Congreso Virtual sobre Anatomía Patológica
ISBN: 978-84-692-76778

COMUNICACIONES

1537. Otras disciplinas

Ototoxicidad por tres aminogucósidos. Morfología cualitativa y cuantitativa de cócleas de ratas.

Daymara Mercerón Martínez[1], Sandra Rodríguez Salgueiro[2], Rosa María Coro Antich[3], Pavel Prado Gutiérrez[1], valia Rodríguez Rodríguez[1], Yahima Harvey Pedroso[2], Teresa Diez Aldama[1], Tania Valdés Prieto[2]
(1) Centro de Neurociencias de Cuba CUBA
(2) Centro Nacional de Investigaciones Científicas CUBA
(3) Instituto de Neurología y Neurocirugía CUBA

norvasc

norvasc beerotor.de

sertraline alcohol memory loss

sertraline alcohol news.bs.kg

A pesar de la comprobada ototoxicidad de los aminoglucósidos, éstos continúan empleándose frecuentemente en la clínica por su alta efectividad bactericida. El dominio de modelos de ototoxicidad constituye un arma potente para las investigaciones que se imponen ante el desarrollo de nuevos enfoques para aliviar o resolver la sordera. El objetivo de este trabajo fue comparar el efecto de tres aminoglucósidos sobre la morfología coclear de ratas adultas, empleando un modelo de ototoxicidad in vivo.

Se trabajó con 18 ratas Wistar adultas, divididas en 4 grupos: 3 grupos de animales ensordecidos con aminoglucósidos (kanamicina, gentamicina y amikacina) y un grupo control. Las cócleas se estudiaron por Microscopía Óptica de Alta Resolución. Se describió la morfología del órgano de Corti, del ganglio espiral y de la estría vascular en 4 regiones cocleares. Se determinaron la densidad neuronal del ganglio espiral, el área de la estría vascular y el número de capilares sanguíneos por estría. 

En los animales tratados con los tres aminoglucósidos se distorsionó el patrón de organización normal del órgano de Corti, con pérdida de células ciliadas externas e internas, así como de la mayoría de las células de soporte. Las mayores afectaciones a la morfología del órgano de Corti se produjeron en los animales tratados con gentamicina.

En las cuatro regiones cocleares estudiadas se alteró la morfología de las neuronas del ganglio espiral y se perdieron procesos periféricos en la lámina espiral ósea. En los grupos tratados con aminoglucósidos se redujo más la densidad neuronal con respecto al control en las regiones cocleares mediales. No se observaron diferencias entre aminoglucósidos en cuanto al comportamiento de la densidad neuronal.

La kanamicina y la gentamicina provocaron reducciones del área de la estría vascular promedio, observándose que la gentamicina causó el mayor daño. El número de capilares sanguíneos por estría presentó las mayores reducciones en las zonas mediales, lo cual coincide con el comportamiento del área de la estría vascular y de la densidad neuronal. La amikacina y la gentamicina fueron los aminoglucósidos que más disminuyeron el número de capilares sanguíneos.

En estas condiciones experimentales los aminoglucósidos fueron altamente ototóxicos. En particular, la extrema sensibilidad de las células del órgano de Corti y la estría vascular a la ototoxicidad por aminoglucósidos (especialmente por gentamicina), y los efectos sobre las neuronas del ganglio espiral, evidencian lo importante que resulta conocer los cambios morfológicos que sufren estas células vitales en la función auditiva.


 

Introducción    

La sordera es una de las discapacidades más comunes a nivel mundial. En el año 2006 la Organización Mundial de la Salud estimó que 278 millones de personas padecían de sordera (World Health Organization, 2006). En Cuba esta enfermedad tiene una incidencia de 2,1 por cada 1000 habitantes (Pérez-Abalo et al., 2005). 
La pérdida más frecuente de la audición es la sordera sensorineural. Esta afectación puede deberse a agentes terapéuticos de uso común, tales como antibióticos aminoglucósidos y drogas antineoplásicas, así como a ruidos intensos, a infecciones o al envejecimiento (Bodmer, 2008).
A pesar de la comprobada ototoxicidad de los antibióticos aminoglucósidos, éstos continúan empleándose frecuentemente en la clínica por su alta efectividad bactericida (Kalkandelen et al., 2002; Forge and Schacht, 2000; Holley, 2005). Entre ellos, el más usado es la gentamicina (Guthrie, 2008), que se ha reportado como el más nocivo (Clerici et al., 1996).
En los mamíferos, la pérdida de las células ciliadas cocleares, receptores sensoriales ubicados en el órgano de Corti (OC), ocasiona sordera sensorineural permanente (Daudet et al., 2002), y se ha comprobado que la afectación de estas células tiene como consecuencia la degeneración paulatina de las neuronas del ganglio espiral de la cóclea (Rodríguez et al., 2008a).
Las alteraciones morfológicas que se producen por aminoglucósidos en otra estructura de la cóclea, la estría vascular (EV), han sido muy poco estudiadas hasta el momento (Forge et al., 1987). La importancia de esta estructura no sensorial radica en que allí se genera el potencial endococlear necesario para el funcionamiento de las células ciliadas (Alam et al., 1998; Kusunoki et al., 2004).  
Hasta el presente, la mejor opción para resolver la sordera son los implantes cocleares,  que estimulan a las neuronas del ganglio espiral (GE) (Seligman and Shepherd, 2002; Shepherd, 2002), de ahí la importancia que tiene la preservación de las neuronas del GE de la cóclea. Otras alternativas terapéuticas para solucionar o prevenir la sordera, en estudio actualmente, son  la aplicación de terapias basadas en drogas o en células madre dirigidas a la protección o regeneración de las células ciliadas del OC y de las neuronas del GE (Minoda et al., 2004).
Todo lo anterior ha motivado el gran interés actual por estudiar los cambios morfológicos que ocurren en las diversas células cocleares ante el daño.
En este trabajo se analizaron 3 aminoglucósidos (gentamicina, kanamicina y amikacina), con vistas a comparar sus efectos sobre las células del órgano de Corti, las neuronas del ganglio espiral y la estría vascular de la cóclea, en modelos in vivo.

 

Material y Métodos    

Animales
Se utilizaron 18 ratas machos Wistar con peso entre 200 y 250 g, provenientes del Centro Nacional de Producción de Animales de Laboratorio (CENPALAB). Las ratas se agruparon de forma aleatoria en 4 grupos: animales controles no tratados y 3 grupos de animales tratados con aminoglucósidos.
Los tres grupos de animales tratados recibieron una dosis única de aminoglucósido y diurético. El diurético en todos los casos fue furosemida (150 mg/kg), administrado por vía intravenosa. En cada grupo se administró un aminoglucósido diferente por vía subcutánea (kanamicina  y amikacina: 700 mg/kg; gentamicina: 420 mg/kg).
Se midió la respuesta auditiva una semana antes y una semana después de la inducción de la sordera, mediante potenciales evocados auditivos transientes de tallo encefálico (PEATC), con un equipo NEURONICA V. Se consideraron normales aquellos animales con umbrales de audición inferiores a 40 dB SPL. Se consideraron sordos aquellos animales con umbrales de audición ≥90 dB SPL.
Procesamiento de las muestras para Microscopia Óptica de Alta Resolución
A las 8 semanas de iniciado el experimento, todos los animales se perfundieron con formalina al 10% en buffer fosfato de sodio 0,1 M y pH 7,4, precedida de lavado con cloruro de sodio al 0,9%. Los animales se decapitaron y se extrajeron las cócleas, las cuales se fijaron por perfusión perilinfática en paraformaldehído al 2% y glutaraldehído al 2% en buffer fosfato de sodio al 0,1 mol/L, pH 7,4, durante 24 h. Las cócleas se descalcificaron en EDTA 8,3 %; se lavaron en el mismo buffer fosfato de sodio y se post-fijaron en tetróxido de osmio al 1% durante 1 h. Por último, las cócleas se deshidrataron en acetona; se infiltraron en óxido de propileno y se incluyeron en resina Spurr.
Se realizaron cortes semifinos en el plano horizontal de la cóclea (Fig. 1), en un ultramicrótomo LKB-III, con cuchillas de vidrio. Los cortes se montaron en portaobjetos de vidrio y se tiñeron con azul de Stevenel (Del Cerro, 1980). Se utilizó un Microscopio Óptico (MO) modelo Axiostar de la firma Karl Zeiss para la visualización de los cortes semifinos.
Estudio de los cortes por Microscopia Óptica de Alta Resolución (MOAR)
Se analizó la morfología coclear a nivel del OC con sus células ciliadas y células de soporte. Se observó el patrón de organización de estas células y la presencia o no de estereocilios en las células ciliadas. Además, se estudió la morfología de las neuronas del GE, de los procesos periféricos en la lámina espiral ósea y de la EV. Estos estudios cualitativos se realizaron a 1000 X (Fig.2).
Estudio cuantitativo
Se trabajó con las siguientes variables: Densidad neuronal del ganglio espiral (DN), Área de la estría vascular (AEV) y Número de capilares sanguíneos en la estría vascular (NCS).
Para la determinación del área del canal de Rosenthal y de la EV, se digitalizaron imágenes mediante una cámara de video CCD marca SONY acoplada a un microscopio óptico modelo Axiostar de la firma Karl Zeiss, conectado a una computadora. Las imágenes se tomaron a una magnificación de 10X. Se utilizó una tarjeta digitalizadora de imágenes en color, marca ATI. Las imágenes se digitalizaron con una resolución de 640 x 480 pixels.
El estudio cuantitativo se realizó en 5 cortes de 1-3 µm de grosor, separados a intervalos de10-12 µm, en cuatro regiones cocleares (ápice, medial superior, medial inferior y base). En total se realizaron 5 mediciones por zona para cada variable (Fig. 1).
Variable Densidad neuronal (DN)
Con el programa para morfometría de imágenes Image J,(Rasband, 2008) se determinó el área del canal de Rosenthal (Fig. 2). Al MO (1000X) se contaron las neuronas conservadas dentro del canal. Se consideraron neuronas conservadas las que presentaban un núcleo redondeado, citoplasma homogéneo y sin separación evidente de la mielina. La DN, expresada como neuronas por mm2, se calculó dividiendo el número de neuronas entre el área del canal de Rosenthal correspondiente. Para cada animal se analizaron todos los valores de DN de las cuatro regiones cocleares.  
Variable Área de la estría vascular (AEV)
Con el programa Image J, se delineó el área de la EV bordeando las células marginales hacia la escala media, desde la prominencia espiral hasta la membrana de Reissner y extendiéndose lateralmente por el borde de las células basales de la estría en contacto con el ligamento espiral (Fig.2). 
Variable Número de capilares sanguíneos en la estría vascular (NCS)
Se contó el número de capilares presentes en la EV mediante la observación al MO a 400X.
Análisis estadístico
Se utilizó el programa Statistica versión 6.00 para Windows. Cada variable se comparó  entre grupos por cada zona coclear y el valor promedio de todas las zonas cocleares. 
Para la variable DN, se usó la prueba no paramétrica de Kruskal Wallis. Si las diferencias eran significativas se continuó con la prueba de Comparaciones múltiples de rangos de medias para todos los grupos. Para las variables AEV y NCS, se usó ANOVA de clasificación simple.  Si las diferencias eran significativas se continuó con la prueba de Tukey. En todos los casos se trabajó con un nivel de significación de p < 0.05.

 

 

Figura 1. Vista panorámica de un corte de la cóclea en el plano horizontal. Regiones cocleares estudiadas: A-Ápice, MS- medial superior, MI-medial inferior, B-base. Flechas-ganglio espiral, cabezas de flechas-estría vascular, rectángulos-órgano de Corti.
Figura 1. Vista panorámica de un corte de la cóclea en el plano horizontal. Regiones cocleares estudiadas: A-Ápice, MS- medial superior, MI-medial inferior, B-base. Flechas-ganglio espiral, cabezas de flechas-estría vascular, rectángulos-órgano de Corti.


Figura 2. Delineación del canal de Rosenthal del ganglio espiral y de la estría vascular, para ejecutar las tareas de morfometría. EV: estría vascular; OC: órgano de Corti; GE: ganglio espiral; CR: canal de Rosenthal; LEO: lámina espiral ósea.
Figura 2. Delineación del canal de Rosenthal del ganglio espiral y de la estría vascular, para ejecutar las tareas de morfometría. EV: estría vascular; OC: órgano de Corti; GE: ganglio espiral; CR: canal de Rosenthal; LEO: lámina espiral ósea.




Resultados    

Órgano de Corti
Grupo Control
La morfología del OC en los animales controles se caracterizó por la presencia de 3 filas de células ciliadas externas (CCE), una fila de células ciliadas internas (CCI), separadas entre ellas por el túnel de Corti,  y varios tipos de células de soporte. Todas estas células estaban organizadas como un epitelio en mosaico (Fig. 3A).
Grupos tratados con aminoglucósidos
Animales tratados con kanamicina y amikacina: El OC en la zona apical mostró un epitelio en mosaico, con el túnel de Corti visible; en algunos animales se identificaron CCI con núcleos conservados. En las restantes zonas cocleares, se observaron  varios grados de adelgazamiento de la capa de células del OC (Figuras 3A y 3B).
Animales tratados con gentamicina: Se observaron varios grados de adelgazamiento  de la capa de células del OC en todas las zonas cocleares, sin que se pudieran identificar los distintos tipos de células (Fig. 3B).
Neuronas del Ganglio Espiral
Grupo Control
En el GE se observaron abundantes neuronas, de forma redondeada. Las neuronas presentaban una morfología normal caracterizada por la presencia de una fina vaina de mielina acompañada por la célula de Schwann, núcleo redondeado con nucleolo visible en algunos casos, y citoplasma denso (Fig. 4). Los procesos periféricos que inervan al OC ocupaban todo el espacio de la lámina espiral ósea (Fig. 3A).
Grupos tratados con aminoglucósidos
En todas las zonas cocleares se observaron distintos grados de vaciamiento del GE por pérdida de neuronas dentro del canal de Rosenthal. Muchas de las neuronas remanentes presentaron retracción del citoplasma, separación de la vaina de mielina y cambio de la forma nuclear redondeada hacia otras formas con irregularidades de contorno. En ocasiones se observaron “neuronas fantasmas” de las que solo quedaban las células de Schwann que las rodeaba (Fig. 4). Los procesos periféricos de la lámina espiral ósea estaban disminuidos o ausentes en algunos casos (Fig. 3A, B).
Densidad Neuronal (DN)
En los animales controles se observó una apreciable tendencia a disminución de la DN de ápice a base, lo cual no se apreció en los grupos tratados con aminoglucósidos (Fig. 5).
Las DN de las cuatro zonas cocleares de los tres grupos tratados con aminoglucósidos fueron menores que los respectivos controles por cada zona (Fig. 5).
Al comparar las DN de los tres grupos tratados con aminoglucósidos en cada una de las 4 zonas cocleares, no hubo diferencias entre los grupos.
Los valores de DN promedio (de las 4 zonas cocleares) no difirieron entre los grupos tratados con aminoglucósidos, pero sí respecto al control en todos los casos.
Estría vascular
Grupo Control
La EV presentó un epitelio estratificado, en el que se encontraron las células basales, intermedias y marginales (Fig. 6A).
Grupos tratados con aminoglucósidos
Se observó atrofia de la EV, que fue más notable en el grupo tratado con gentamicina y menos evidente en los grupos tratados con kanamicina y amikacina. En éstos dos últimos grupos se distinguieron los tres tipos de células de la EV. Sin embargo, en el grupo tratado con gentamicina, las células de la EV se encontraron bastante alteradas o ausentes (Fig. 6B, C, D).
Área de la estría vascular  (AEV)
En el grupo control se observó una tendencia a aumento del AEV de ápice a base. En el grupo de animales tratados con kanamicina se observó la misma tendencia del grupo control (Fig. 7).
En el grupo tratado con gentamicina, el AEV disminuyó en las cuatro zonas cocleares con respecto al control (Fig. 7).
El área promedio de la EV (las 4 zonas) solo fue menor que el control en los grupos tratados con kanamicina y gentamicina.
Número de capilares sanguíneos en la estría vascular (NCS)
En el grupo control, el NCS en la EV mostró una tendencia de aumento hacia la base de la cóclea. Los grupos tratados con aminoglucósidos no mostraron esa tendencia (Fig. 8). 
En los tres grupos tratados con aminoglucósidos fue menor el NCS en las zonas medial inferior y basal respecto al control. En las zonas apical y medial superior no hubo diferencias con respecto al control (Fig. 8).
El promedio del NCS de todas las zonas cocleares fue menor que el control en los 3 grupos tratados con aminoglucósidos. Comparando entre sí los grupos tratados con aminoglucósidos, sólo hubo diferencias entre los tratados con kanamicina y amikacina.

 

Figura 3A. Microscopía Óptica de Alta Resolución. Órgano de Corti, ganglio espiral y estría vascular. Control y kanamicina. Imágenes reconstruidas con el programa Arcsoft Panorama Maker 3.0.
Figura 3A. Microscopía Óptica de Alta Resolución. Órgano de Corti, ganglio espiral y estría vascular. Control y kanamicina. Imágenes reconstruidas con el programa Arcsoft Panorama Maker 3.0.


Figura 3B. Microscopía Óptica de Alta Resolución. Órgano de Corti, ganglio espiral y estría vascular. Gentamicina y amikacina. Imágenes reconstruidas con el programa Arcsoft Panorama Maker 3.0.
Figura 3B. Microscopía Óptica de Alta Resolución. Órgano de Corti, ganglio espiral y estría vascular. Gentamicina y amikacina. Imágenes reconstruidas con el programa Arcsoft Panorama Maker 3.0.


Figura 4. Microscopía Óptica de Alta Resolución. Neuronas del ganglio espiral de la zona medial.  A) Control, B) Kanamicina, C) Gentamicina, D) Amikacina. Flechas: neuronas fantasmas.
Figura 4. Microscopía Óptica de Alta Resolución. Neuronas del ganglio espiral de la zona medial. A) Control, B) Kanamicina, C) Gentamicina, D) Amikacina. Flechas: neuronas fantasmas.


Figura 5. Densidad Neuronal en los 4 grupos experimentales, por zonas cocleares. M Sup: Medial Superior; M Inf: Medial Inferior. Prueba de Kruskall-Wallis seguida de la prueba de Comparaciones múltiples de rangos de medias.
Figura 5. Densidad Neuronal en los 4 grupos experimentales, por zonas cocleares. M Sup: Medial Superior; M Inf: Medial Inferior. Prueba de Kruskall-Wallis seguida de la prueba de Comparaciones múltiples de rangos de medias.


Figura 6. Microscopía Óptica de Alta Resolución. Estría vascular de la zona medial de la cóclea. A) Control, B) Kanamicina, C) Gentamicina, D) Amikacina. Imágenes reconstruidas con el programa Arcsoft Panorama Maker 3.0.
Barras-20 micrómetros
Figura 6. Microscopía Óptica de Alta Resolución. Estría vascular de la zona medial de la cóclea. A) Control, B) Kanamicina, C) Gentamicina, D) Amikacina. Imágenes reconstruidas con el programa Arcsoft Panorama Maker 3.0. Barras-20 micrómetros


Fig.7. - Área de la estría vascular en los 4 grupos experimentales, por zonas cocleares. M Sup: Medial Superior y M Inf: Medial Inferior. ANOVA seguido de la prueba de Tukey.
Fig.7. - Área de la estría vascular en los 4 grupos experimentales, por zonas cocleares. M Sup: Medial Superior y M Inf: Medial Inferior. ANOVA seguido de la prueba de Tukey.


Fig.8. - Número de capilares sanguíneos por estría vascular en los 4 grupos experimentales, por zonas cocleares. M Sup: Medial Superior; M Inf: Medial Inferior. ANOVA seguido de la prueba de Tukey.
Fig.8. - Número de capilares sanguíneos por estría vascular en los 4 grupos experimentales, por zonas cocleares. M Sup: Medial Superior; M Inf: Medial Inferior. ANOVA seguido de la prueba de Tukey.




Discusión    

En los animales controles la morfología del OC siguió el patrón de normalidad referido por Schirmer et al., y Shepherd et al. en todas las zonas cocleares (Schirmer et al., 2007; Shepherd, 2002). 
La pérdida del patrón de organización normal del OC y la ausencia de CCE y CCI, así como de la mayoría de las CS en los animales tratados con los tres aminoglucósidos es consistente con lo observado en modelos agudos con kanamicina en curieles y ratas, en los cual a las 8 semanas el OC se mostró aplastado o completamente ausente (Hellier et al., 2002; Rodríguez et al., 2008b).  Los hallazgos de este trabajo también concuerdan con McFadden et al, que en un modelo agudo con gentamicina en chinchillas, observaron la pérdida de todas las CC desde las 24 h de inducida la sordera. El grado de aplanamiento del OC siguió un gradiente de base a ápice en todas las cócleas (McFadden et al., 2004).
En el grupo control las neuronas del GE dentro del canal de Rosenthal, mostraron características normales, con presencia de gran cantidad de procesos periféricos en la lámina espiral ósea. 
En los animales tratados con aminoglucósidos se alteró la morfología de las neuronas del GE y se perdieron procesos periféricos de la lámina espiral ósea, en las cuatro zonas cocleares estudiadas. Estos hallazgos coinciden con los cambios morfológicos observados por otros autores (Agterberg et al., 2008; McFadden et al., 2004; Rodríguez et al., 2008a) y son consistentes con la pérdida de audición demostrada por los PEATC en este trabajo.
Se ha reportado un patrón de disminución de la DN de ápice a base en ratas sanas (Rodríguez et al., 2005). Este comportamiento es el mismo que se observó en los experimentos de esta tesis, con la misma especie animal. En otras especies (chinchillas y curieles) se ha encontrado que la DN aumenta hacia la base (McFadden et al., 2004; Li et al., 1999).
En los grupos tratados con gentamicina y amikacina, la zona coclear más afectada fue la medial inferior. En el grupo tratado con kanamicina, la zona coclear más afectada fue la medial superior. Lo anterior demuestra que en los grupos tratados con aminoglucósidos se redujo más la DN con respecto al control en las zonas cocleares mediales. Resultados similares han sido observados en gatos ensordecidos de manera crónica con neomicina, a las 7 y 8 semanas de inducida la sordera. En esos animales, la DN fue relativamente alta tanto en la base como en el ápice, sin embargo, la degeneración de las neuronas ocurrió predominantemente en las zonas mediales (Leake et al., 1999; Leake et al., 2007). 
La escasez  de los procesos periféricos que inervan el OC, conjuntamente con la pérdida de somas neuronales del GE en animales sordos, se ha descrito como signo de degeneración en varios modelos animales (Leake et al., 1999). Aunque actualmente se han desarrollado implantes cocleares que permiten  escuchar con solo el 10 % de la población original de neuronas del GE, el grado de preservación de éstas se considera de importancia crucial para el reconocimiento del lenguaje después del implante coclear. La pérdida de dendritas tiene implicaciones para la aplicación de los implantes cocleares porque el sitio de generación de potenciales de acción tiene que trasladarse hacia el soma de las neuronas del GE o al axón central (Shepherd et al., 2001).
En este trabajo no se observaron diferencias entre aminoglucósidos en cuanto al comportamiento de la  DN. Este resultado no se puede confrontar con otros estudios porque no se han encontrado referencias.
En modelos animales se ha planteado que la pérdida de neuronas es una consecuencia de la pérdida del soporte trófico que le brindan las CC y CS del OC, (Sugawara et al., 2005; Alam et al., 2007). Sin embargo, otros autores, en estudios en cócleas humanas, contradicen esta teoría, al plantear que los aminoglucósidos afectan directamente a las neuronas del GE, aún con la presencia de CC en el OC (Kusunoki et al., 2004; Teufert et al., 2006). 
Los animales controles mostraron la morfología normal de la EV (Unal et al., 2005). El AEV aumentó desde el ápice hacia la base, lo cual es consistente con lo observado por otros autores (Hellier et al., 2002; Lohuis et al., 1990).  En este trabajo, el número de capilares sanguíneos aumentó desde el ápice hacia la base en los animales controles. Se ha planteado que una EV más amplia en la base garantiza la presencia de arteriolas más organizadas y un mayor número de comunicaciones entre arterias y venas (Lopes and Costa, 2006).
En el presente trabajo, mediante la aplicación de la morfometría se demostró que los aminoglucósidos gentamicina y kanamicina provocaron reducciones del AEV promedio (las 4 zonas) y el que más dañó fue la gentamicina.  Además,  las zonas donde hubo mayores reducciones de AEV respecto al control fueron: la medial inferior para gentamicina y kanamicina  y la apical para amikacina.
Hellier et al. observaron con una dosis única de kanamicina y diurético en curieles, que el grado de atrofia de la EV dependió directamente de la duración de la sordera, y se observó en todas las zonas cocleares a las 16 semanas de sordera en todos los animales (Hellier et al., 2002).
En un modelo crónico de ototoxicidad con  gentamicina en curieles, a las 4 semanas posteriores al final del tratamiento Forge et al observaron cierto grado de encogimiento de la EV (estudio por microscopía electrónica de transmisión, sin morfometría) (Forge and Fradis, 1985; Forge et al., 1987).
En los grupos tratados con aminoglucósidos, el NCS por estría presentó las mayores reducciones en las zonas mediales, coincidiendo con el comportamiento del área de la estría y de la densidad neuronal. 
En la literatura consultada no se encontraron referencias sobre el número de capilares sanguíneos por acción de los aminoglucósidos. Sí se conoce que en animales envejecidos o en cócleas enfermas, es posible encontrar estrías avasculares o áreas con disminución de la luz de los capilares sanguíneos, y muchas veces sin eritrocitos en su interior (Lopes and Costa, 2006). En este trabajo, la amikacina y la gentamicina fueron los aminoglucósidos que más disminuyeron el NCS en la estría vascular, con respecto a los controles.
El mantenimiento del potencial endococlear requiere un alto gasto energético, que es  suministrado por la EV. El OC es muy dependiente de un aporte adecuado de energía, por lo que cualquier alteración en el flujo sanguíneo de la EV determina una alteración en el funcionamiento del OC porque le llegan menos oxígeno y glucosa. Los efectos adversos de los aminoglucósidos se han atribuido a la interacción específica entre la droga y los fosfolípidos de la membrana celular, especialmente, los polifosfoinositoles, los cuales están presentes las membranas plasmáticas del OC y la EV. Se ha demostrado que los aminoglucósidos alteran el estado físico de los lípidos en la bicapa de la membrana plasmática.  Forge et al han observado que la gentamicina provoca alteraciones morfológicas de los liposomas, los cuales contienen también los polifosfoinositoles u otro fosfolípido aniónico. Entre las primeras anomalías morfológicas identificadas en la EV estuvo la aparición de cuerpos lipídicos en las células marginales y alteraciones en la membrana celular de  éstas células (Forge and Fradis, 1985).   
Sin embargo, Hellier et al, en un modelo agudo con kanamicina en curieles, planteó que los cambios degenerativos en la EV en animales sordos probablemente no se deben a la intoxicación por el aminoglucósido, sino a una reducción de la carga metabólica debido a la degeneración del OC (Hellier et al., 2002).
En este trabajo, como todas las observaciones se hicieron al mismo tiempo (8va semana de sordera), no se puede determinar qué degeneró primero, si la EV o el OC.

 

Conclusiones    

En este trabajo se corroboró que los aminoglucósidos son altamente ototóxicos. En particular, la extrema sensibilidad de las células del órgano de Corti y la estría vascular a la ototoxicidad por aminoglucósidos (especialmente por gentamicina),  y los efectos sobre las neuronas del ganglio espiral, evidencian lo importante que resulta conocer los cambios morfológicos que sufren estas células vitales en la función auditiva.
El dominio de modelos de ototoxicidad in vivo e in vitro como los empleados en este trabajo, constituye un arma potente para las investigaciones que se imponen ante el desarrollo inminente de nuevos enfoques para ayudar a aliviar o resolver la sordera.

 

Agradecimientos    

Queremos agradecer a todos los compañeros del Laboratorio de Anatomía Patológica del INN de La Habana, por su apoyo durante todo el trabajo de digitalización de imágenes.

 

Bibliografía    

Agterberg MJ, Versnel H, de Groot JC, Smoorenburg GF, Albers FW, Klis SF, 2008. Morphological changes in spiral ganglion cells after intracochlear application of brain-derived neurotrophic factor in deafened guinea pigs. Hear. Res. 244: 25-34.
Alam SA, Ikeda K, Kawase T, Kikuchi T, Katori Y, Watanabe K, Takasaka T, 1998. Acute effects of combined administration of kanamycin and furosemide on the stria vascularis studied by distortion product otoacoustic emission and transmission electron microscopy. Tohoku J Exp Med. 186: 79-86.
Alam SA, Robinson BK, Huang J, Green SH, 2007. Prosurvival and proapoptotic intracellular signaling in rat spiral ganglion neurons in vivo after the loss of hair cells. J Comp Neurol. 503: 832-852.
Bodmer D, 2008. Protection, regeneration and replacement of hair cells in the cochlea: implications for the future treatment of sensorineural hearing loss. Swiss Med Wkly 138: 708-712.
Clerici WJ, Hensley K, DiMartino DL, Butterfield DA, 1996. Direct detection of ototoxicant-induced reactive oxygen species generation in cochlear explants. Hear. Res. 98: 116-124.
Daudet N, Ripoll C, Lenoir M, 2002. Transforming growth factor-alpha-induced cellular changes in organotypic cultures of juvenile, amikacin-treated rat organ of corti. J Comp Neurol. 442: 6-22.
Del Cerro M, 1980. Stevenel´s Blue, an excellent stain for optical microscopical study of plastic embedded tissue. Microsc. Acta 83: 117.
Forge A, Fradis M, 1985. Structural abnormalities in the stria vascularis following chronic gentamicin treatment. Hear. Res. 20: 233-244.
Forge A, Schacht J, 2000. Aminoglycoside antibiotics. Audiol. Neurootol. 5: 3-22.
Forge A, Wright A, Davies SJ, 1987. Analysis of structural changes in the stria vascularis following chronic gentamicin treatment. Hear. Res. 31: 253-265.
Guthrie OW, 2008. Aminoglycoside induced ototoxicity. Toxicology 249: 91-96.
Hellier WP, Wagstaff SA, O`Leary SJ, Shepherd RK, 2002. Functional and morphological response of the stria vascularis following a sensorineural hearing loss. Hear. Res. 172: 127-136.
Holley MC, 2005. Keynote review: The auditory system, hearing loss and potential targets for drug development. Drug Discov. Today 10: 1269-1282.
Kalkandelen S, Selimoglu E, Erdogan F, Ucuncu H, Altas E, 2002. Comparative cochlear toxicities of streptomycin, gentamicin, amikacin and netilmicin in guinea-pigs. J Int. Med. Res. 30: 406-412.
Kusunoki T, Cureoglu S, Schachern PA, Sampaio A, Fukushima H, Oktay MF, Paparella MM, 2004. Effects of aminoglycoside administration on cochlear elements in human temporal bones. Auris Nasus Larynx 31: 383-388.
Leake PA, Hradek GT, Snyder RL, 1999. Chronic electrical stimulation by a cochlear implant promotes survival of spiral ganglion neurons after neonatal deafness. J. Comp Neurol. 412: 543-562.
Leake PA, Hradek GT, Vollmer M, Rebscher SJ, 2007. Neurotrophic effects of GM1 ganglioside and electrical stimulation on cochlear spiral ganglion neurons in cats deafened as neonates. J. Comp Neurol. 501: 837-853.
Li L, Parkins CW, Webster DB, 1999. Does electrical stimulation of deaf cochleae prevent spiral ganglion degeneration? Hear. Res. 133: 27-39.
Lohuis PJ, Patterson K, Rarey KE, 1990. Quantitative assessment of the rat stria vascularis. Hear. Res. 47: 95-102.
Lopes AL, Costa CA, 2006. Structure and Ultrastructure of the Mammalian Inner Ear with Emphasis in the Cochlea. Int. Arch. Otorhinolaryngol. 10.
McFadden SL, Ding D, Jiang H, Salvi RJ, 2004. Time course of efferent fiber and spiral ganglion cell degeneration following complete hair cell loss in the chinchilla. Brain Res. 997: 40-51.
Minoda R, Izumikawa M, Kawamoto K, Raphael Y, 2004. Strategies for replacing lost cochlear hair cells. Neuroreport 15: 1089-1092.
Pérez-Abalo M, Gaya J, Savío G, Ponce de León M, Perera M, Reigosa V, 2005. Diagnóstico e intervención temprana de los trastornos de la audición: Una experiencia cubana de 20 años. Revista de Neurología 41: 556-563.
Rodríguez S, Ancheta O, Coro RM, Valdés T, Harvey Y, 2008a. Pathological changes induced by ototoxicity on spiral ganglion neurons and its peripheral processes. Revista Ecuatoriana de Neurología 17: 15-18.
Rodríguez S, Coro RM, Ancheta O, Valdés T, Harvey Y, Leyva E, 2008b. Las células del órgano de Corti y su relación con las neuronas del ganglio espiral en un modelo de ototoxicidad. Acta Microscopica 17: 9-15.
Schirmer M, Kaiser A, Lessenich A, Lindemann S, Fedrowitz M, Gernert M, Loscher W, 2007. Auditory and vestibular defects and behavioral alterations after neonatal administration of streptomycin to Lewis rats: Similarities and differences to the circling (ci2/ci2) Lewis rat mutant. Brain Res. 1155: 179-195.
Seligman PM, Shepherd RK, 2002 Cochlear implants. In: Horch, K. W., Dhillon, G. S. (Eds.), Neuroprosthetics: Theory and Practice. World Scientific Publishing, Singapur, pp. 1-27.
Shepherd RK, 2002 The auditory system. In: Horch, K. W., Dhillon, G. S. (Eds.), Neuroprosthetics: Theory and Practice. World Scientific Publishing, Singapur, pp. 1-23.
Shepherd RK, Hardie NA, Baxi JH, 2001. Electrical stimulation of the auditory nerve: single neuron strength-duration functions in deafened animals. Ann. Biomed. Eng 29: 195-201.
Sugawara M, Corfas G, Liberman MC, 2005. Influence of supporting cells on neuronal degeneration after hair cell loss. J. Assoc. Res. Otolaryngol. 6: 136-147.
Teufert KB, Linthicum FH, Jr., Connell SS, 2006. The effect of organ of corti loss on ganglion cell survival in humans. Otol. Neurotol. 27: 1146-1151.
Unal OF, Ghoreishi SM, Atas A, Akyurek N, Akyol G, Gursel B, 2005. Prevention of gentamicin induced ototoxicity by trimetazidine in animal model. Int. J Pediatr. Otorhinolaryngol. 69: 193-199.
World Health Organization. Prevention of deafness and hearing impairment. Internet . 2006. Ref Type: Electronic Citation

 

 

Comentarios

- MARIA GABRIELA PARAJE - ARGENTINA  (05/11/2009 19:08:32)

Me pareció muy interesante su trabajo, los felicito.
Según su investigación y conclusiones, cuál creen que sería la media a tomar con este grupo de antibiñoticos a nivel clínico?
Creen que el daño puede tener relación con el estrés oxidativo celular?

muchas gracias

Dra Paraje

- Daymara Mercerón Martínez - CUBA (Autor) (05/11/2009 23:39:44)

Respuesta a la Dra. Maria Gabriela Paraje:

Se ha visto en modelos animales in vivo e in vitro, que el principal mecanismo de daño a las células ciliadas por los aminoglucósidos, es por estrés oxidativo, y esto se ha reafirmado aún más cuando se ha administrado el aminoglucósido acompañado de un antioxidante como la D-metionina, N-acetilcisteína, entre otros, en éstos modelos animales.
En mi país, los aminoglucósidos se usan cuando peligra la vida del paciente, y se utilizan dosis bajas, pero en ocasiones, produce efectos adversos como la sordera en el paciente, por lo que estamos en la búsqueda de un otoprotector para administrarlo junto con el aminoglucósido sin que este pierda su gran efecto bactericida.
Esperamos haber contestado sus preguntas, muchas gracias por su interés,
Daymara

- Daymara Mercerón Martínez - CUBA (Autor) (05/11/2009 23:47:12)

Respuesta a la Dra. Maria Gabriela Paraje:

Se ha visto en modelos animales in vivo e in vitro, que el principal mecanismo de daño a las células ciliadas por los aminoglucósidos, es por estrés oxidativo, y esto se ha reafirmado aún más cuando se ha administrado el aminoglucósido acompañado de un antioxidante como la D-metionina, N-acetilcisteína, entre otros, en éstos modelos animales.
En mi país, los aminoglucósidos se usan cuando peligra la vida del paciente, y se utilizan dosis bajas, pero en ocasiones, produce efectos adversos como la sordera en el paciente, por lo que estamos en la búsqueda de un otoprotector para administrarlo junto con el aminoglucósido sin que este pierda su gran efecto bactericida.
Esperamos haber contestado sus preguntas, muchas gracias por su interés,
Daymara

- MARIA GABRIELA PARAJE - ARGENTINA  (06/11/2009 23:17:58)

Muchas gracia, muy clara la respuesta

Dra Paraje

- maria elena samar - ARGENTINA  (15/11/2009 1:11:24)

Rosa María: Muy interesante la aplicación de aminoglucósidos en modelos animales
Un cariñoso saludo de Maria Elena Samar

- Fernando Leiva Cepas - ESPAÑA  (22/11/2009 1:35:07)

Me ha encantado el trabajo, es excelentemente curioso... a pesar de ser algo que se sabía, se incide mucho más en los aspectos lesivos de los aminoglucósidos y se demuestra por MO.
Me gustaría que alguno de los autores me enviara a mi correo si tuviera la bondad, información y/o bilbiografía sobre cómo extraer la cóclea del cráneo del animal. Soy Alumno interno de Histología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Córdoba (España) y me gustaría poder ponerle a los alumnos en sus prácticas preparaciones de cóclea, aunque sea de rata Wistar, que es con la que yo trabajo. Mi correo es, por si lo necesitaran: fleivacepas@gmail.com

Muchas gracias, y ¡enhorabuena!

- Laura López Marín - ESPAÑA  (28/11/2009 10:44:19)

Es un trabajo realmente esclarecedor, y con unas imágenes histolícas muy conseguidas. Coincido con Fernando Leiva, ¿Qué técnica utilizan para extraer las cócleas?. Gracias y felicidades.

- Daymara Mercerón Martínez - CUBA (Autor) (28/11/2009 14:16:55)

Respuesta a Fernando Leiva y a Laura López:

Muchas gracias por sus comentarios sobre el trabajo. Próximamente le escribiré a Fernando sobre cómo extraer las cócleas y le enviaré algunas imágenes del proceso. Saludos cordiales, Daymara

 

 

Web mantenido y actualizado por el Servicio de informática uclm. Modificado: 16/06/2015 11:37:37