Microanatomia comparada del nervi ciàtic i validació d’un nou biomarcador en injeccions intraneurals

Abstract

Les lesions del nervi perifèric són un trastorn neurològic freqüent i en ocasions comporten una inadequada recuperació funcional, amb importants repercussions tant a nivell personal com social. La medicina translacional, tot i haver aprofundit en el coneixement d'aquesta patologia, no ha aportat una millora clínica rellevant en aquest tipus de pacients. L'etiologia és multifactorial però el possible dany associat a la realització dels bloquejos nerviosos en anestèsia requereix una consideració. Malgrat una major precisió tècnica amb la introducció de l'ecografia, segueixen produint-se puncions intraneurals inadvertides i això ha fet ressorgir antics debats d'important rellevància clínica sobre el seu potencial dany inherent. Recents estudis van començar a qüestionar aquesta teoria en demostrar que injeccions a nivell intraneural no només eren segures i no ocasionaven seqüeles nervioses sinó que a més podrien ser desitjables en certs casos per assegurar un bloqueig nerviós complet. És imprescindible disposar d'una medicina translacional que reprodueixi de forma fidedigna el model fisiopatològic de les lesions nervioses. Tradicionalment diversos models animals s'han utilitzat per a l'estudi de les possibles injeccions intraneurals; tanmateix, en comparar aquests estudis s'evidencia una metodologia heterogènia i, sobretot, pel que fa a l'espècie animal seleccionada. Els resultats són sovint contradictoris i comporta que sorgeixin dubtes sobre la seva validesa en l'humà. Per aquest motiu, es requereix identificar la validesa de diferents models animals comparant la seva morfologia, i impulsar el reconeixement dels diferents esdeveniments que puguin ocórrer en una injecció intraneural accidental que permetin una directa extrapolació a l'humà i l'avanç en aquest camp. Així mateix, hi ha descrits diferents marcadors i mètodes de tinció per poder realitzar estudis d'injeccions intraneurals i lesions nervioses, però no hi ha hagut una anàlisi crítica de la metodologia usada durant tot el procés de preparació de les mostres en relació a possibles alteracions i artefactes que puguin ocórrer, donant origen a unes conclusions inconsistents. Aquesta Tesi pretén analitzar el paper determinant de la medicina translacional i validar un nou biomarcador per aprofundir en l'estudi de les lesions nervioses. A la nostra hipòtesi plantegem que la variabilitat morfològica del nervi ciàtic entre diferents espècies evidència l'escàs valor que té l'extrapolació directa a partir de models animals que no hagin estat validats prèviament amb l'humà. Així mateix, els eritròcits heparinitzats com a nou marcador aporten més precisió en l'estudi de les injeccions intraneurals respecte a la tradicional tinta xinesa. En el primer estudi es va realitzar una anatomia comparada del nervi ciàtic en 6 espècies mamíferes, incloent l'humà, analitzant la microestructura a nivell histològic. En el segon i tercer estudi es va validar l'ús del nou biomarcador tant en humà com en espècies animals i es va avaluar el comportament tissular relacionat amb la injecció intraneural. Els resultats obtinguts demostren que l'arquitectura microanatòmica del nervi ciàtic en les espècies seleccionades difereix en les variables estudiades i podrien qüestionar els models animals utilitzats en diferents tipus d'estudi amb la pretensió d'extrapolar aquests resultats a l'humà. Considerem que la correcta elecció del model podria variar depenent de l'objectiu precís de cada estudi. Els resultats també demostren que la solució de sang heparinitzada és una alternativa més acreditada que la tinta xinesa. Per les seves característiques permet que s'adquireixin imatges nítides que permeten aplicar alts augments i analitzar amb detall els esdeveniments a les injeccions intraneurals. Així mateix, tot i realitzar de forma deliberada injeccions intraneurals, l'absència d'eritròcits dins dels fascicles ens porta a qüestionar el mite de les lesions intrafasciculares lligades indiscutiblement a les injeccions intraneurals.

Las lesiones del nervio periférico son un trastorno neurológico frecuente y en ocasiones comporta una inapropiada recuperación funcional, con importantes repercusiones tanto a nivel personal como social. La medicina traslacional, a pesar de haber profundizado en el conocimiento de esta patología, no ha aportado una mejoría clínica relevante en este tipo de pacientes. La etiología es multifactorial pero el posible daño asociado a la realización de los bloqueos nerviosos en anestesia requiere una consideración. A pesar de una mayor precisión técnica con la introducción de la ecografía, siguen produciéndose punciones intraneurales inadvertidas y ésto ha hecho resurgir antiguos debates de importante relevancia clínica sobre su potencial daño inherente. Recientes estudios empezaron a cuestionar esta teoría al demostrar que inyecciones a nivel intraneural no sólo eran seguras y no ocasionaban secuelas nerviosas sino que además podrían ser deseables en ciertos casos para asegurar un bloqueo nervioso completo. Es imprescindible disponer de una medicina traslacional que reproduzca de forma fidedigna el modelo fisiopatológico de las lesiones nerviosas. Tradicionalmente diversos modelos animales se han utilizado para el estudio de las posibles inyecciones intraneurales; no obstante, al comparar estos estudios se evidencia una metodología heterogénea y, sobretodo, en cuanto a la especie animal seleccionada. Los resultados son con frecuencia contradictorios y comporta que surjan dudas sobre su validez en el humano. Por este motivo, se requiere identificar la validez de diferentes modelos animales comparando su morfología, e impulsar el reconocimiento de los diferentes eventos que puedan ocurrir en una inyección intraneural accidental que permitan una directa extrapolación al humano y el avance en este campo. Asi mismo, hay descritos diferentes marcadores y métodos de tinción para poder realizar estudios de inyecciones intraneurales y lesiones nerviosas, pero no ha habido un análisis crítico de la metodología usada durante todo el proceso de preparación de las muestras en relación a posibles alteraciones y artefactos que puedan ocurrir, dando origen a unas conclusiones inconsistentes. Esta Tesis pretende analizar el papel determinante de la medicina traslacional y validar un nuevo biomarcador para profundizar en el estudio de las lesiones nerviosas. En nuestra hipótesis planteamos que la variabilidad morfológica del nervio ciático entre diferentes especies evidencia el escaso valor que tiene la extrapolación directa a partir de modelos animales que no hayan sido validados previamente con el humano. Así mismo, los eritrocitos heparinizados como nuevo marcador aportan mayor precisión en el estudio de las inyecciones intraneurales respecto a la tradicional tinta china. En el primer estudio se realizó una anatomía comparada del nervio ciático en 6 especies mamíferas, incluyendo el humano, analizando la microestructura a nivel histológico. En el segundo y tercer estudio se validó el uso del nuevo biomarcador tanto en humano como en especies animales y se evaluó el comportamiento tisular relacionado con la inyección intraneural. Los resultados obtenidos demuestran que la arquitectura microanatómica del nervio ciático en las especies seleccionadas difiere en las variables estudiadas y podrían cuestionar los modelos animales utilizados en diferentes tipos de estudio con la pretensión de extrapolar esos resultados al humano. Consideramos que la correcta elección del modelo podría variar dependiendo del objetivo preciso de cada estudio. Los resultados también demuestran que la solución de sangre heparinizada es una alternativa más fidedigna a la tinta china. Por sus características permite que se adquieran imágenes nítidas que permiten aplicar altos aumentos y analizar con detalle los eventos en las inyecciones intraneurales. Así mismo, a pesar de realizar de forma deliberada inyecciones intraneurales, el hallazgo de la ausencia de eritrocitos dentro de los fascículos nos lleva a cuestionar el mito de las lesiones intrafasciculares ligadas indiscutiblemente a las inyecciones intraneurales.

Peripheral nerve lesions are a frequent neurological disorder and sometimes involve an inappropriate functional recovery, with important repercussions both on a personal and social level. Translational medicine, despite having deepened the knowledge of this pathology, has not brought a relevant clinical improvement in this type of patients. The etiology is multifactorial but the possible damage associated with the performance of nerve blocks in anesthesia requires consideration. Despite greater technical precision with the introduction of ultrasound, inadvertent intraneural punctures continue to occur and this has led to the resurgence of old debates of important clinical relevance regarding their inherent potential damage. Recent studies began to question this theory by demonstrating that injections at the intraneural level were not only safe and did not cause nerve sequels, but also that they might be desirable in certain cases to ensure complete nerve block. It is essential to have a translational medicine that faithfully reproduces the physiopathological model of nerve injuries. Traditionally various animal models have been used for the study of possible intraneural injections. However, when comparing these studies, a heterogeneous methodology is found and, above all, as regards the selected animal species. The results are often contradictory and lead to doubts about its validity in humans. For this reason, it is necessary to identify the validity of different animal models by comparing their morphology, and to promote the recognition of the different events that may occur in an accidental intraneural injection that allow a direct extrapolation to the human and the advance in this field. Likewise, different markers and staining methods have been described to be able to carry out studies of intraneural injections and nerve injuries, but there has not been a critical analysis of the methodology used during the whole process of preparation of the samples in relation to possible alterations and artifacts that may occur, giving rise to inconsistent conclusions. This thesis aims to analyze the determinant role of translational medicine and validate a new biomarker to study the nervous lesions in depth. In our hypothesis, we argued that the morphological variability of the sciatic nerve between different species shows the low value of direct extrapolation from animal models that have not been previously validated with humans. Likewise, heparinized erythrocytes as a new marker provide greater precision in the study of intraneural injections compared to traditional Chinese ink. In the first study, a comparative anatomy of the sciatic nerve was performed in 6 mammalian species, including the human, analyzing the microstructure at the histological level. In the second and third studies, the use of the new biomarker was validated in both human and animal species and the tissue behavior related to intraneural injection was evaluated. The results obtained show that the microanatomic architecture of the sciatic nerve in the selected species differs in the variables studied and could question the animal models used in different types of studies with the aim of extrapolating these results to humans. We believe that the correct choice of model could vary depending on the precise objective of each study. The results also show that the heparinized blood solution is a more reliable alternative to Indian ink. Due to its characteristics, it allows clear images to be acquired that allow applying high magnifications and analyzing in detail the events in intraneural injections. Likewise, in spite of deliberately performing intraneural injections, the finding of the absence of erythrocytes within the fascicles leads us to question the myth of intrafascicular lesions unquestionably linked to intraneural injections.