Neuroprotective effect of JM-20 against brain ischemia

J Pharm Pharmacogn Res 4(4): 153-158, 2016.

Short Communication | Comunicación Corta

Therapeutic potential of the novel hybrid molecule JM-20 against focal cortical ischemia in rats

[Potencial terapéutico de la nueva molécula híbrida JM-20 frente a la isquemia cortical focal en ratas]

Yanier Núñez Figueredo1, Jeney Ramírez-Sanchez1, Gisele Hansel2, Gilberto L. Pardo-Andreu3*, Nelson Merino1, Guillermo Aparicio1, Rene Delgado-Hernández3, Laura García-Pupo1, Estael Ochoa-Rodríguez4, Yamila Verdecia-Reyes4, Diogo O. Souza2

1Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos. Ave 26, No. 1605 Boyeros y Puentes Grandes, CP 10600, La Habana, Cuba.
2Departamento de Bioquímica, PPG em Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Rua Ramiro Barcelos, 2600 Anexo, Porto Alegre, RS, 90035-003, Brasil.
3Centro de Estudio para las Investigaciones y Evaluaciones Biológicas, Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de La Habana. Calle 222, N° 2317 e/23 y 31, La Coronela, La Lisa, CP 13600, La Habana, Cuba.
4Laboratorio de Síntesis Orgánica, Facultad de Química, Universidad de La Habana. Zapata s/n entre G y Carlitos Aguirre, Vedado Plaza de la Revolución, CP 10400, La Habana, Cuba.

*E-mail: gpardo@ifal.uh.cu

Abstract

Context: Despite the great mortality and morbidity of stroke, treatment options remain limited. We previously showed that JM-20, a novel synthetic molecule, possessed a strong neuroprotective effect in rats subjected to transient middle cerebral artery occlusion. However, to verify the robustness of the pre-clinical neuroprotective effects of JM-20 to get good prognosis in the translation to the clinic, it is necessary to use other experimental models of brain ischemia.

Aims: To evaluate the neuroprotective effects of JM-20 following the onset of permanent focal cerebral ischemia induced in rats by thermocoagulation of blood into pial blood vessels of cerebral cortices.

Methods: Ischemic lesion was induced by thermocoagulation of blood into pial blood vessels of primary motor and somatosensory cortices. Behavioral performance was evaluated by the cylinder testing for a period of 2, 3 and 7 days after surgery, and was followed by histopathological study in brain cortex stained with hematoxylin- eosin.

Results: Ischemic injury resulted in impaired function of the forelimb evidenced by high asymmetry punctuation, and caused histopathological alterations indicative of tissue damage at cerebral cortex. JM-20 treatment (4 and 8 mg/kg) significantly decreased asymmetry scores and histological alterations with a marked preservation of cortical neurons.

Conclusions: The effects of permanent brain ischemia were strongly attenuated by JM-20 administration, which expands and improves the current preclinical data of JM-20 as neuroprotector against cerebral ischemia, and strongly support the examination of its translation to the clinic to treat acute ischemic stroke.

Keywords: Cerebral ischemia; cylinder test; JM-20; neuroprotection; thermocoagulation.

Resumen

Contexto: A pesar de la enorme mortalidad y morbilidad del infarto cerebral, las opciones terapéuticas son limitadas. Recientemente se ha demostrado que JM-20, nueva molécula sintética, ejerce efecto neuroprotector en ratas sometidas a una oclusión transitoria de la arteria cerebral media. Sin embargo, se hace necesario utilizar otros modelos experimentales de isquemia cerebral.

Objetivos: Evaluar el efecto neuroprotector del JM-20 luego del comienzo de una isquemia cerebral focal y permanente en ratas, inducida por termocoagulación de la sangre en los vasos piales de la corteza cerebral.

Métodos: La lesión isquémica se indujo por termocoagulación de la sangre en los vasos piales de la corteza primaria motora y somato sensorial. El desempeño comportamental se evaluó por medio de la prueba del cilindro a los 2, 3 y 7 días después de la cirugía. Posteriormente se realizaron estudios histopatológicos en corteza cerebral por medio de la tinción con hematoxilina-eosina.

Resultados: El daño isquémico resultó en un impedimento funcional de las extremidades anteriores de las ratas evidenciado por una elevada asimetría y originó alteraciones histopatológicas indicativas de daño en la corteza cerebral. El tratamiento con JM-20 (4 y 8 mg/kg) disminuyó significativamente los porcientos de asimetría y las alteraciones histopatológicas con una marcada preservación de las neuronas corticales.

Conclusiones: Los efectos de la isquemia cerebral permanente fueron fuertemente atenuados por la administración del JM-20, lo que enriquece y mejora su data experimental pre-clínica como neuroprotector contra la isquemia cerebral y apoya la consideración de su traslado a la clínica para tratar el infarto cerebral.

Palabras Clave: Isquemia cerebral; prueba del cilindro; JM-20; neuroprotección; termocoagulación.

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Citation Format: Yanier Núñez Figueredo, Jeney Ramírez-Sanchez, Gisele Hansel, Gilberto L. Pardo-Andreu, Nelson Merino, Guillermo Aparicio, Rene Delgado-Hernández, Laura García-Pupo, Estael Ochoa-Rodríguez, Yamila Verdecia-Reyes, Diogo O. Souza (2016) Therapeutic potential of the novel hybrid molecule JM-20 against focal cortical ischemia in rats. J Pharm Pharmacogn Res 4(4): 153-158.

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