditionally been regarded as a disease of white matter, demyelination can also occur in the cerebral cortex. Cortical lesions exhibit neuronal injury represented by dendritic and axonal transection as well as neuronal apoptosis. Because conventional nuclear magnetic resonance (NMR) is limited in its ability to provide specific information about axonal pathology in MS, new techniques such as, diffusion-weighted MRI, proton magnetic resonance spectroscopy, functional MRI, as well as novel techniques designed to measure atrophy have been developed to monitor MS evolution. Recognition that MS is in part a neurodegenerative disease should trigger critical rethinking on the pathogenic mechanisms of this disease and provides new targets for a rational treatment.

Key words: Multiple sclerosis; Axon; Neurodegenerative diseases; Autoimmunity; Cerebral cortex; Apoptosis

     La esclerosis múltiple (EM) afecta aproximadamente un millón de personas en el mundo, representando la mayor causa de discapacidad neurológica en adultos jóvenes. Si bien compromete individuos de todas las edades, la mayor parte de los pacientes desarrollan los primeros síntomas de la enfermedad entre los 20 y 40 años. Asimismo, la enfermedad se presenta más frecuentemente en mujeres que en hombres (proporción 2:1), lo que sugiere que el género es un factor de riesgo adicional. Aproximadamente el 85% de los enfermos inicialmente experimenta un curso con brotes y remisiones (BR) caracterizado por la presencia de discapacidad neurológica parcial o totalmente reversible que se presenta en forma de múltiples episodios. Luego de aproximadamente 10 años de evolución de la enfermedad, un 50% de los pacientes presentan gradual progresión de su discapacidad con síntomas neurológicos irreversibles. Esta forma clínica es llamada secundaria progresiva (SP).  Aproximadamente un 10-15% de los pacientes presentan un curso clínico progresivo desde el inicio. Esta forma clínica es denominada primaria progresiva (PP). A pesar de la introducción de drogas modificadoras de la enfermedad en la última década, la eficacia parcial de estas alternativas de tratamiento refleja la naturaleza compleja de las interacciones moleculares que gobiernan la patogénesis en EM.
     La etiología de EM ha sido clásicamente atribuida a un fenómeno autoinmune¹. Los hallazgos histopatológicos más característicos de la enfermedad se encuentran representados por la presencia de áreas de desmielinización e infiltrados inflamatorios perivasculares.  Sin embargo, la mayor parte de las lesiones contienen también variables grados de astrogliosis reactiva, actividad fagocítica, pérdida de oligodendrocitos (OGDs) y daño axonal². De esta forma la histología de EM es heterogénea, y han sido identificados distintos patrones de desmielinización, sugiriendo que en diferentes pacientes son distintos los mecanismos inmunológicos que se encuentran involucrados en los procesos de desmie-linización y destrucción tisular³. Un mayor conocimiento sobre el compromiso de las neuronas en el curso de EM, y el desarrollo de tratamientos que puedan limitar o prevenir la injuria neuronal, es de crítica importancia no sólo en términos de patogénesis de la enfermedad sino también en relación con estrategias futuras de tratamiento.  El bloqueo de las cascadas moleculares que llevan a la disfunción o muerte neuronal puede contribuir a limitar el desarrollo de discapacidad en EM.
     Si bien la desmielinización representa el patrón más característico de daño tisular en lesiones de EM, los axones y neuronas también resultan dañados durante el curso de la enfermedad. El concepto de que las neuronas son dañadas durante el curso de EM no es nuevo, ya que fue descrito en el siglo XIX por Charcot⁴. En cambio, resulta nuevo el reconocimiento de que la degeneración axonal es de frecuente presentación en EM, ocurre tempranamente en el desarrollo de la enfermedad, y es responsable de la irreversibilidad de los síntomas neurológicos evidenciados, y consiguientemente de la discapacidad que presentan los pacientes^{5, 6}. También en los últimos años hemos comenzado a comprender cómo se produce el daño neuronal. Han sido identificadas moléculas específicas responsables de este proceso, contribuyendo así al desarrollo de terapéuticas racionales dirigidas específicamente contra estos blancos moleculares. Asimismo, el uso de estudios de resonancia magnética nuclear (RMN) y espectroscopia, basada en los niveles de N-acetilaspartato (NAA), han permitido contar con nuevos métodos no invasivos para valorar la integridad de axones y neuronas, permitiendo disponer de nuevos marcadores que ayuden en el monitoreo de agentes neuroprotectores durante el curso de ensayos clínicos ⁷.

Evidencias de daño axonal en EM

Si bien los cuerpos neuronales en el sistema nervioso central (SNC) se encuentran relativamente protegidos contra fenómenos de daño inflamatorio, las neuritas y particularmente los axones, son susceptibles a injuria mecánica, alteraciones en el transporte, isquemia, daño oxidativo, defectos en el recambio proteico, y procesos inflamatorios. Diferentes modelos experimentales han demostrado que el daño axonal focal conduce a degeneración walleriana del segmento distal de la fibra nerviosa⁸, así como a un proceso de degeneración retrógrada que afecta la porción proximal del axón y su neurona de origen⁹.
     En el pasado, el compromiso axonal en EM ha merecido atención en el contexto de cuadros de marcada agresividad o bien como un componente de lesiones crónicas activas en etapa avanzada de la enfermedad. Sin embargo, estudios recientes han jerarquizado el daño axonal como un componente temprano de las lesiones de EM¹⁰. El acumulo de proteína precursora de amiloide (PPA) ha sido demostrado en lesiones recientes de EM, así como en el borde de lesiones crónicas¹¹. Dado que PPA es detectada sólo en axones con compromiso del transporte axonal rápido, estos hallazgos proveen evidencia de una alteración en la función del axón, la que se manifiesta en el interior de lesiones inflamatorias.  Estudios morfológicos posteriores utilizando microscopía confocal y anticuerpos anti-neurofilamentos permitieron identificar y cuantificar en áreas de desmielinización la presencia de lesiones terminales axonales de formato ovoide, características del proceso de transección axonal¹². Estos estudios confirmaron que el fenómeno de daño axonal está presente en estadios tempranos de la enfermedad y que la densidad de axones dañados correlaciona con el grado de actividad inflamatoria de lesiones activas¹³. Diferentes investigaciones han demostrado reducción del 45-84% en la densidad axonal en áreas de desmielinización^{12, 14}. Pero no todos los axones son afectados con la misma magnitud. Los axones de menor diámetro y originados en pequeñas neuronas son más vulnerables que aquellos de mayor tamaño¹⁵. Estos hallazgos son claramente evidentes en la retina de pacientes que presentan placas de desmielinización en el nervio óptico, y han sido correlacionados con el número de mitocondrias presentes en los axones¹⁵.
     A pesar de que la pérdida de axones es abundante en lesiones inflamatorias tempranas de EM, es probable que el daño axonal al comienzo de la enfermedad no haya sido responsable de la discapacidad neurológica observada en pacientes con EM BR, dada la existencia de fenómenos de recuperación funcional^{16, 17}. Fundamentando esta posibilidad, en autopsias de pacientes con lesiones compatibles con EM y sin historia previa de síntomas neurológicos llega a observarse una marcada pérdida axonal¹⁴. En cambio, el daño axonal provee una razonable explicación para la irreversibilidad de la discapacidad neurológica observada en aquellos que evolucionan a una forma SP. Probablemente la fase de BR de la enfermedad represente un período de acumulación silenciosa de daño axonal, similar al observado en otras enfermedades neurodegenerartivas como la enfermedad de Parkinson o la esclerosis lateral amiotrófica. En esta etapa la recuperación puede resultar como consecuencia de diferentes mecanismos: a) resolución del proceso inflamatorio; b) remielinización parcial; c) redistribución de los canales de Na⁺ a lo largo de la fibra desmielinizada; o d) fenómenos de reorganización cortical que compensen los déficit existentes^{7, 16, 17}. Así el proceso de déficit neurológico irreversible se puede desarrollar cuando la acumulación progresiva de pérdida axonal durante la fase de BR alcanza un cierto umbral o bien cuando los mecanismos de recuperación funcional han dejado de ser efectivos.
     Es posible que la progresión en la discapacidad neurológica en pacientes con EM surja como consecuencia de otros mecanismos neurodegenerativos, como por ejemplo el compromiso de estructuras pre- o post-sinápticas. Así en encefalitis alérgica experimental (EAE), un modelo animal de EM, es posible observar una marcada reducción de la expresión de sinaptofisina y sinapsina I, dos proteínas pre-sinápticas, y también de PSD-95, una proteína post-sináptica asociada al receptor NMDA en sinapsis excitatorias¹⁸. Estos hallazgos muestran importante correlación con los infiltrados inflamatorios hallados en distintos estadios de la enfermedad.
     El daño axonal no se encuentra restringido a las lesiones desmielinizantes. Estudios histológicos post-mortem han mostrado evidencia de degeneración axonal en áreas de sustancia blanca de apariencia normal en estudios convencionales de RMN¹⁹ o en exámenes histológicos de rutina utilizando luxol fast blue, así como en zonas periféricas a las placas de desmielinización²⁰. De manera similar diferentes estudios utilizando espectroscopia han detectado caída de los niveles de NAA en áreas de sustancia blanca de apariencia normal (SBAN), indicando también daño axonal ⁷. Esta pérdida axonal posiblemente se produzca por degeneración walleriana de las proyecciones axonales distales.

Mecanismos de daño axonal en EM

Los mecanismos moleculares exactos de pérdida axonal en EM no son aún del todo conocidos. El desarrollo de nuevas alternativas de tratamiento neuroprotectoras no sólo exige conocer con mayor certeza los mecanismos de daño axonal involucrados, sino también comprender cómo éstos se modifican a lo largo del curso de la enfermedad. Es posible que existan distintos mecanismos responsables de la degeneración axonal dependiendo del estado de la enfermedad. Diferentes hipótesis procuran explicar el daño axonal durante el curso de EM:
     1. Daño inmuno mediado (Fig. 1A):  La marcada correlación existente entre  inflamación  y transección axonal sugiere que el daño axonal es inmuno-mediado^11-13. Mediante microscopía confocal se han detectado macrófagos y células microgliales activadas en cercana asociación con las terminaciones ovoides de axones transectados en lesiones de EM¹². De manera adicional, estas células contienen inclusiones de neurofilamentos, sugiriendo que tanto macrófagos como células de la microglia pueden atacar directamente los axones en lesiones desmielinizadas. Estudios in vitro han demostrado que los axones pueden ser atacados también por células T CD8+ en una reacción que depende del reconocimiento de antígenos específicos en el contexto del MHC Clase I, induciendo disrupción segmentaria del citoes-queleto del axón²¹. Este mecanismo fue selectivo para neuritas, y no detectable en cuerpos celulares. En lesiones de EM, existe una significativa correlación entre el número de células T CD8+ restringidas por MHC Clase I y la extensión de daño axonal^{13, 22}. Tanto neuronas como axones expresan MHC Clase I y pueden representar así potenciales blancos para el ataque mediado por células CD8+ ²³. Por otra parte, el estudio de lesiones agudas de EM ha permitido evidenciar un contacto directo entre células T citotóxicas, que expresan granzyma B como marcador de su potencial citototoxicidad, y axones desmielinizados²⁴. Estos hallazgos sugieren que el ataque directo de células T citotóxicas desempeña un importante papel en algunas lesiones de EM.

Fig. 1.  A.  El daño axonal puede ser inmuno mediado. Diferentes mecanismos inmunológicos pueden ser responsables del daño axonal en EM. Macrófagos y células microgliales se ven asociadas a axones lesionados. De manera adicional, los axones pueden ser dañados directamente por la acción de células T CD8+ a través de reacciones que dependen del reconocimiento antigénico específico en el contexto de MHC Clase I. Finalmente, el daño axonal puede ser también mediado por anticuerpos específicos a través de la activación del complemento B. Mecanismos de influjo de Ca²⁺ durante la degeneración axonal. Un déficit energético conduce a alteraciones en el funcionamiento de la bomba de Na⁺/K⁺ dependiente de ATPasa. Asimismo, durante el proceso de desmielinización existe una redistribución de canales de Na_v1.6, los cuales median un incremento de Na⁺ intraaxonal, el que estimula una mayor actividad del canal de intercambio Na⁺/Ca²⁺, conduciendo a una acumulación de Ca²⁺ intraaxonal. Esta acumulación de Ca²⁺ estimula una variedad de sistemas enzimáticos, entre ellos la acción de calpaína y la óxido nítrico sintetasa, produciendo un incremento de los niveles de ON con bloqueo de la acción mitocondrial y mayor déficit energético. Una cantidad adicional de Ca²⁺ puede vehiculizarse a través de la distribución ectópica de canales tipo N, así como a partir de la liberación de Ca²⁺ endógeno desde el retículo endoplásmico y la mitocondria. CI: Canal de intercambio.

     El daño axonal puede ser también mediado por anticuerpos específicos a través de la activación del complemento o de la interacción con macrófagos. Sin embargo, si bien en EM se han detectado anticuerpos dirigidos contra distintos componentes axonales en suero y LCR de pacientes, su contribución al curso del daño axonal es aún controvertida. Células gliales y neuronas en el SNC pueden producir distintas proteínas componentes de la cascada del complemento. Estudios in vitro han demostrado que las neuronas son particularmente susceptibles al ataque mediado por complemento, dado que expresan bajos niveles de reguladores del complemento en sus membranas. Resulta interesante que ratas deficientes en fracción 6 del complemento hayan mostrado una significativa reducción de la desmielinización e injuria axonal durante la inducción de EAE, a pesar de la invasión del SNC por células mononucleares²⁵. Contrariamente, la depleción de CD59a, un regulador de membrana del complemento, induce incremento del daño axonal en EAE²⁶.
     El daño axonal puede ser asimismo mediado por diferentes sustancias tóxicas producidas por el sistema inmune activado o las células gliales. Este grupo de moléculas incluye enzimas proteolíticas, citocinas, radicales libres y productos oxidativos. De manera similar el proceso inflamatorio puede generar alteraciones en el proceso de homeostasis de óxido nítrico (ON) y glutamato. La aplicación de ON en fibras desmielinizadas in vitro, puede inducir bloqueo agudo de conducción, siendo responsable de un déficit funcional temporario y reversible²⁷. De manera adicional ON altera la función mitocondrial, comprometiendo el metabolismo energético, y alterando consiguientemente el recambio iónico²⁸ (ver luego). Otro candidato que podría iniciar el daño axonal es el glutamato. Así en lesiones de EM se han observado alteraciones en la regulación de glutamato por astrocitos. Tanto la degradación del glutamato como el transporte glial responsable de su recaptación se encuentran disminuidos en lesiones desmielinizantes²⁹, resultando en un incremento extracelular de su concentración que puede ejercer un efecto tóxico tanto en OGDs como en neuronas. Estudios in vitro utilizando el antagonista del receptor de N-metil-D-aspartato (NMDA) MK801 demostraron que es posible bloquear el fenómeno de neurotoxicicidad inducido por células microgliales activadas en cultivos celulares³⁰. En este modelo la muerte neuronal fue precedida por una rápida caída de los niveles de ATP, determinada por bloqueo de la cadena respiratoria mitocondrial. De manera similar, datos experimentales en EAE han demostrado que el tratamiento con NBQX, un antagonista de los receptores AMPA de glutamato, resulta en reducción del daño axonal e incrementa la sobrevida de los OGDs³¹. Ambos fenómenos no están determinados por reducción de la actividad inflamatoria, sugiriendo que glutamato puede estar involucrado en el daño tisular observado en lesiones agudas.
     Estas observaciones en su conjunto sugieren que diferentes mecanismos inmunológicos pueden iniciar el proceso de daño axonal en lesiones desmielinizantes, evidenciando una gran variabilidad inter-individual.
     2. Pérdida de las interacciones Mielina/OGD-Axón:  La existencia de daño axonal en ausencia de actividad inflamatoria sugiere la existencia de otros mecanismos causantes de la degeneración axonal. La pérdida de OGDs o mielina pueden ser factores que determinen la pérdida de integridad axonal, particularmente durante la fase progresiva de EM. Esta posibilidad es sustentada por modelos animales en los que existen anomalías en las interacciones mielina-axón en ausencia de fenómenos inflamatorios. La desmielinización crónica de los axones resulta en alteraciones de la distribución de los neurofilamentos, cambios en su fosforilación y redistribución de los canales iónicos. En ratones deficientes en glicoproteína asociada a mielina (MAG), la mielinización progresa normalmente y la formación de mielina compacta es normal. Sin embargo, a los 3 meses es posible observar atrofia axonal progresiva caracterizada por reducción de la fosforilación de los neurofilamentos, alteración de su densidad y reducción del calibre axonal^{32, 33}, indicando que una función de MAG es la regulación de algunos aspectos de la estructura del axón. Es interesante que cambios similares en la fosforilación de los neurofilamentos y transección axonal, hayan sido detectados en lesiones demielinizantes en pacientes con EM SP¹². En ratones que carecen de proteína lipoproteica (PLP) es posible observar degeneración axonal tardía que afecta sobre todo tractos largos y resulta en discapacidad neurológica grave³⁴. Alteraciones similares pueden encontrarse en pacientes con enfermedad de Pelizaeus-Merzbacher³⁵. El estudio de ratones con ausencia de PLP/DM20 (una isoforma de PLP) muestra la existencia de edema axonal, el que causa severa neurodegeneración con el transcurso de los meses³⁴. El fenómeno degenerativo afecta predominantemente axones de pequeño calibre, y probablemente resulte secundario a alteraciones del transporte axonal. Ratones que carecen de la enzima 2',3'-nucleótido cíclico 3'fosfodiesterasa (CNP) exhiben un patrón similar al déficit de PLP, pero con un fenotipo más grave y muerte prematura³⁶.  La formación de mielina compacta aparece normal en ratones con déficits de MAG y CNP, indicando que la afección axonal no es secundaria a desmielinización, como sí se observa en ratones deficientes de PLP.  Estas observaciones indican que en ratones con déficits de MAG y CNP, disfunciones locales de OGDs pueden inducir daño axonal en ausencia de inflamación y desmielinización, sugiriendo que los OGDs proveen soporte trófico necesario para la subsistencia del axón, independiente de la formación de mielina compacta. 
     3. Alteraciones en la redistribución de canales iónicos (Fig. 1B):El proceso de desmielinización es asociado a disminución de la velocidad de conducción, y eventualmente a bloqueo en la conducción del impulso nervioso. Sin embargo, la conducción axonal puede ser recuperada, al menos en parte, a través de la expresión de nuevos canales de Na⁺ a lo largo del axón desmielinizado ³⁷.  En la sustancia blanca normal los canales de Na_v 1.6 se encuentran confinados a los nódulos de Ranvier ³⁸. Por el contrario, en lesiones desmielinizantes se evidencia una distribución difusa de dos isoformas de canales de sodio: Na_v1.2 y Na_v 1.6 ³⁹. Estudios inmunohistoquímicos han permitido evidenciar que la isoforma Na_v 1.6 co-localiza con el canal de intercambio Na⁺/Ca²⁺ en axones que expresan PPA en lesiones de EM. Estos hallazgos sugieren que el incremento de los canales de Na⁺, puede inducir una corriente de Na⁺ persistente, la que podría revertir el intercambio Na⁺/Ca²⁺, conduciendo a la acumulación intra-axonal de Ca²⁺ con la consiguiente injuria del axón³⁹. Contrariamente, los canales de Na_v 1.2 no co-localizan con fibras PPA+, lo que sugiere que  no están asociados a degeneración axonal. Los canales de Na_v 1.2 producen corrientes de Na⁺ menos persistentes que los canales de Nav 1.6, y pueden conducir impulsos nerviosos en fibras desmielinizadas, representando un mecanismo adaptativo⁴⁰. Sin embargo, la capacidad de estos canales para sostener la conducción axonal a altas frecuencias es limitada y su sensibilidad a pequeñas y lentas despolarizaciones podría contribuir a la generación de descargas ectópicas observadas consecutivamente al proceso de desmielinización. En EAE los bloqueantes de los canales de Na⁺ presentan efectos protectores que previenen la degeneración del axón, manteniendo la conducción axonal y mejorando la evolución clínica de los animales afectados⁴¹. Asimismo, la depleción de ATP puede promover también la liberación de cantidades deletéreas de Ca²⁺ de depósitos intracelulares, tales como el retículo endoplásmico o las mitocondrias⁴². Una distribución ectópica de canales de Ca²⁺ tipo N ha sido también recientemente descripta tanto en la membrana del axón en EAE como en lesiones desmielinizantes de EM⁴³. Esta distribución anormal de canales iónicos, comparable a la acumulación de PPA, puede igualmente determinar un incremento de los niveles intracelulares de Ca²⁺, y por consiguiente contribuir al daño axonal.

Fig. 1.  A.  El daño axonal puede ser inmuno mediado. Diferentes mecanismos inmunológicos pueden ser responsables del daño axonal en EM. Macrófagos y células microgliales se ven asociadas a axones lesionados. De manera adicional, los axones pueden ser dañados directamente por la acción de células T CD8+ a través de reacciones que dependen del reconocimiento antigénico específico en el contexto de MHC Clase I. Finalmente, el daño axonal puede ser también mediado por anticuerpos específicos a través de la activación del complemento B. Mecanismos de influjo de Ca²⁺ durante la degeneración axonal. Un déficit energético conduce a alteraciones en el funcionamiento de la bomba de Na⁺/K⁺ dependiente de ATPasa. Asimismo, durante el proceso de desmielinización existe una redistribución de canales de Na_v1.6, los cuales median un incremento de Na⁺ intraaxonal, el que estimula una mayor actividad del canal de intercambio Na⁺/Ca²⁺, conduciendo a una acumulación de Ca²⁺ intraaxonal. Esta acumulación de Ca²⁺ estimula una variedad de sistemas enzimáticos, entre ellos la acción de calpaína y la óxido nítrico sintetasa, produciendo un incremento de los niveles de ON con bloqueo de la acción mitocondrial y mayor déficit energético. Una cantidad adicional de Ca²⁺ puede vehiculizarse a través de la distribución ectópica de canales tipo N, así como a partir de la liberación de Ca²⁺ endógeno desde el retículo endoplásmico y la mitocondria. CI: Canal de intercambio.

     El acúmulo de Ca²⁺ intra-axonal promueve la activación de proteasas, entre las cuales la calpaína juega un importante papel en la patogénesis de las enfermedades desmielinizantes. Diferentes estudios han demostrado que la actividad de calpaína está asociada con la degradación de neurofilamentos axonales, y que el tratamiento con inhibidores de calpaína reduce la degradación de los neurofilamentos⁴⁴. En EAE un elevado número de neuronas expresan calpaína luego del inicio de la enfermedad, y dicha expresión correlaciona directamente con el grado de daño axonal y muerte neuronal⁴⁵. De manera similar, el estudio de modelos animales de neuritis óptica ha demostrado que la expresión de calpaína en células gliales necróticas o en apoptosis se evidencia antes del inicio de las manifestaciones clínicas de la enfermedad⁴⁶. En su conjunto, estos hallazgos sugieren que la calpaína desempeña un importante papel tanto en desmielinización como en el fenómeno neurodegenerativo observado en EAE y EM.

Compromiso cortical en EM

Si bien EM ha sido considerada clásicamente una enfermedad que afecta selectivamente la sustancia blanca, estudios histológicos han documentado que el proceso de desmielinización afecta también la corteza cerebral^{47, 48}. De manera adicional, estudios de RMN en pacientes con EM demuestran la existencia de atrofia encefálica, la que afecta particularmente la corteza cerebral⁴⁹ (ver luego). Así la corteza cerebral en pacientes con EM puede ser dañada por dos mecanismos diferentes: 1) atrofia cortical y 2) presencia de placas de desmielinización locales.
     El fenómeno de atrofia cortical no ha sido evaluado sistemáticamente en estudios histopatológicos, y su valoración ha sido siempre subjetiva, carente del sustento representado por investigaciones morfométricas cuantitativas adecuadas. Por otra parte, en muchos casos el material de autopsia evaluado correspondía a pacientes con edad avanzada, en quienes los cambios propios del envejecimiento cerebral se encontraban también presentes. Fue en los últimos años que estudios de RMN han permitido cuantificar a través de diferentes procedimientos in vivo el grado de atrofia cortical en pacientes con reciente comienzo de la enfermedad, resultando éste un parámetro de importancia en el monitoreo de nuevos ensayos terapéuticos⁵⁰.
     La presencia de lesiones desmielinizantes corticales es un fenómeno común en pacientes con EM. Diversos axones originados en neuronas corticales o que finalizan en ellas se encuentran mielinizados. Sin embargo, en comparación con lesiones de sustancia blanca, las lesiones corticales son más difíciles de visualizar, sea macroscópicamente, histológicamente o por protocolos convencionales de RMN. Se han descripto tres tipos diferentes de lesiones⁵¹: 1) lesiones localizadas en la unión cortico-subcortical (tipo I), las que comprometen tanto la sustancia gris como la sustancia blanca, 2) lesiones intracorticales (tipo II), y 3) lesiones que se extienden en forma de bandas desde la piamadre hasta las 3 o 4 capas celulares corticales más externas, comprometiendo múltiples surcos (tipo III).  No existen evidencias actuales de que un patrón particular predomine en pacientes individuales. En comparación con lesiones de sustancia blanca, las lesiones corticales presentan una pobre infiltración de macrófagos, células T y linfocitos B, con escasos infiltrados peri-vasculares^{51, 52}.  De manera adicional, las lesiones corticales exhiben extensa injuria neuronal, así como un importante incremento en el número de células apoptotóticas en comparación con áreas de corteza mielinizada⁵¹. Utilizando microscopía confocal y doble inmunomarcación, es posible observar en estas lesiones una estrecha asociación entre células de la microglia y neuronas o dendritas⁵¹, sugiriendo que en las lesiones corticales en EM, al igual que en otras afecciones como la enfermedad de Alzheimer, la activación de la microglia desempeña un importante papel en los fenómenos de pérdida neuronal⁵³.
     Las lesiones corticales activas se encuentran siempre asociadas a la presencia de focos inflamatorios meníngeos. Así es posible que el daño observado pueda generarse a partir de la liberación desde estos focos de mediadores inflamatorios tóxicos de posible acción directa contra la mielina, o bien que alternativamente activen la microglia cortical.
     El compromiso de la corteza sensitiva y motora puede contribuir significativamente al deterioro observado en pacientes con EM. De manera adicional, en 40-65% de los pacientes con EM ha sido referido un compromiso cognitivo representado por trastornos de memoria, aprendizaje y procesamiento de la información⁵⁴. Clásicamente este déficit ha sido atribuido a lesiones subcorticales de la sustancia blanca.  La evidencia actual de lesiones corticales en estos pacientes provee una explicación adicional para este tipo de alteraciones. 

Evaluación radiológica del compromiso neuronal en EM

Si bien los estudios de RMN son ampliamente utilizados en el diagnóstico de EM y en el monitoreo de su evolución, la metodología convencional no llega a detectar los procesos subyacentes de la enfermedad; en consecuencia, la correlación entre los hallazgo clínicos y RMN convencional (RMNc) es limitada. Esta discrepancia clínico/radiológica probablemente resulte de la incapacidad de los métodos radiológicos en reflejar patrones histopatológicos específicos asociados con EM. El desarrollo de nuevas técnicas estructurales y metabólicas ha permitido un mejor monitoreo in vivo de las modificaciones histopatológicas que tienen lugar en EM, permitiendo así un más claro conocimiento de cómo se desarrolla el proceso de daño neuroaxonal durante el curso de la enfermedad.
     1. Cuantificación de atrofia cerebral: La cuantificación de atrofia cerebral representa uno de los parámetros radiológicos más utilizados para evaluar el proceso neurodegenerativo en EM. Los métodos actualmente disponibles para la detección de atrofia cerebral comprenden55: a) Mediciones regionales lineares (2D) entre estructuras anatómicas determinadas; b) Evaluación completa (3D) del volumen cerebral o de una región en especial (Fig. 2),  procedimiento semiautomático que permite segmentar sustancia gris, blanca y espacios de LCR; y c) Mediciones regionales 3D de tejido cerebral o medular o de los compartimentos de LCR. Una óptima técnica para valorar atrofia debe ser reproducible, sensible a pequeños cambios y práctica de implementar.

Fig. 2.-  Morfología Voxel-Basada. Obsérvese en las tres imágenes obtenidas, la segmentación de sustancia gris (S. gris), sustancia blanca (S. blanca) y LCR.

     Estudios recientes han demostrado que los índices de atrofia en EM varían durante el curso de la enfermedad^{55, 56}, y pueden ser detectados en etapas precoces de la misma, como por ejemplo en pacientes con síndromes desmielinizantes aislados que posteriormente desarrollan EM clínicamente definitiva⁵⁶. Se han evidenciado alteraciones mensurables de pérdida de volumen cerebral y espinal en períodos tan cortos como 6-12 meses, y con índices de progresión de 0.6-1.2% por año, manteniendo características similares en las distintas formas clínicas de EM⁵⁷.
     Diferentes estudios han demostrado que el grado de atrofia cerebral global^{56, 58} correlaciona mejor con la discapacidad neurológica que otras medidas de lesiones cerebrales (por ejemplo carga lesional en T1 y T2) evaluadas con RMNc, particularmente en pacientes con formas progresivas de la enfermedad. Asimismo, diversas investigaciones han establecido una clara asociación entre atrofia cerebral y deterioro cognitivo en pacientes con EM⁵⁹. En estudios transversales el grado de correlación entre la escala EDSS y atrofia cerebral es modesto⁶⁰, mientras que la correlación entre atrofia espinal y EDSS es más significativa⁶⁰. Este hallazgo probablemente se deba a las características de la escala EDSS, la que evalúa primariamente la deambulación. Así, una mejor correlación es observada entre atrofia cerebral y la escala MSFC⁶¹, la que evalúa deambulación, funcionalidad de miembros superiores y deterioro cognitivo.
     2. Valoración de lesiones hipointensas en T1: Las lesiones hipointensas en T1, con relación a la sustancia blanca adyacente, corresponden a zonas de pérdida axonal y/o edema, en su correlato histopatológico⁶², recibiendo el nombre de "agujeros negros" (AN; Fig. 3). Comparado con la SBAN los AN presentan menores valores de NAA, indicando un daño axonal más severo⁶³. Estudios seriales de RMN demostraron que algunos AN son reversibles. Los mismos se asocian con pequeña cantidad de realce post contraste, revirtiendo a regiones isointensas en el transcurso de los primeros 6 meses⁶³. Aproximadamente la mitad de los AN agudos desaparecen durante el curso natural de la enfermedad.  Esto probablemente refleje resolución del edema y remielinización parcial del tejido afectado⁶⁴. Aquellos AN que disminuyen de tamaño o desaparecen más allá de los 6 meses pueden reflejar gliosis y atrofia⁶⁵.  Por el contrario, otras lesiones persisten como AN permanentes las que muestran una mayor pérdida axonal que las lesiones evidenciadas en T2 y son isointensas en T1. Diferentes estudios han demostrado que la relación entre AN y lesiones en T2 se incrementa conforme aumenta la duración de la enfermedad y la discapacidad de los pacientes.

Fig. 3.- Evaluación en el plano axial, en tiempo T1. Múltiples imágenes hipointensas (agujeros negros) en ambos centros semiovales.

     3. Espectroscopia por RM (RM-e): En lesiones desmielinizantes agudas los estudios de RM-e muestran un incremento en los picos de colina (Cho) y lactato, representando la liberación de fosfolípidos de membrana y el metabolismo de células inflamatorias, respectivamente⁵⁵. El incremento regional en la Cho y lípidos puede preceder por varios meses a la aparición de lesiones brillantes en T2 en la RMc. Esto sugiere que RM-e es más sensible para definir regiones microscópicas de desmielinización inflamatoria perivenular, metabolismo celular localmente anormal o áreas tisulares pasibles de injuria inflamatoria secundaria. Estas alteraciones en la RM-e son seguidas por una caída en los niveles de NAA, la cual es considerada secundaria a disfunción axonal o neuronal. El descenso de NAA en lesiones agudas puede ser reversible a lo largo de semanas o meses. La reversibilidad de los niveles de NAA correlaciona con la recuperación del déficit neurológico observado en pacientes con EM, indicando disfunción pero no muerte axonal o neuronal. La recuperación de los niveles de NAA puede estar relacionada con la resolución del edema local, o la reversibilidad de la disfunción mitocondrial en los axones que atraviesan lesiones activas⁵⁵. En AN permanentes, la reducción en los niveles de NAA indica pérdida axonal irreversible. De manera adicional, estas lesiones pueden presentar aumento de mioinositol como posible indicador de gliosis⁶⁶. La reducción en los niveles de NAA no está circunscripta a lesiones desmielinizantes y es también evidente en SBAN adyacente o distante de las mismas⁶⁷.
     La caída de los niveles de NAA tiende a incrementarse con el tiempo. Así, la reducción es más pronunciada en pacientes con formas SP o PP que en pacientes con formas BR. La observación de que existe una clara correlación entre atrofia y caída de los niveles de NAA sustentan la utilización de RM-e como medida de la pérdida axonal. 
     4.Tensor de difusión: La técnica de Difusión por RM (DWI) permite evaluar cuantitativamente: a) la difusión del agua en los tejidos, esta medida se denomina coeficiente de difusión aparente (ADC), y b) la anisotropía fraccional (FA) la que refleja tanto el grado de alineamiento de las estructuras dentro de las fibras así como su integridad⁶⁸. Cuando el ADC es medido en los 3 planos ortogonales puede calcularse la difusibilidad promedio (MD), la cual indica de forma más adecuada la difusión en una región determinada. Una completa caracterización de la DWI puede ser obtenida en términos del tensor de difusión (DTI), que consiste en una matriz matemática que explora la direccionalidad molecular dentro de cada voxel en los 3 planos mencionados (Fig. 4A y 4B).  Distintos investigadores han demostrado aumento en el ADC y MD y descenso de FA en áreas lesionales de EM, así como en SBAN^{69, 70}. Las mayores alteraciones fueron encontradas en lesiones hipointensas en T1, las que generalmente corresponden a áreas con mayor disrupción tisular. Estos datos confirman que en EM ocurre una pronunciada destrucción tisular. Sin embargo, se requieren estudios adicionales de seguimiento para definir si la afección del tejido es permanente (destrucción axonal) o transitoria (edema, desmielinización y remielinización). Los cambios en DWI sobre SBAN han correlacionado con la carga lesional visible en RMc^{55, 71}. Asimismo, significativas correlaciones entre DTI y manifestaciones clínicas de EM han sido observadas en estudios preliminares con poblaciones pequeñas de pacientes⁷².  La aplicación de DWI y DTI parece aportar información valiosa en la evaluación del daño producido dentro de la sustancia gris y blanca. Sin embargo, se necesitan evaluar nuevas  y más sofisticadas técnicas de DTI en EM, como por ejemplo la tractografía (Figs. 4C y 4D), para poder así definir con mayor exactitud la sensibilidad y especificidad de estos métodos de estudio⁶⁸.

Fig. 4.- A. Mapa de DTI. Efectuado sobre una placa desmielinizante en borde izquierdo de la rodilla del cuerpo calloso. B. El mapa cualitativo de DTI muestra una interrupción de las fibras de sustancia blanca en el área afectada. C. Tractografía. Mapa cualitativo de DTI. Zona de interés en brazo posterior de cápsula interna izquierda (flecha) donde se encuentran más compactadas las fibras del haz córtico-espinal. D. Imagen 3D en plano coronal identificándose el trayecto del haz piramidal desde la corteza hasta estructuras infratentoriales.

     5. Resonancia Magnética Funcional (RM-f): Los cambios en la actividad cerebral vinculados con la realización de diferentes tareas pueden ser estudiados con RM-f, una técnica que evalúa cambios en la intensidad de señal según los niveles de interrelación entre oxi/desoxihemoglobina y presenta alta resolución témporo-espacial (Fig. 5). En pacientes con EM BR, se han evidenciado cambios funcionales corticales durante la realización de tareas visuales, motoras y cognitivas^73-75. Los cambios en RM-f consistieron en hiperactividad en áreas cerebrales críticas para la función a investigar, o en un "reclutamiento" de zonas vecinas adicionales. Dichos cambios funcionales se correlacionaron con la extensión del daño tisular macroscópico en RMc, sugiriendo la existencia de mecanismos de adaptación, tales como reorganización y distribución de redes funcionales, tendientes a compensar los trastornos estructurales evidenciados en la enfermedad. De manera similar, cambios corticales asociados a tareas motoras han sido evidenciados en pacientes con formas SP⁷⁶. Contrariamente, en pacientes con formas PP la ausencia de mecanismos adaptativos corticales representa un factor que contribuye a la acumulación de déficit neurológicos en este grupo de enfermos ⁷⁷.

Fig. 5.- RM-f. Area de activación de la corteza sensitivo-motora del hemisferio cerebral izquierdo durante la ejecución de un movimiento rítmico y a frecuencia constante de los dedos de la mano derecha ("finger tapping"). La señal de mayor poder estadístico es indicada por la flecha.

Apoptosis neuronal en EM

El proceso de apoptosis es crucial para un adecuado desarrollo del sistema nervioso. Sin embargo, la apoptosis de poblaciones neuronales contribuye a la manifestación de diferentes síntomas clínicos en diversas enfermedades neurodegenerativas. Estudios en tejidos neurales obtenidos por autopsia han permitido establecer la existencia de apoptosis neuronal en lesiones desmielinizantes crónicas tanto activas como inactivas. En cambio, en las lesiones agudas no se ha demostrado la existencia de apoptosis según criterios morfológicos⁵¹. Las evidencias de muerte celular programada en EM también surgen de estudios en modelos animales. En algunos modelos de EAE es posible identificar que coincidentemente con el compromiso del nervio óptico, las células ganglionares de la retina (CGR) expresan caspasa-3⁷⁸, una molécula clave en la inducción de la cascada de eventos que conduce a la apoptosis, incluso antes del inicio de los síntomas clínicos de la enfermedad. Cambios similares han sido observados en la médula espinal de diferentes modelos de EAE⁷⁹. Además del incremento en la expresión de caspasa-3, otras alteraciones en la traducción intracelular son evidentes durante estadios tempranos de la inducción de apoptosis en EAE. Así, al comienzo de la enfermedad las CGR muestran un incremento en la expresión de la proteína pro-apoptótica Bax, con una simultánea reducción de la expresión de la molécula anti-apoptótica Bcl-2⁸⁰. Es de interés que el decremento de muerte celular programada observado durante la evolución del cuadro clínico esté asociado con un nuevo incremento en los niveles de Bcl-2. De manera similar, ratones transgénicos que sobre-expresan Bcl-2 muestran reducción del proceso de apoptosis y un curso clínico más benigno⁸¹. La proteína kinasa B (o Akt) puede inactivar las proteínas pro-apoptóticas Bad y caspasa-9^{82, 83}. Durante el curso de EAE Akt sigue una cinética similar a la observada para Bcl-2: decremento de su expresión en el pico de apoptosis en CGR e incremento durante la recuperación del proceso. 
     Si bien es posible interpretar el fenómeno de apoptosis neuronal en EAE como secundario a la degeneración axonal, estudios in vitro han demostrado que la apoptosis neuronal puede ser un proceso primario independiente del daño del axón.  Así, el LCR proveniente de pacientes con EM durante el curso de exacerbaciones o progresión de la enfermedad es capaz de inducir muerte celular programada en neuronas corticales murinas⁸⁴. Este proceso puede ser revertido a través del uso de inhi-bidores de caspasa-3⁸⁵. De manera adicional, es posible observar en algunos modelos de EAE que la disfunción electrofisiológica del nervio óptico ocurre simultáneamente con la apoptosis de CGR, pero antes de que se observe daño axonal⁸⁰.
     Estudios de microscopia electrónica han demostrado que el fenómeno de apoptosis de motoneuronas es mediado en algunos modelos de EAE por células T autorreactivas⁸⁶.  Contrariamente, la muerte celular programada en CGR en otros modelos de EAE no es mediada por infiltrados inflamatorios⁷⁸. Es evidente que todavía se requiere una mejor caracterización de los mecanismos moleculares, cinéticos y patogénicos de la apoptosis neuronal en EM y EAE, conocimientos que posibilitarán en cierta forma  el desarrollo de futuras terapias neuroprotectoras.

Procesos que inhiben la regeneración axonal en EM

Contrariamente a lo observado en el sistema nervioso periférico, el SNC de los mamíferos adultos tiene una capacidad limitada de regeneración axonal luego de una lesión. Esta falla en la regeneración no se debería a una incapacidad intrínseca de crecimiento, sino al desarrollo de una cicatriz glial que involucra fibroblastos meníngeos, y a la presencia de moléculas inhibitorias liberadas durante el proceso de destrucción de la mielina del SNC.
     Se han investigado diversas proteínas inhibitorias del crecimiento axonal, entre ellas la glicoproteína asociada a mielina (MAG)⁸⁷, la glicoproteína de mielina oligoden-droglial (OMgp)⁸⁸ y Nogo-A⁸⁹. Pese a que estas moléculas no presentan similitud estructural, las tres se localizan en la superficie periaxonal de la vaina de mielina y se unen a un mismo receptor denominado Receptor Nogo (NgR),  identificado inicialmente como receptor para Nogo-A⁹⁰.
     El NgR es una proteína asociada a glicosil-fosfatidilinositol (GPI) y por tanto requiere de moléculas adicionales para trasducir la señal inhibitoria. La primera de estas moléculas en ser caracterizada fue p75, el receptor de baja afinidad de las neurotrofinas⁹¹, y recientemente se ha identificado a LINGO-1, una proteína que actuaría modulando la actividad de p75⁹².
     Nogo-A, MAG y OMgp interactúan con el NgR en forma dependiente de p75, y desencadenan una serie de señales intracelulares que involucran la vía de GTPasas Rho-A/ROCK con la consiguiente activación de RhoA y la supresión de Rac-1⁹³ (Fig. 6). En su forma activa unida a GTP, la Rho-A estabiliza la actina del citoesqueleto, y de esa forma inhibe la elongación axonal mediando el colapso del cono de crecimiento. De manera adicional, MAG y Nogo regulan RhoA al inducir su liberación del complejo inhibidor de la disociación GDP, el que suprime la actividad de RhoA⁹⁴. Asimismo, la actividad de RhoA es reducida luego de la fosforilación inducida por protein kinasa A (PKA). A pesar de que RhoA parece cumplir un papel central en la regulación del crecimiento axonal, existen otras vías involucradas que incluyen la activación de proteína kinasa C (PKC) con la consiguiente elevación de calcio intracelular. Evidencias recientes demuestran que el bloqueo de la entrada de calcio a la célula, la inhibición de la PKC o la presencia de altos niveles de AMPc pueden suprimir el efecto inhibitorio de MAG y Nogo-A sobre la regeneración axonal⁹⁵.

Fig. 6.-  Modelo de inhibición del crecimiento axonal por Nogo, MAG y OMgp. Las tres moléculas inhibidoras del crecimiento axonal son producidas por oligodendrocitos y se unen al receptor de Nogo que interactúa directamente con el receptor p75 y la proteína LINGO-1. La unión al receptor Nogo a través del sistema de GTPasas induce la activación de ROCK-GTP e inhibe simultáneamente la actividad de RAC-1. De manera adicional, la disociación del inhibidor GDI de Rho-A permite su activación a través del intercambio de GDP por GTP. El incremento de calcio intracelular y la caída de los niveles de AMPc mediados por PKC resultan también en activación intracelular del sistema de GTPasas. Contrariamente, la actividad de RhoA es reducida luego de la fosforilación mediada por PKA. La activación de ROCK-GTP modula el ensamble de filamentos de actina a través de la acción sobre la cinasa LIM y la fosforilación de la proteína cofilina.

     Recientemente, se ha investigado el papel de las proteínas inhibitorias de la regeneración axonal en EAE y EM. En EAE la inducción activa de anticuerpos contra Nogo A, así como la inmunización pasiva con anticuerpos neutralizantes IgG anti Nogo-A mejoraron en forma marcada la evolución clínica de la enfermedad y los hallazgos histológicos de las lesiones. Además, se evidenció una disminución significativa en la producción de IFN-g  y un aumento de citocinas anti-inflamatorias como TGF-b e IL-10, lo que indica el cambio de una respuesta patogénica Th1 a una protectora Th2⁹⁶. Otros autores han demostrado que la inmunización con Nogo A puede inducir cuadros similares a la EAE, actuando como auto-antígeno en ciertas condiciones. Estas observaciones sugieren que Nogo A puede presentar un rol dual en la modulación de EAE⁹⁷.
     El estudio de la expresión de Nogo-A y NgR en muestras anatomopatológicas de lesiones desmielinizantes de EM demostró que tanto Nogo-A como su receptor se expresan en forma aumentada: Nogo-A en los oligodendrocitos sobrevivientes  y su receptor en los astrocitos y la  microglía⁹⁸. Además, en pacientes con EM se ha detectado presencia de anticuerpos anti-Nogo-A IgM en plasma, así como la síntesis intratecal de anticuerpos IgG contra Nogo-A. Estos últimos fueron hallados más frecuentemente en pacientes jóvenes y en pacientes con formas BR de EM⁹⁹.
     En conjunto, estos datos sugieren que las proteínas inhibitorias de la mielina estarían involucradas en la patogenia del daño axonal que se observa en la EM y que su bloqueo podría ayudar a mantener o restaurar la integridad neuronal del SNC.

Conclusiones y perspectivas futuras

Diferentes evidencias indican que la injuria neuronal es parte integral del cuadro de EM. Así, la degeneración axonal, pérdida de dendritas y neuronas conducen a las alteraciones funcionales irreversibles observadas en pacientes afectados por la enfermedad.  Estudios recientes han demostrado la existencia de diferentes posibles mecanismos de injuria neuronal en EM, y tanto el advenimiento de nuevos métodos de diagnóstico como la utilización de diferentes modelos animales, han permitido comprender más claramente los mecanismos neuro-patológicos involucrados en la irreversibilidad de los síntomas durante le curso de la enfermedad.  La observación de compromiso neuronal en EM enfatiza el concepto de que los mayores problemas relacionados con la injuria y recuperación del SNC son compartidos por EM, enfermedades neurodegenerativas y lesiones agudas, tales como las observadas en accidentes cerebrovas-culares isquémicos.
     Durante la última década se han realizado crecientes esfuerzos para el desarrollo de fármacos efectivos en el tratamiento de EM. Los actuales agentes terapéuticos en EM han sido efectivos sólo en el control del proceso inflamatorio inmuno-mediado observado en la enfermedad, disminuyendo la frecuencia de exacerbaciones pero no la discapacidad irreversible de los pacientes. Dada la importancia de prevenir el fenómeno neurodegenerativo y de mantener la función neurológica, existe un marcado interés en el desarrollo de nuevos agentes terapéuticos que provean neuroprotección en EM. Así, nuevas formas de liberación de factores neurotróficos, la utilización de agentes anti-apoptóticos, el bloqueo de los mecanismos de señalización de las proteínas inhibitorias del crecimiento axonal, o el transplante de diferentes poblaciones celulares, podrían contribuir al proceso de remielinización, así como proveer un soporte trófico que contribuya a los mecanismos de neuroprotección y plasticidad sináptica.
     En conjunto, estas observaciones sugieren que la utilización de tratamientos inmunomoduladores en combinación con alternativas neuroprotectoras representa una promisoria alternativa que puede brindar nuevos elementos terapéuticos destinados a lentificar o inhibir la progresión de la discapacidad neurológica en EM.

Agradecimientos: Los autores desean expresar su agradecimiento a Adriana Zufriategui por su colaboración en la preparación de las figuras.
Publicación financiada a través de un subsidio de FLENI.

Bibliografía

1. Martin R, McFarland HF. Immunological aspects of experimental allergic encephalomyelitis and multiple sclerosis. Crit Rev Lab Sci 1995; 32: 121-82.
2. Lassmann H. Pathology of Multiple Sclerosis. In: Compston A, Ebers G, Lassmann H, McDonald I, Matthews B, and Wekerle H (eds). McAlpine's Multiple Sclerosis. London: Churchill Livingston, 1998, p 323-58.
3. Lucchinetti C, Brück W, Parisi J, Scheithauer B, Rodriguez M, Lassmann H. Heterogeneity of Multiple Scle-rosis: Implications for the pathogenesis of demyelination. Ann Neurol 2000; 47: 707-17.
4. Charcot M. Histologie de le sclerose en plaques. Gaz Hop 1868; 141: 554-8.
5. Kornek B, Lassman H. Neuropathology of multiple sclerosis-new concepts. Brain Res Bull 2003; 61: 321-6.
6. Trapp BD, Ransohoff R, Rudick RA. Axonal pathology in multiple sclerosis: relationship to neurological disability. Curr Opin Neurol 1999; 12: 295-302.
7. Matthews PM, DeStefano N, Narayama S, et al. Putting magnetic spectroscopy study in context: axonal damage and disability in multiple sclerosis. Semin Neurol 1998; 18: 327-36.
8. Coleman MP, Hugh Perry V. Axon pathology in neurological disease: a neglected therapeutic target. Trends Neurosci 2002; 25: 532-7.
9. Cowan WM. Anterograde and retrograde transneuronal degeneration in the central and peripheral nervous system. In: Nauta WJH, Ebbesson SOE (eds). Contemporany research methods in neuroanatomy. Berlin: Springer, 1970, p 341-80.
10. Kuhlmann T, Lingfeld G, Bitsch A, Schuchardt J, Brück W. Acute axonal damage in multiple sclerosis is most extensive in early disease stages and decreases over time. Brain 2002; 125: 2202-12.
11. Ferguson B, Matyszak MK, Esiri MM, Perry VH. Axonal damage in acute multiple sclerosis. Brain 1997; 120: 393-9.
12. Trapp BD, Peterson J, Ransohoff EM, Rudick RA, Mörk S, Bö L. Axonal transection in the lesions of Multiple Sclerosis. N Engl J Med 1998; 338: 278-85.
13. Bitsch A, Schuchardt J, Bunkowski S, Kuhlmann T, Brück W. Acute axonal injury in mutiple sclerosis. Correlation with demyelination and inflammation. Brain 2000; 123: 1174-83.
14. Mews I, Bergmann M, Bunkowski S, Gullotta F, Brück W. Oligodendrocyte and axon pathology in clinical silent multiple sclerosis lesions. Multiple Sclerosis 1998; 4: 55-62.
15. Evangelou N, Konz D, Esiri MM, Smith S, Palace J, Matthews PM. Size-selective neuronal changes in the anterior optic pathways suggest a differential susceptibility to injury in multiple sclerosis. Brain 2001; 124: 1813-20.
16. Waxman SG. Demyelinating diseases-new pathological insights, new therapeutic targets. N Engl J Med 1998; 338: 323-5.
17. Reddy H, Narayama S, Arnoutelis R, et al.  Evidence for adaptive functional changes in the cerebral cortex with axonal injury from multiple sclerosis. Brain 2000; 123: 2314-20.
18. Zhu B, Luo L, Wayne Moore GR, Paty DW, Cynader MX. Dendritic and synaptic pathology in experimental autoimmune encephalomyelitis. Am J Pathol 2003; 162: 1639-50.
19. Simon JH, Kinkel RP, Jacobs L, et al. A Wallerian degeneration pattern in patients at risk for MS. Neurology 2000; 54: 1155-60.
20. Evangelou N, Esiri MM, Smith S, Palace J, Matthews PM. Quantitative pathological evidence of axonal loss in normal appearing white matter in Multiple Sclerosis.  Ann Neurol 2000; 47: 391-5.
21. Medan I, Martinic MA, Wekerel H, Neumann H. Transection of major histocompatibility complex Class I-induced neurites by cytotoxic T lymphocytes. Am J Pathol 2001; 159: 809-15.
22. Babbe H, Roers A, Waisman A, et al.  Clonal expansions of CD8(+) T cells dominate the T cell infiltrate in active multiple sclerosis lesions as shown by micromanipulation and single cell polymerase chain reaction. Exp Med 2000; 192: 393-404.
23. Neumann H, Cavalié A, Jenne DE, Wekerle H. Induction of MHC Class I genes in neurons. Science 1995; 269: 549-52.
24. Neumann H, Medana IM, Bauer J, Lassmann H. Cytotoxic T lymphocytes in autoimmune and degenerative CNS diseases. Trends Neurosci 2002; 25: 313-9.
25. Mead RJ, Shinghrao SK, Neal JW, Lassmann H, Morgan BP. The membrane attack complex of complement causes severe demyelination associated with acute axonal injury. J Immunol 2002; 168: 458-65.
26. Mead RJ, Neal JW, Griffiths MR, et al. Deficiency of the complement regulator CD59a enhances disease severity, demyelination and axonal injury in murine acute experimental allergic encephalomyelitis. Lab Invest 2004; 84: 21-8.
27. Redford EJ, Kappor R, Smith KJ. Nitric oxide donors reversibly block axonal conduction, demyelinated axons are especially susceptible. Brain 1997; 120: 2149-57.
28. Bolanos JP, Almeida A, Stewart V, et al. Nitric oxidemediated mitochondrial damage in the brain: Mechanisms and implications for neurodegenerative diseases. J Neurochem 1997; 68: 2227-40.
29. Werner P, Pitt D, Raine CS. Multiple sclerosis: altered glutamate homeostasis in lesions correlates with oligodendrocyte and axonal damage. Ann Neurol 2001; 50: 169-80.
30. Takeuchi H, Mizuno T, Zhang G, et al.  Neuritic beading induced by activated microglia is an early feature of neuronal dysfunction toward neuronal death by inhibition of mitochondrial respiration and axonal transport. J Biol Chem 2005; 280: 10444-54.
31. Pitt D, Werner P, Raine CS. Glutamate excitotoxicity in a model of multiple sclerosis. Nat Med 2000; 6: 67-70.
32. Li C, Tropak MB, Gerial R, et al. Myelination in the absence of myelin-associated glycoprotein. Nature 1994; 369: 747-50.
33. Yin X, Crawford TO, Griffin JW, et al. Myelin-associated glycoprotein is a myelin signal that modulates the caliber of myelinated axons. J Neurosci 1998; 18: 1953-62.
34. Griffiths I, Klugmann M, Anderson T, et al. Axonal swelling and degeneration in mice lacking the major proteolipid of myelin. Science 1998; 280: 1610-3.
35. Garbern JY, Yool DA, Moore GJ, et al. Patients lacking the major CNS myelin protein, proteolipid protein 1, develop length-dependent axonal degeneration in the absence of demyelination and inflammation. Brain 2002; 125: 551-61.
36. Lappe-Siefke C, Goebbels S, Gravel M, et al. Disruption of CNP1 uncouples oligodendroglial functions in axonal support and myelination. Nat Genet 2003; 33: 366-74.
37. Foster RE, Whalen CC, Waxman SG. Reorganization of the axon membrane in demyelinated peripheral nerve fibers: morphological evidence. Science 1980; 210: 661-3.
38. Caldwell JH, Schaller KL, Lasher RS, Peles E, Levinson SR. Sodium channel Na(v)1.6 is localized at nodes of Ranvier, dendrites, and synapses. Proc Natl Acad Sci (USA) 2000; 97: 5616-20.
39. Craner MJ, Newcombe J, Black J, Hartle C, Cuzner ML, Waxman SG.  Molecular changes in neurones in multiple sclerosis: Altered axonal expression of Nav 1.2 and Nav 1.6 sodium channels and Na⁺/Ca²⁺ exchanger. Proc Natl Acad Sci (USA) 2004; 101: 8168-73.
40. Foster RE, Connors B, Waxman SG. Rat optic nerve: electrophysiological, pharmacological and anatomical studies during development. Dev Brain Res 1982; 3: 361-76.
41. Lo AC, Saab CY, Black JA, Waxman SG.  Phenytoin protects spinal cord axons and preserves axonal conduction and neurological function in a model of neuroinflammation in vivo. J Neurophysiol 2003; 90: 3566-71.
42. Nikolaeva MA, Mukherjee B, Stys PK. Na⁺ dependent sources of intra-axonal Ca²⁺ release in rat optic nerve during in vitro chemical ischemia. J Neurosci 2005; 25: 9960-7.
43. Kornek B, Storch MK, Bauer J, et al. Distribution of a calcium channel subunit in dystrophic axons in multiple sclerosis and experimental autoimmune encephalomyelitis. Brain 2001; 124: 1114-24.
44. Kupina NC, Nath R, Bernath EE, et al. The novel calpain inhibitor SJA6017 improves functional outcome after delayed administration in a mouse model of diffuse brain injury. J Neurotrauma 2001; 18: 1229-40.
45. Guyton MK, Wingrave JM, Yallapragada AV, et al.  Upregulation of calpain correlates with increased neurodegeneration in acute experimental auto-immune encephalomyelitis. J Neurosci Res 2005; 81: 53-61.
46. Guyton MK, Sribnick EA, Ray SK, Banik NL. A role of calpain in optic neuritis. Ann N Y Acad Sci 2005; 1053: 48-54.
47. Kidd D, Barkhof F, McConnell R, et al. Cortical lesions in multiple sclerosis. Brain 1999; 122: 17-26.
48. Bö L, Vedeler CA, Nyland HI, Trapp BD, Mork SJ.  Subpial demyelination in the cerebral cortex of multiple sclerosis.  J Neuropathol Exp Neurol 2003; 62: 723-32.
49. Simon JH, Jacobs LD, Campion MK, et al. A longitudinal study of brain atrophy in relapsing multiple sclerosis.  Neurology 1999; 53: 39-48.
50. Fisher E, Rudick R, Simon JH, et al. Eight years follow up study of brain atrophy in patients with MS.  Neurology 2002; 59: 1412-20.
51. Peterson JW, Bö L, Mörk S, Cahng A, Trapp BD. Transected neurites, apoptotic neurons, and reduced inflammation in cortical multiple sclerosis lesions. Ann Neurol 2001; 50: 389-400.
52. Bö L, Vedeler CA, Nyland HI, Trapp BD, Mork SJ.  Intracortical multiple sclerosis lesions are not associated with increased lymphocyte infiltration. Multiple Sclerosis 2003; 9: 323-31.
53. Haga S, Akai K, Ishii T. Demonstration of microglial cells in and around senile (neuritic) plaques in the Alzheimer brain. An immunohistochemical study using a novel monoclonal antibody. Acta Neuropathol 1989; 77: 569-75.
54. Rao SM, Leo GJ, Bernardin L, Unverzagt F. Cognitive dysfunction in multiple sclerosis. I. Frequency, patterns and prediction. Neurology 1991; 41: 685-91.
55. Bakshi R, Minagar A, Jaisani Z, Wolinsky JS. Imaging of multiple sclerosis: Role in neurotherapeutics. NeuroRx. 2005; 2: 277-303.
56. Miller DH, Barkhof  F, Frank JA, Parker GJ, Thompson AJ. Measurement of atrophy in multiple sclerosis: pathological basis, methodological aspects and clinical relevance. Brain 2002; 125: 1676-95.
57. Zivadinov R, Bakshi R. Role of MRI in multiple sclerosis II: brain and spinal cord atrophy. Front Biosci 2004; 9: 647-64.
58. Kalkers NF, Vrenken H, Uitdehaag BM, Polman CH, Barkhof F.  Brain atrophy in multiple sclerosis: Impact of lesions and of damage of whole brain tissue. Multiple Sclerosis  2002; 8: 410-4.
59. Benedict RH, Carone DA, Bakshi R. Correlation brain atrophy with cognitive dysfunction, mood disturbance, and personality disorder in multiple sclerosis. J Neuroimaging 2004; 14 (Suppl 3): 36S-45S.
60. Stevenson VL, Miller DH, Rovaris M, et al.  Primary and transitional progressive MS: A clinical and MRI cross-sectional study. Neurology 1999, 52: 839-45.
61. Fisher E; Rudick RA, Cutter GA, et al.  Relationship between brain atrophy and disability: An 8-year-follow-up study of multiple sclerosis patients. Multiple Sclerosis 2000; 6: 373-7.
62. Bitsch A, Kuhlmann T, Stadelman C, Lassmann H, Lucchinetti C, Bruck W. A longitudinal MRI study of histopathologically defined hypointense multiple sclerosis. Ann Neurol 2001; 49: 793-6.
63. Bagnato F, Jeffries N, Richert ND, et al. Evolution of T1 black holes in patients with multiple sclerosis imaged monthly for 4 years. Brain 2003; 126: 1782-9.
64. Barkhof F, Baruck W, De Groot CJ, et al. Remyelinated lesions in multiple sclerosis: magnetic resonance image appearance. Arch Neurol 2003; 60: 1073-81.
65. Meier DS, Weiner HL, Khoury SJ, Guttmann CR. Magnetic resonance imaging surrogates of multiple sclerosis pathology and their relationship to central nervous system atrophy. J Neuroimaging 2004; 14 (Suppl 3): 46S-53S.
66. Kapeller P, McLean MA, Griffin CM, et al. Preliminary evidence for neuronal damage in cortical grey matter and normal appearing white matter in short duration relapsing-remitting multiple sclerosis: a quantitative MR spectroscopic imaging study. J Neurol 2001; 248: 131-8.
67. De Stefano N, Narayanan S, Matthews PM, Francis GS, Antel JP, Arnold DL. In vivo evidence for axonal dysfunc-tion remote from cerebral demyelination of the type seen in multiple sclerosis. Brain 1999; 122: 1933-9.
68. Rovaris M, Gass A, Bammer R, et al. Diffusion MRI in multiple sclerosis. Neurology 2005; 65: 1526-32.
69. Rovaris M, Bozzali M, Ianucci G, et al. Assessment of normal appearing white and gray matter in patients with primary progressive multiple sclerosis: a diffusion tensor magnetic resonance imaging study. Arch Neurol 2002; 59: 1406-12.
70. Ciccarelli O, Werring DJ, Wheeler-Kingshott CA, et al. Investigations of MS normal-appearing brain using diffusion tensor MRI with clinical correlations. Neurology 2001; 56; 926-33.
71. Ciccarelli O, Werring DJ, Barker GJ. A study of the mechanisms of normal-appearing white matter damage in multiple sclerosis using diffusion tensor imaging. Evidence of wallerian degeneration. J Neurol 2003; 250: 287-92.
72. Griffin CM, Chard DT, Ciccarelli O. Diffusion tensor imaging in early relapsing-remitting multiple sclerosis. Multiple Sclerosis 2004; 10: 9-15.
73. Staffen W, Mair A, Zauner H, et al. Cognitive function and fMRI in patients with multiple sclerosis: evidence for compensatory cortical activation during an attention task. Brain 2002; 125: 1275-82.
74. Werring DJ, Bullmore ET, Toosy AT, et al. Recovery form optic neuritis is associated with a change in the distribution of cerebral response to visual stimulation: A functional magnetic resonance imaging study. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2000; 68: 441-9.
75. Filippi M, Rocca MA, Mezzapesa DM, et al. Simple and complex movement-associated funciontal MRI changes in patients at presentation with clinically isolated síndromes suggestive of múltiple sclerosis. Hum Brain Mapp 2004; 21: 108-17.
76. Rocca MA, Gavazzi C, Mezzapesa DM, et al. A functional magnetic resonance imaging study of patients with secondary progressive multiple sclerosis. NeuroImage 2003; 19: 1770-7.
77. Filippi M, Rocca MA, Falini A, et al. Correlations between structural CNS damage and functional MRI changes in primary progressive MS. NeuroImage 2002; 15: 537-46.
78. Meyer R, Weissert R, Diem R, et al. Acute neuronal apoptosis in a rat model of multiple sclerosis. J Neurosci 2001; 21: 6214-20.
79. Ahmed Z, Doward AI, Pryce G, et al.  A role of caspase-1 and -3 in the pathology of experimental allergic encephalomyelitis: Inflammation versus degeneration. Am J Pathol 2002; 161: 1577-86.
80. Hobom M, Storch MK, Maier K, et al. Mechanisms and time course of neuronal degeneration in experimental autoimmune encephalomyelitis. Brain Pathol 2004; 14: 148-57.
81. Offen D, Kaye JF, Bernard O, et al.  Mice overexpressing Bcl-2 in their neurons are resistant to myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)-induced experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). J Mol Neurosci 2000; 15:167-75.
82. Datta SR, Dudek H, Tao X, et al. Akt phosphorilation of BAD couples survival signal to the cell-intrinsic death machinery. Cell 1997; 91: 231-41.
83. Cardone MH, Roy N, Stennicke HR, et al. Regulation of cell death protease caspase-9 by phosphorilation. Science 1998; 282: 1318-21.
84. Alcazar A, Regidor I, Masjuan J, Salinas M, Alvarez-Cermeno JC. Induction of apoptosis by cerebrospinal fluid from patients with primary progressive multiple sclerosis in cultured neurons. Neurosci Lett 1998; 255: 75-8.
85. Cid C, Alvarez-Cermeno JC, Regidor I, Palza J, Salinas M, Alcazar A. Caspase inhibitors protect against neuronal apoptosis induced by cerebrospinal fluid from multiple sclerosis patients. J Neuroimmunol 2003; 136: 119-24.
86. Smith T, Groom A, Zhu A, Turski L. Autoimmune encephalomyelitis ameliorated by AMPA antagonists. Nat Med 2000; 6: 62-66.
87. McKerracher L, David S, Jackson DL, et al. Identification of myelin-associated glycoprotein as a major myelin derived inhibitor of neurite growth. Neuron 1994; 13:  805-11.
88. Wang KC, Koprivica V, Kim JA, et al. Oligodendrocytemyelin glycoprotein is a Nogo receptor ligand that inhibits neurite outgrowth. Nature 2002; 417: 941-4.
89. GrandPre T, Nakamura F, Vartanian T, Strittmatter SM.  Identification of the Nogo inhibitor of axon regeneration as a Reticulon protein. Nature 2000; 403: 439-44.
90. Fournier AE, GrandPre T, Strittmatter SM. Identification of a receptor mediating Nogo-66 inhibition of axonal regeneration. Nature 2001; 409: 341-6.
91. Wang KC, Kim JA, Sivasankaran R, Segal R, He Z. p75 interacts with the Nogo receptor as a co-receptor for Nogo, MAG and OMgp. Nature 2002; 420: 74-8.
92. Mi S, Lee X, Shao Z, et al.  LINGO-1 is a component of the Nogo-66 receptor/p75 signaling complex. Nat Neurosci 2004; 7: 221-8.
93. Niederost B, Oertle T, Fritsche J, McKinney RA, Bandtlow CE. Nogo-A  and myelin-associated glycoprotein mediate neurite growth inhibition by antagonistic regulation of RhoA and Rac1. J Neurosci 2002; 22: 10368-76
94. Yamashita T, Tohyama M. The p75 receptor acts as a displacement factor that releases Rho from Rho-GDI. Nat Neurosci 2003; 6: 461-7
95. Hasegawa Y, Fujitani M, Hata K, Tohyama M, Yamagishi S, Yamashita T. Promotion of axon regeneration by myelin-associated glycoprotein and Nogo through divergent signals downstream of Gi/G. J Neurosci 2004; 24: 6826-32.
96. Karnezis T, Mandemakers W, McQualter JL, et al. The neurite outgrowth inhibitor Nogo A is involved in autoimmune-mediated demyelination. Nat Neurosci  2004; 7: 736-44.
97. Fontoura P, Ho PP, DeVoss J, et al. Immunity to the extracellular domain of Nogo-A modulates Experimental Autoimmune Encephalomyelitis. J Immunol 2004; 173: 6981-92.
98. Satoh J, Onoue H, Arima K, Yamamura T.  Nogo-A and nogo receptor expression in demyelinating lesions of multiple sclerosis. J. Neuropathol Exp Neurol. 2005; 64: 129-38.
99. Reindl M, Khantane S, Ehling R, et al. Serum and cerebrospinal fluid antibodies to Nogo-A in patients with multiple sclerosis and acute neurological disorders. J Neuroimmunol 2003; 145: 139-47.

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Recibido: 6-03-2006
Aceptado: 7-06-2006