The Effect of Immunizing with Neural Derived Peptides on the Expression of Inflammatory Genes Depends on the Severity of Spinal Cord Injury
DOI:
https://doi.org/10.36105/psrua.2025v5n9.01Palabras clave:
expresión génica, péptidos de origen neural, lesión medularResumen
Introducción: La lesión de la médula espinal (LME) activa una respuesta inflamatoria que agrava el daño tisular y limita la regeneración neuronal. Esta respuesta implica la sobreexpresión de genes inflamatorios, relacionados con procesos como estrés oxidativo, apoptosis y desmielinización. Una estrategia neuroprotectora es la inmunización con péptidos neurales modificados (INMP), como A91 y Cop-1, derivados de la proteína básica de mielina. Estos péptidos inducen una respuesta inmune reguladora mediante linfocitos T tipo Th2, promoviendo un entorno antiinflamatorio. Metodología: Se utilizó un modelo de contusión medular severa en ratas. Tras la lesión, los animales fueron inmunizados con A91 o Cop-1. A los siete días post-lesión se obtuvo la médula espinal para análisis transcriptómico mediante microarreglos. Los perfiles de expresión génica se compararon con un grupo control no inmunizado (PBS). Resultados: Ambos tratamientos redujeron la expresión general de genes inflamatorios. Sin embargo, solo la inmunización con A91 mostró una disminución estadísticamente significativa en once genes clave: Bmp2, Casp1, Casp3, Ccl2, Cebpb, Cish, Socs2, Socs3, Il1rap, Tgfb3 y Tnfs11. Estos hallazgos coinciden con estudios previos de nuestro grupo, que indican que los efectos neuroprotectores de los INMP son menos evidentes
en casos de LME severa. Conclusión: La inmunización con INMP modula la respuesta inflamatoria tras LME severa. A91 mostró un efecto más significativo que Cop-1, lo que sugiere un mayor potencial terapéutico. Estos resultados sugieren que la respuesta génica a los INMP varía según la gravedad de la lesión, y se requiere mayor investigación para optimizar las estrategias terapéuticas.
Descargas
Referencias
1. Bethea JR, Dietrich WD. Targeting the host inflammatory response in traumatic spinal cord injury. Curr Opin Neurol. 2002;15(3):355–60. doi: https://doi.org/10.1097/00019052-200206000-00021
2. Hausmann ON. Post-traumatic inflammation following spinal cord injury. Spinal Cord. 2003;41(7):369–78. doi: https://doi.org/10.1038/sj.sc.3101483
3. Schwartz M. Harnessing the immune system for neuroprotection: therapeutic vaccines for acute and chronic neurodegenerative disorders. Cell Mol Neurobiol. 2001;21(6):617–27. doi: https://doi.org/10.1023/a:1015139718466
4. Schwartz M, Kipnis J. Protective autoimmunity: regulation and prospects for vaccination after brain and spinal cord injuries. Trends Mol Med. 2001;7(6):252–8. doi: https://doi.org/10.1016/s1471-4914(01)01993-1
5. Ibarra A, García E, Flores N, Martiñón S, Reyes R, Campos MG, et al. Immunization with neural-derived antigens inhibits lipid peroxidation after spinal cord injury. Neurosci Lett. 2010;476(2):62–5. doi: https://doi.org/10.1016/j.neulet.2010.04.003
6. Donnelly DJ, Popovich PG. Inflammation and its role in neuroprotection, axonal regeneration and functional recovery after spinal cord injury. Exp Neurol. 2008;209(2):378–88. doi: https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2007.06.009
7. Garcia E, Silva-Garcia R, Mestre H, Flores N, Martinon S, Calderon-Aranda ES, et al. Immunization with A91 peptide or copolymer-1 reduces the production of nitric oxide and inducible nitric oxide synthase gene expression after spinal cord injury. J Neurosci Res. 2012;90(3):656–63. doi: https://doi.org/10.1002/jnr.22771
8. Rodríguez-Barrera R, Fernández-Presas AM, García E, Flores-Romero A, Martiñón S, González-Puertos VY, et al. Immunization with a neural-derived peptide protects the spinal cord from apoptosis after traumatic injury. Biomed Res Int. 2013;2013:827517. doi: https://doi.org/10.1155/2013/827517
9. Hauben E, Nevo U, Yoles E, Moalem G, Agranov E, Mor F, et al. Autoimmune T cells as potential neuroprotective therapy for spinal cord injury. Lancet. 2000;355(9200):286–7. doi: https://doi.org/10.1016/s0140-6736(99)05140-5
10. Berger T, Weerth S, Kojima K, Linington C, Wekerle H, Lassmann H. Experimental autoimmune encephalomyelitis: the antigen specificity of T lymphocytes determines the topography of lesions in the central and peripheral nervous system. Lab Invest. 1997;76(3):355–64. doi: https://doi.org/10.1007/s004180050078
11. Linington C, Berger T, Perry L, Weerth S, Hinze-Selch D, Zhang Y, et al. T cells specific for the myelin oligodendrocyte glycoprotein mediate an unusual autoimmune inflammatory response in the central nervous system. Eur J Immunol. 1993;23(6):1364–72. doi: https://doi.org/10.1002/eji.1830230614
12. Gaur A, Boehme SA, Chalmers D, Crowe PD, Pahuja A, Ling N, et al. Amelioration of relapsing experimental autoimmune encephalomyelitis with altered myelin basic protein peptides involves different cellular mechanisms. J Neuroimmunol. 1997;74(1-2):149–58. doi: https://doi.org/10.1016/s0165-5728(96)00220-2
13. Samson MF, Smilek DE. Reversal of acute experimental autoimmune encephalomyelitis and prevention of relapses by treatment with a myelin basic protein peptide analogue modified to form long-lived peptide-MHC complexes. J Immunol. 1995;155(5):2737–46. doi: https://doi.org/10.4049/jimmunol.155.5.2737
14. Katsara M, Yuriev E, Ramsland PA, Tselios T, Deraos G, Lourbopoulos A, et al. Altered peptide ligands of myelin basic protein (MBP87–99) conjugated to reduced mannan modulate immune responses in mice. Immunology. 2009;128(4):521–33. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2567.2009.03206.x
15. Guan L, Eisenstein TK, Adler MW, Rogers TJ. Copolymer-1-induced inhibition of antigen-specific T cell activation: interference with antigen presentation. J Neuroimmunol. 1992;37(1-2):75–84. doi: https://doi.org/10.4049/jimmunol.165.11.6519
16. Liu J, Johnson TV, Lin J, Ramirez SH, Bronich TK, Caplan S, et al. T cell independent mechanism for copolymer-1-induced neuroprotection. Eur J Immunol. 2007;37(11):3143–54. doi: https://doi.org/10.1002/eji.200737634
17. Basso DM, Beattie MS, Bresnahan JC, Anderson DK, Faden AI, Gruner JA, et al. MASCIS evaluation of open field locomotor scores: effects of experience and teamwork on reliability. J Neurotrauma. 1996;13(7):343–59. doi: https://doi.org/10.1089/neu.1996.13.343
18. Basso DM, Beattie MS, Bresnahan JC. A sensitive and reliable locomotor rating scale for open field testing in rats. J Neurotrauma. 1995;12(1):1–21. doi: https://doi.org/10.1089/neu.1995.12.1
19. García E, Silva-García R, Flores-Romero A, Blancas-Espinoza L, Rodríguez-Barrera R, Ibarra A. The severity of spinal cord injury determines the inflammatory gene expression pattern after immunization with neural-derived peptides. J Mol Neurosci. 2018;65(2):190–5. doi: https://doi.org/10.1186/s12868-016-0331-2
20. Sahni V, Mukhopadhyay A, Tysseling V, Hebert A, Birch D, McGuire TL, et al. BMPR1a and BMPR1b signaling exert opposing effects on gliosis after spinal cord injury. J Neurosci. 2010;30(5):1839–55. doi: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.4459-09.2010
21. Xiao Q, Du Y, Wu W, Yip HK. Bone morphogenetic proteins mediate cellular response and, together with Noggin, regulate astrocyte differentiation after spinal cord injury. Exp Neurol. 2010;221(2):215–27. doi: https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2009.12.023
22. Burda JE, Bernstein AM, Sofroniew MV. Astrocyte roles in traumatic brain injury. Exp Neurol. 2016;275(Pt 3):305–15. doi: https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2015.03.020
23. Lowery JW, LaVigne AW, Kokabu S, Rosen V. Comparative genomics identifies the mouse Bmp3 promoter and an upstream evolutionary conserved region in mammals. PLoS One. 2013;8(2):e57211. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0057211
24. Gao YJ, Ji RR. Chemokines, neuronal-glial interactions, and central processing of neuropathic pain. Pharmacol Ther. 2010;126(1):119–45. doi: https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2009.10.010
25. Fang S, Tang H, Li MZ, Chu JJ, Yin ZS, Jia QY. Identification of the CCL2 PI3K/Akt axis involved in autophagy and apoptosis after spinal cord injury. Metab Brain Dis. 2023;38(4):655–65. doi: https://doi.org/10.1007/s12035-023-03641-z
26. McKenzie BA, Dixit VM, Power C. Fiery cell death: pyroptosis in the central nervous system. Trends Neurosci. 2020;43(3):248–63. doi: https://doi.org/10.1016/j.tins.2019.12.007
27. Kelley N, Jeltema D, Duan Y, He Y. The NLRP3 inflammasome: an overview of mechanisms of activation and regulation. Int J Mol Sci. 2019;20(13):3328. doi: https://doi.org/10.3390/ijms20133328
28. Dodington DW, Desai HR, Woo M. JAK/STAT – emerging players in metabolism. Trends Endocrinol Metab. 2018;29(7):55–70. doi: https://doi.org/10.1016/j.tem.2018.04.005
29. Park KW, Nozell SE, Benveniste EN. Protective role of STAT3 in NMDA- and glutamate-induced neuronal death: negative regulatory effect of SOCS3. PLoS One. 2012;7(11):e48714. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0048714
30. Park KW, Lin CY, Lee YS. Expression of suppressor of cytokine signaling-3 (SOCS3) and its role in neuronal death after complete spinal cord injury. Exp Neurol. 2014;261:232–40. doi: https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2014.06.015
31. Novack DV, Yin L, Hagen-Stapleton A, et al. The IκB function of NF-κB2 p100 controls stimulated osteoclastogenesis. J Exp Med. 2003;198(5):771–85. doi: https://doi.org/10.1084/jem.20030116
32. Mills KHG. TLR-dependent T cell activation in autoimmunity. Nat Rev Immunol. 2011;11(12):807–21. doi: https://doi.org/10.1038/nri3080
33. Bauernfeind FG, Horvath G, Stutz A, Alnemri ES, MacDonald K, Speert D, et al. NF-κB activating pattern recognition and cytokine receptors license NLRP3 inflammasome activation by regulating NLRP3 expression. J Immunol. 2009;183(2):787–91. doi: https://doi.org/10.4049/jimmunol.0901369
34. Novack DV, Yin L, Hagen-Stapleton A, Schreiber RD, Goeddel D V., Ross FP, et al. The IκB function of NF-κB2 p100 controls stimulated osteoclastogenesis. Journal of Experimental Medicine. 2003;198(5).
35. Mills KHG. TLR-dependent T cell activation in autoimmunity. Nature Reviews Immunology. 2011.
36. Bauernfeind FG, Horvath G, Stutz A, Alnemri ES, MacDonald K, Speert D, et al. Cutting Edge: NF-κB Activating Pattern Recognition and Cytokine Receptors License NLRP3 Inflammasome Activation by Regulating NLRP3 Expression. The Journal of Immunology. 2009;183(2)
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Elisa García, Raul Silva-García, Adrian Flores-Romero, Roxana Rodríguez-Barrera, Yolanda Cruz-Martinez, Rodrigo Bautista-Román, David R. Mayen-Quito, Ivan Ignacio Mejía, Exsal Manuel Albores-Mendez, Marco Antonio Vargas, Héctor Faustino Noyola-Villalobos, Antonio Ibarra
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Todo el contenido intelectual que se encuentra en la presente publicación periódica se licencia al público consumidor bajo la figura de Creative Commons©, salvo que el autor de dicho contenido hubiere pactado en contrario o limitado dicha facultad a “Proceedings of Scientific Research Universidad Anáhuac. Multidisciplinary Journal of Healthcare©” o “Universidad Anáhuac México©” por escrito y expresamente.
Proceedings of Scientific Research Universidad Anáhuac. Multidisciplinary Journal of Healthcare se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Sin derivados 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0).
El autor conserva los derechos patrimoniales sin restricciones y garantiza a la revista el derecho de ser la primera publicación del trabajo. El autor es libre de publicar en cualquier otro medio su artículo, como un repositorio institucional.
