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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2021.tde-28102021-140604
Document
Author
Full name
Marcelo Prudente do Espirito Santo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Paiva, Wellingson Silva (President)
Bento, Ricardo Ferreira
Oliveira, Arthur Maynart Pereira
Teixeira, Manoel Jacobsen
Title in Portuguese
Avaliação de mediadores inflamatórios como biomarcadores em modelo animal de hipertensão intracraniana
Keywords in Portuguese
Barreira hematoencefálica
Citocinas
Encefalopatia
Experimentação animal
Inflamação
Pressão intracraniana
Abstract in Portuguese
Introdução: o aumento da pressão intracraniana consiste na via final comum de inúmeras patologias neurocirúrgicas, sendo causa frequente de sequelas neurológicas e óbito. O tratamento para controle da pressão intracraniana tem como base sua monitoração. Essa monitoração utiliza técnicas invasivas com introdução de cateteres intracranianos associados a riscos de complicações infecciosas, hemorrágicas e sujeitos a perda de acurácia ao longo do tempo. A busca de métodos capazes de inferir a existência de aumento da pressão intracraniana de forma não invasiva tem sido objeto de estudo frequente. Dentre esses métodos foi encontrada a pesquisa de biomarcadores em tecidos periféricos, como as citocinas dosadas no sangue. Faltam, no entanto, estudos que possam avaliar de forma controlada o impacto do aumento da pressão intracraniana sobre a dosagem desses biomarcadores. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da variação da pressão intracraniana sobre a concentração sérica de citocinas em um modelo experimental de hipertensão intracraniana reversível. Métodos: foram estudados 20 suínos (Sus domesticus), sob anestesia geral, devidamente assistidos com monitoração ventilatória e hemodinâmica. Durante o experimento foi simulado um processo expansivo intracerebral por meio da insuflação do balão de uma sonda vesical de tamanho 8 Fr implantada no tecido cerebral do animal por meio de uma trepanação. As medidas de pressão intracraniana foram realizadas por meio de um cateter de monitoração também implantado no parênquima cerebral do animal por meio de uma trepanação distinta. Foram colhidas amostras de sangue periférico em 4 momentos do experimento: após a preparação completa do animal, após a insuflação do balão, momentos antes da desinsuflação do balão, após a desinsuflação do balão. Foram estudados 2 grupos: um com insuflação do balão de 4 mL e outro com insuflação de 7 mL. As amostras de sangue periférico foram então analisadas, procedendo se à dosagem de citocinas por meio de painel de esferas de citocinas porcinas que utiliza tecnologia de anticorpos de captura e de detecção e dosagem por leitura de marcador fluorescente acrescentado ao complexo de anticorpos. As relações entre medidas de pressão intracraniana e dosagens de citocinas nos diferentes momentos foram estudadas utilizando se métodos estatísticos. Resultados: o experimento obteve variações da pressão intracraniana ao longo de seus momentos, assim como gradientes dos valores de pressão intracraniana entre ambos os grupos. As citocinas que apresentaram as maiores variações em suas concentrações durante o experimento, em relação ao Desvio Padrão após padronização (escore Z) foram IL-1ra, IL-1, IL-6 e IL-12. Após cálculo de equações de estimativas generalizadas para correlação entre valores de pressão intracraniana e citocinas verificou-se que apenas os valores de IL-1ra, IL-8 e TNF apresentaram associação estatisticamente significante com os valores da pressão intracraniana, entretanto demonstrando uma relação fraca com esses valores. Desse modo, não se demonstrou relação estatisticamente significante entre variação da pressão intracraniana e dosagem sérica de citocinas nos diferentes grupos Conclusão: verificou-se que o experimento foi capaz de induzir hipertensão intracraniana; verificou-se variação nas dosagens séricas de citocinas nos diferentes momentos do experimento e não se verificou relação entre as variações das medidas de pressão intracraniana nos diferentes grupos e momentos e variações da dosagem sérica de citocinas no presente estudo
Title in English
Evaluation of inflammatory mediators as biomarkers in an animal model of intracranial hypertension
Keywords in English
Animal experimentation
Blood-brain barrier
Brain diseases
Cytokines
Inflammation
Intracranial pressure
Abstract in English
Introduction: increase in intracranial pressure is the common final result of numerous neurosurgical pathologies, its presence being a frequent cause of neurological disability and death. The control of intracranial pressure is based on its monitoring. This monitoring uses invasive techniques, with the insertion of intracranial catheters, which are associated with the risk of infectious and hemorrhagic complications and subject to loss of accuracy over time. The search for methods capable of inferring the existence of increased intracranial pressure in a non-invasive way has been the object of frequent study. Among these methods, we can point the search for biomarkers in peripheral tissues, such as cytokines measured in the peripheral blood. Nevertheless, there is a lack of studies that can assess in a controlled way the impact of increased intracranial pressure on the dosage of these biomarkers. Objective: this study aims to evaluate the effects of the variation of intracranial pressure on the serum concentration of cytokines, in an experimental model of reversible intracranial hypertension. Methods: twenty pigs (Sus domesticus) were studied while under general anesthesia and properly assisted with ventilatory and hemodynamic monitoring. During the experiment, an intracerebral expansive process was simulated by inflating the balloon of a size 8 Fr urethral catheter implanted in the animal's brain tissue through trepanation. Intracranial pressure measurements were performed using a monitoring catheter also implanted in the animal's brain parenchyma by means of another trepanation. Peripheral blood samples were collected at 04 moments during the experiment: after the animal was completely prepared, after the balloon was inflated, moments before the balloon was deflated and after the balloon was deflated. Two groups were studied: one where the balloon was inflated until 4 mL and the other where the balloon was inflated until 7 mL. The peripheral blood samples were then analyzed, proceeding with the dosage of cytokines through a panel of porcine cytokine spheres that uses capture and detection antibody technology and dosage by reading a fluorescent marker added to the antibody complex. The relationships between intracranial pressure measurements and cytokine measurements at different times were studied using statistical methods Results: the experiment obtained variations of the intracranial pressure throughout its moments, as well as gradients of the values of intracranial pressure between both groups. The cytokines that showed the greatest variations in their dosages during the experiment, in relation to the Standard Deviation after standardization (Z-score) were IL-1ra, IL-1, IL-6 and IL-12. After calculating generalized estimating equations for the correlation between intracranial pressure and cytokines, we found that only the values of IL-1ra, IL-8 and TNF showed a statistically significant association with the values of intracranial pressure, showing however, a weak relationship with these values. Thus, there was no statistically significant relationship between variations in intracranial pressure and serum levels of cytokines in different groups Conclusion: we found that the experiment was able to induce intracranial hypertension; we verified variation in serum cytokine dosages at different times of the experiment; we did not find a relationship between variations in intracranial pressure measurements in different groups and moments and variations in serum cytokine levels in our study
 
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Publishing Date
2021-10-29
 
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