TBI COMPLICATED BY SEPSIS:
THE ROLE OF NEUROINFLAMMATION
IN THE EARLY POST-TRAUMATIC PHASE
Torrini E. ¹, Duchini P.P. ¹, Loriga B. ¹, Carlucci M. ¹, Cecchi G. ¹, Pacini A. ²,
Di Cesare Mannelli L. ³, Adembri C. ¹ , De Gaudio A.R. ¹
1Department of Health Sciences, University of Florence, Italy
2Department of Experimental and Clinical Medicine, University of Florence, Italy
3Department of Neurosciences, Psicology, Pharmacology and Pediatric Health Care
(NEUROFARBA) University of Florence, Italy
TRAUMA CRANICO E DANNO CEREBRALE
Danno meccanico
PRIMARIO
SECONDARIO
Neuroni
Vasi
sanguigni
Alterazioni ritardate
•Neurochimiche
•Metaboliche
•Cellulari
Rilascio di
neurotrasmettitori
Disfunzione
mitocondriale
Alterazioni della
depolarizzazione
Glia
RISPOSTA
INFIAMMATORIA
Apoptosi
neuronale
The Duality of the Inflammatory Response to Traumatic
Brain Injury
Philipp M. Lenzlinger, Maria-Cristina Morganti-Kossmann, Helmut L. Laurer, and Tracy K. McIntosh*,
Molecular Neurobiology, 2001
NEUROINFLAMMATION
•Neurotrophin
(NGF, BDNF, NT3, NT-4/5)
•Inflammatory
cytokines (IL-1β TNF-α)
•TGFβ family
(TGFβ,GDNF)
•Superoxide
•IL-6 family
(IL-6, LIF, CNTF)
•NitricOxide (NO)
•Peroxynitrite
•Excitatory amino acid
LA MICROGLIA: immunosorveglianza nel SNC
• PARTECIPA ALL’OMEOSTASI TISSUTALE
• COSTIUISCE LA PRIMA LINEA DI DIFESA DEL PARENCHIMA
CEREBRALE
Microglia attivata
Microglia quiescente
ASTROCITI
• Cooperano con la microglia al MANTENIMENTO DELL’OMEOSTASI
TISSUTALE
• MODULANO L’ATTIVITÀ NEURONALE
Citochine
pro-infiammatorie
Astrocita quiescente
Astrocita reattivo
Produce fattori neurotrofici e
guida la crescita dell’assone
Ostacola la
rigenerazione assonale
COMUNICAZIONE tra GLIA e NEURONI:
GLI ACIDI SIALICI
NEURONE
MICROGLIA
NEURONE
Acido sialico
Lectin
e
ASTROCITA
GLIA
SCOPO DEL LAVORO
Da un precedente studio…
Modello sperimentale di TRAUMA
CRANICO complicato da SEPSI nel ratto
Persistenza della
NEUROINFIAMMAZIONE
a lungo termine
RUOLO DELLA SEPSI NELL’EVOLUZIONE DEL
TRAUMA CRANICO NELLA FASE POST-TRAUMATICA
PRECOCE (2-7 GIORNI)
Clinica
• SOPRAVVIVENZA
• VALUTAZIONE NEUROLOGICA
Istopatologia
• VALUTAZIONE DELLA
RISPOSTA INFIAMMATORIA
METODO
Ratti maschi adulti, peso 300g
4 GRUPPI :
•SHAM
•SEPSI (CLP)
•TRAUMA (CCI)
•TRAUMA E SEPSI (CCI+CLP)
Valutazione neurologica
Procedure
chirurgiche
Valutazione istopatologica
t
0
1 gg
2 gg
3 gg
7 gg
METODO
Valutazione clinica
SOPRAVVIVENZA
Valutazione istopatologica
DESCRIZIONE DEL PROCESSO
INFIAMMATORIO
CARATTERIZZAZIONE DEL
DEFICIT NEUROLOGICO
• Beam Balance
• Valutazione dell’espressione e della
distribuzione degli acidi sialici nella
regione perilesionale
Lectine e GM1
• Identificazione delle cellule che
esprimono gli acidi sialici
• Passive Avoidance
- co-localizzazione delle lectine
con la microglia (anticorpo antiIba-1)
- co-localizzazione del GM1 con gli
astrociti (anticorpo anti-GFAP)
RISULTATI
MEMORIA
EQUILIBRIO
SOPRAVVIVENZA
Latenza a 24h dallo stimolo punitivo
*p<0.001 vs sham
#p<0.001 vs CCI
**p<0,01 vs sham
*p<0,05 vs sham
## p<0,01 vs CCI
# p<0,05 vs CCI
RISULTATI
MICROGLIA
*p<0,01 vs sham
§p<0,05 vs sham
°p<0,001 vs sham
#p<0,01 vs CCI
TRAUMA + SEPSI
SHAM
SEPSI
TRAUMA
RISULTATI
ASTROCITI
*p<0,001 vs sham
°p<0,01 vs sham
#p<0.01 vs CCI
TRAUMA + SEPSI
SHAM
SEPSI
TRAUMA
RISULTATI
Espressione degli ACIDI SIALICI nella MICROGLIA
*p<0,001 vs sham
°p<0,001 vs CCI
#p<0,01 vs CCI
SHAM
SEPSI
TRAUMA
TRAUMA E SEPSI
*p<0,001 vs sham
°p<0,001 vs CCI
#p<0,01 vs CCI
+
Iba 1
SHAM
SEPSI
TRAUMA
TRAUMA E SEPSI
RISULTATI
Espressione del GM 1 negli ASTROCITI
*p<0,001 vs sham
^p<0,01 vs sham
°p<0,001 vs CCI
# p<0,05 vs CCI
+ GFAP
Per gli ASTROCITI
SHAM
SEPSI
TRAUMA
TRAUMA E SEPSI
CONCLUSIONI
Trauma cranico complicato da sepsi
in fase precoce
Clinica
Istopatologia
RIDUZIONE DELLA
SOPRAVVIVENZA
AUMENTO DELLA MICROGLIA E
DEGLI ASTROCITI ATTIVATI
AGGRAVAMENTO DEL DEFICIT
NEUROLOGICO
AUMENTO DELL’ESPRESSIONE
DEGLI ACIDI SIALICI SULLA
MEBRANA MICROGLIALE E
ASTROCITARIA
PEGGIORAMENTO
DELL’OUTCOME
GLOBALE
AMPLIFICAZIONE
PRECOCE DELLA RISPOSTA
NEUROINFIAMMATORIA
CON COINVOLGIMENTO
DEGLI ACIDI SIALICI
