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DRUGS OFTODAYREPRINTED FROM DRUGS OF TODAY 2012, 48(SUPPLEMENT A)

FARMACOLOGÍA DEL TRATAMIENTO NEUROTRÓFICO CON CEREBROLYSIN:

PROTECCIÓN Y REPARACIÓN CEREBRALES PARA CONTRARRESTAR LA

PATOLOGÍA DE LOS TRASTORNOS NEUROLÓGICOS AGUDOS Y CRÓNICOS

IP & SCIENCE

DRUGS OF TODAY

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Drugs of Today is a peer-reviewed journal with a solid reputation

of over 40 years in the scientific publications market. It is a valu-

able source of information on drugs introduced into the interna-

tional market. Its updated monographs and articles keep the

medical community abreast of the latest developments in diag-

nosis and treatment across therapeutic areas. This journal

includes the following sections:

Monographs, up-to-date reviews on recently approved and

launched drugs prepared by leading specialists after a rigorous

review of the literature and from information provided by phar-

maceutical companies.

Review articles, highlighting the latest developments in diag-

nosis and treatment.

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opment or that are approved/recommended for diagnosing dis-

ease, monitoring treatment response/toxicity and identifying

patients for targeted therapy.

Meeting reports, conference reports providing highlights from

key congresses and symposia around the world.

Updates, focusing on recent clinical developments (e.g., novel

formulations, extended therapeutic scope, new indications, rel-

evant post-marketing clinical data, etc.) of launched products

for which preclinical and initial clinical profiles have already

been published in Drugs of the Future and/or Drugs of Today.

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The Editorial Board comprises major authorities in their field

who are selected to ensure that a wide variety of therapeutic

areas are covered. The Board members recommend reviews

from authorities within their field to guarantee that all topics

are covered comprehensively and that all issues of current

importance are emphasized. Submitted articles are peer

reviewed before publication.

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are written by leading specialists on the basis of current scien-

tific literature and their own experience.

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M.B.H. Youdim (Technion-Israel Institute of Technology, Israel)

SCIENTIFIC ADVISORY BOARD

1

RESUMEN

Se considera que los factores neurotróficos forman parte

de la estrategia terapéutica en trastornos neurológicos

como la demencia, el ictus y el traumatismo craneoencefá-

lico. Cerebrolysin es un preparado de neuropéptidos que

imita la acción de los factores neurotróficos endógenos en

lo que respecta a la protección y la reparación cerebrales.

En modelos de demencia, Cerebrolysin reduce el depósito

de amiloide β y la fosforilación de la proteína tau asociada

a los microtúbulos mediante la regulación de la actividad

de la glucógeno sintasa cinasa-3β y la cinasa 5 depen-

diente de ciclina, aumenta la densidad sináptica y resta-

blece la citoestructura neuronal. Estos efectos protegen la

integridad de los circuitos neuronales, lo que mejora el ren-

dimiento cognitivo y conductual. Además, Cerebrolysin

mejora la neurogénesis en la circunvolución dentada, que

es la base del tratamiento de reposición neuronal en las

enfermedades neurodegenerativas. Estudios experimenta-

Correspondencia: Eliezer Masliah, MD, Neurosciences and Pathology

Department, University of California, 9500 Gilman Drive, La Jolla CA

92093-0624, USA. E-mail: [email protected].

MONOGRAFÍA

FARMACOLOGÍA DEL TRATAMIENTONEUROTRÓFICO CON CEREBROLYSIN:PROTECCIÓN Y REPARACIÓN CEREBRALESPARA CONTRARRESTAR LA PATOLOGÍA DE LOS TRASTORNOS NEUROLÓGICOSAGUDOS Y CRÓNICOS

Eliezer Masliah1 y Exuperio Díez-Tejedor2

1Departmento de Neurociencias, Universidad de California, La Jolla, California, EE UU; 2Departamento de

Neurología y Unidad de Ictus, Laboratorio de Investigación sobre Neurociencias, IdiPAZ (Instituto de Investigación

Sanitaria), Hospital Universitario La Paz, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, España

Reprinted from Drugs of Today 2012, 48(Supplement A): 3-24

Copyright © 2012 Prous Science, S.A.U. or its licensors. All rights reserved.

CCC: 1699-3993/2012

THOMSON REUTERS

ÍNDICE

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

Actividades pleótropas generales de Cerebrolysin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Propiedades farmacodinámicas de Cerebrolysin en modelos animales de trastornos agudos y crónicos . . . . . . .11

Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

les con modelos animales de ictus han demostrado que

Cerebrolysin estabiliza la integridad estructural de las célu-

las mediante la inhibición de la calpaína y reduce el núme-

ro de células apoptóticas después de una lesión isquémi-

ca. Cerebrolysin induce procesos reparadores, reduce el

volumen del infarto y la formación de edema y favorece la

recuperación funcional. Cerebrolysin también estimula la

neurogénesis inducida por el ictus en la zona subventricu-

lar, lo que confirma la autorreparación del encéfalo des-

pués del ictus. Los traumatismos encefálicos y de la médu-

la espinal estimulan la expresión de factores neurotróficos

naturales para promover procesos de reparación y regene-

ración —regeneración axonal, plasticidad neuronal y neu-

rogénesis— que se consideran fundamentales para la

recuperación futura. Los efectos neuroprotectores de

Cerebrolysin en traumatismos de la médula espinal indu-

cidos experimentalmente demuestran que esta sustancia

evita la apoptosis de las motoneuronas lesionadas y favo-

rece la recuperación funcional. En este apartado se resu-

men los datos más importantes sobre la farmacología de

Cerebrolysin obtenidos en análisis in vitro (bioquímica y

cultivos celulares) y en modelos animales in vivo de tras-

tornos neurológicos agudos y crónicos.

INTRODUCCIÓN

Como consecuencia de la evolución demográfica, cabe

esperar que los trastornos neurológicos aumenten de

forma exponencial en un futuro próximo. El hallazgo de

un tratamiento eficaz para las enfermedades agudas o

crónicas sigue siendo un objetivo no conseguido y difícil

de lograr, debido a la intervención de múltiples variables

patógenas.

Durante mucho tiempo, la investigación de vanguardia

se centró en el diseño de compuestos con un único

mecanismo de acción farmacológico definido, pero estos

fármacos no conseguían curar enfermedades complejas

como lesiones o neurodegeneración del sistema nervio-

so central.

En patologías secundarias a trastornos neurológicos

agudos (p. ej., ictus o traumatismo encefálico) o a enfer-

medades neurodegenerativas crónicas (p. ej., demen-

cia), el sistema nervioso muestra una escasa capacidad

de reparación, prevención de la muerte celular y rege-

neración. Por tanto, debido a los efectos pleótropos

(multifactoriales) de los factores neurotróficos, reciente-

mente se ha prestado atención a su utilidad en la estra-

tegia terapéutica dirigida a tales enfermedades. Estos

factores, también denominados neurotrofinas, como el

factor de crecimiento nervioso (NGF) y el factor neuro-

trófico derivado del cerebro (BDNF), son moléculas de

señalización en varias vías celulares que regulan el des-

arrollo, el funcionamiento correcto, la supervivencia y la

regeneración del tejido nervioso en condiciones fisioló-

gicas y, lo que es más importante, después de una

lesión (1, 2). El tratamiento con factores neurotróficos

puede ser, por tanto, una opción para frenar la apopto-

sis neuronal y mejorar la reparación con el fin de redu-

cir al mínimo la lesión isquémica producida por el ictus,

así como para interferir en la progresión de las demen-

cias degenerativas y vasculares. El gran tamaño de los

factores neurotróficos (≈ 30 kDa) tiene una influencia

considerable en su potencial terapéutico, ya que se tra-

duce en una penetración relativamente baja de la

barrera hematoencefálica.

Cerebrolysin actúa de forma similar a los factores neuro-

tróficos endógenos pero, a diferencia de los factores

naturales, atraviesa la barrera hematoencefálica y ejerce

efectos pleótropos de neuroprotección y neurorregene-

ración después de su administración periférica.

Cerebrolysin es un preparado de neuropéptidos obteni-

do mediante una degradación enzimática normalizada

de proteínas cerebrales purificadas y contiene péptidos

de bajo peso molecular (< 10 kDa) y aminoácidos libres

(3).

Se han realizado estudios farmacológicos de Cerebro-

lysin en análisis in vitro (bioquímica y modelos de culti-

vos celulares) y en modelos animales in vivo de demen-

cia, ictus o traumatismo encefálico. Es importante

señalar, no obstante, que ningún modelo animal de un

trastorno humano puede simular completamente las

condiciones observadas en el ser humano y que la neu-

ropatología apreciada en los modelos puede ser más

sutil que la que se encuentra en el ser humano. En estos

modelos, Cerebrolysin ha mostrado de forma constante

efectos protectores y reparadores. Estos efectos pleótro-

pos son exclusivos de Cerebrolysin, cuyo mecanismo de

acción no se reduce a un único mecanismo definido, sino

que implica varias vías diferentes. Cerebrolysin evita la

degeneración de las neuronas, restablece la estructura

neuronal, aumenta la densidad sináptica y estimula la

neurogénesis, lo que ha demostrado favorecer el rendi-

miento de la memoria y la recuperación funcional (4-7).

Los efectos protectores y reparadores de Cerebrolysin se

han evaluado en ensayos clínicos, que han demostrado

que este es un tratamiento bien tolerado para trastornos

neurológicos como el ictus isquémico, la demencia y el

traumatismo encefálico (1, 2, 8).

FARMACOLOGÍA DEL TRATAMIENTO NEUROTRÓFICO E. Masliah y E. Díez-Tejedor

2 THOMSON REUTERS – Reprinted from Drugs of Today 2012, 48(Supplement A)

ACTIVIDADES PLEÓTROPAS GENERALES

DE CEREBROLYSIN

Protección cerebral: interrupción de la cascada

patológica en diferentes fases

La protección cerebral abarca un amplio espectro de

actividades celulares para proteger a las neuronas y las

estructuras tisulares cerebrales frente a diferentes tipos

de lesiones causadas por enfermedades agudas o cróni-

cas. Se ha demostrado que la estrategia neuroprotecto-

ra con Cerebrolysin interfiere con la excitotoxicidad (5, 9,

10), la formación de radicales libres (11, 12) y las respues-

tas inflamatorias (13, 14), lo que tiene como consecuen-

cia una disminución de la muerte celular apoptótica.

Estudios in vitro han demostrado que Cerebrolysin con-

trarresta los efectos destructivos del glutamato, lo que

se traduce en un aumento de la viabilidad neuronal (9,

10). En un modelo murino de neurodegeneración induci-

da por la inyección de ácido caínico, un análogo del glu-

tamato, el tratamiento con Cerebrolysin mantuvo la

integridad de la morfología dendrítica en el hipocampo y

la neocorteza. Debido a la aparición de gliosis indicativa

de lesión en estos cerebros, se concluyó que, en lugar de

bloquear directamente los efectos del ácido caínico,

Cerebrolysin favorecía la regeneración (5).

Entre los efectos neuroprotectores de Cerebrolysin se

encuentra su capacidad de disminuir la formación de

radicales libres bajo agresión oxidativa (11). Los estudios

acerca de los efectos de Cerebrolysin sobre la actividad

enzimática de la catalasa y la superóxido dismutasa en

el suero de ratas después de la sección bilateral de fim-

bria-fórnix indicaron la existencia de un efecto más indi-

recto del fármaco sobre estas enzimas, mediante la

reducción de la formación de sus sustratos anión supe-

róxido y peróxido de hidrógeno en lugar de su degrada-

ción (11). En jerbos sometidos a oclusión de la arteria

carótida, Sugita y cols. (12) demostraron que el trata-

miento con Cerebrolysin disminuye la formación de radi-

cales hidroxilo en el hipocampo y la corteza cerebral

después de la reperfusión isquémica. La reducción de la

muerte neuronal observada en la región CA1 del hipo-

campo, una zona particularmente sensible a la isque-

mia, se considera una consecuencia de este efecto.

La patología de los trastornos neurológicos agudos y

crónicos también se caracteriza por reacciones neuroin-

munitarias-inflamatorias que implican activación de la

microglia, producción de citocinas y procesos inmuno-

rreactivos. Una vez activadas, las células gliales produ-

cen citocinas proinflamatorias como la interleucina-1

E. Masliah y E. Díez-Tejedor FARMACOLOGÍA DEL TRATAMIENTO NEUROTRÓFICO

3THOMSON REUTERS – Reprinted from Drugs of Today 2012, 48(Supplement A)

(IL-1), que actúan como mediadores inflamatorios. En

cultivos celulares primarios, Cerebrolysin redujo la acti-

vación de la microglia inducida por lipopolisacáridos y

reguló a la baja la expresión de la IL-1β (13). Se notifica-

ron efectos similares en un modelo de neurodegenera-

ción en ratas inducida por la inyección intrahipocámpica

del fragmento 1-40 de amiloide β (Aβ) seguida de la

administración de lipopolisacárido (14). Se ha demostra-

do que Cerebrolysin reduce la activación microglial al

disminuir las concentraciones cerebrales de IL-1β y la

expresión de ED1, una proteína marcadora que demues-

tra la presencia de respuesta inmunitaria (Fig. 1).

Además, los estudios morfológicos indicaron un efecto

de Cerebrolysin, dependiente del tiempo y de la dosis,

sobre la activación microglial al reducir el número de

células microgliales ameboides (activadas) y aumentar

el número de células planas (en reposo).

Supervivencia neuronal: soporte neurotrófico para

mejorar la viabilidad neuronal y reducir la apoptosis

Para evitar la atrofia, la hipofunción y la muerte celular,

los factores neurotróficos ejercen acciones favorecedoras

de la supervivencia y tróficas en diferentes tipos de neu-

ronas, entre ellas las neuronas colinérgicas del prosen-

céfalo basal y las neuronas dopaminérgicas de la sus-

tancia negra, así como las neuronas periféricas

sensitivas, corticales y del hipocampo. Por consiguiente,

los cultivos primarios de estas neuronas constituyen un

análisis habitual muy utilizado para determinar la activi-

dad neurotrófica.

Los efectos de Cerebrolysin sobre la supervivencia neu-

ronal se evaluaron en un modelo de estrés celular en

suero a baja concentración (2%) utilizando neuronas

corticales embrionarias de pollo. En comparación con

los controles, Cerebrolysin aumentó significativamente

la viabilidad neuronal (confirmada por un análisis MTT)

y redujo el número de células apoptóticas (tinción de

cromatina) después de 4 y 8 días in vitro (6). Una mezcla

artificial de aminoácidos que reproducía la fracción ami-

noácida de Cerebrolysin sólo tuvo un efecto transitorio

favorecedor de la viabilidad, muy probablemente por el

mejor aporte nutricional (Fig. 2A). Las extensiones de

estos estudios que investigan un espectro más amplio

de concentraciones de Cerebrolysin han demostrado

claramente un efecto dependiente de la dosis de

Cerebrolysin sobre la viabilidad neuronal (6, 15) (Fig. 2B).

Se realizaron estudios in vivo de Cerebrolysin sobre la

supervivencia de neuronas colinérgicas septales des-

pués de la sección axonal de fimbria-fórnix en el cerebro

de rata (16). La sección transversal de esta vía septo-

hipocampo provoca la degeneración de las neuronas

colinérgicas septales, especialmente en el núcleo basal

de Meynert, al bloquear el suministro de NGF por parte

del hipocampo. Los resultados han demostrado que el

grado de degeneración y atrofia neuronal fue notable-

mente menor en las ratas tratadas con Cerebrolysin (5

ml/kg i.p. durante 4 semanas) que en los controles. Este



Figura 1. A) Reducción de las concentraciones corticales de interleucina-1 beta (IL-1β) por Cerebrolysin (0,5 o 2,0 ml/kg al día i.p.

durante 7 días) en ratas con implantes de amiloide β (Aβ4) en el hipocampo y que recibieron inyecciones de lipopolisacáridos (LPS).

Los valores representan las medias. Prueba de la U de Mann-Whitney: P < 0,01 frente a Aβ4LPS para Cerebrolysin 0,5 y 2,0 ml/kg

al día. (Reproducido con autorización de Álvarez, X.A. y cols. Cerebrolysin reduces microglial activation in vivo and in vitro: a potential

mechanism of neuroprotection. J Neural Transm Suppl 2000, 59: 281-92 [14]; Springer-Verlag Viena.) B) Reducción del porcentaje

del área ocupada por células microgliales activadas marcadas con ED1, medida en el área CA1 del hipocampo después del

tratamiento con Cerebrolysin (0,5 ó 2,0 ml/kg al día i.p. durante 7 días) en ratas con implantes de Aβ4 en el hipocampo y que reci-

bieron inyecciones de LPS. Los valores representan las medias. Prueba de la U de Mann-Whitney: P < 0,05 frente a Aβ4LPS para

Cerebrolysin 0,5 ml/kg al día (14).

efecto se reflejó en la prevención de la amnesia, tanto

anterógrada como retrógrada (17, 18).

En lo que respecta a otros mecanismos bioquímicos

implicados, los estudios farmacológicos indican que los

efectos antiapoptóticos observados con Cerebrolysin son

el resultado también de la inhibición de la calpaína. La

calpaína patológicamente sobreactivada ocasiona una

degradación de proteínas citoesqueléticas como la pro-



Figura 2. Viabilidad de las neuronas corticales de embriones de pollo de 9 días de vida en suero de ternero fetal (FCS) al 2%, eva-

luado mediante un análisis de reducción de MTT. A) Viabilidad después de 4 y 8 días in vitro (DIV). Los cultivos se complementaron

con solución salina tamponada con fosfato (control), una mezcla artificial de aminoácidos (AAmix) o 0,4 mg/ml de Cerebrolysin.

Diferencias respecto a los controles *P < 0,001 (6). B) Viabilidad después de 4 DIV, complementado con FCS al 2% más una con-

centración variable de Cerebrolysin. *P < 0,05, **P < 0,01. (Adaptado con autorización de Hartbauer, M. y cols. Antiapoptotic effects

of the peptidergic drug Cerebrolysin on primary cultures of embryonic chick cortical neurons. J Neural Transm 2001, 108(4): 459-73[6];

Springer-Verlag Viena.)

teína 2 asociada a los microtúbulos (MAP-2), uno de los

elementos citoesqueléticos más vulnerables y, por tanto,

un indicador precoz y sensible de lesión neuronal. Las

consecuencias de la disminución de las concentraciones

de MAP-2 son degeneración neuronal y muerte celular.

Se ha demostrado que Cerebrolysin contrarresta el des-

censo de las cifras de MAP-2 en diferentes modelos de

lesión neuronal in vitro (9, 10, 19) e in vivo (20). Estos

datos están en consonancia con los resultados de un

análisis de actividad caseinolítica, que demostraron una

inhibición no competitiva, reversible y dependiente de la

dosis, de la calpaína μ y m por parte de Cerebrolysin.

También se observaron efectos inhibidores de

Cerebrolysin sobre la tripsina (Fig. 3), lo que indica que

en la inhibición de la proteasa están implicados diferen-

tes componentes del fármaco (21).

Neurorregeneración: estimulación de la plasticidad

cerebral

Las neurotrofinas tienen un efecto decisivo sobre la plas-

ticidad neuronal, la capacidad del cerebro para adaptar-

se a las cambiantes necesidades de su entorno externo e

interno. Los mensajeros celulares como el NGF son, por

tanto, estímulos importantes para las modificaciones

morfológicas de la estructura celular y las nuevas cone-

xiones sinápticas (22, 23). Satou y cols. compararon el

efecto neurotrófico de Cerebrolysin y del NGF sobre el

crecimiento axonal en cultivos explantados de ganglios

de la raíz dorsal, ganglios ciliares y troncos simpáticos

de embriones de pollo de 10 a 11 días de vida (24). En

estos estudios, tanto Cerebrolysin como el NGF produje-

ron extensiones de fibras nerviosas. Además, Cerebro-

lysin tuvo una respuesta a la dosis con forma de U inver-

tida sobre el crecimiento axonal de los ganglios dorsales

y troncos simpáticos, pero sin efecto sobre los ganglios

ciliares. Los resultados indican que Cerebrolysin tiene

efectos diferentes en función de la subpoblación de neu-

ronas (24).

Una de las características más importantes de las neuro-

nas es su capacidad de experimentar cambios depen-

dientes de la actividad para ajustar su potencia sinápti-

ca, lo que da lugar a la potenciación o depresión de la

conectividad neuronal. Esta plasticidad sináptica está

relacionada con procesos fisiológicos como el aprendi-

zaje y la memoria, y cuando está alterada podría contri-

buir al deterioro cognitivo (25, 26). Estudios in vivo han



Figura 3. Actividad inhibidora proporcional a la dosis de Cerebrolysin frente a m-calpaína y tripsina, medida utilizando caseína como

sustrato mediante análisis colorimétricos. *P < 0,005; **P < 0,07 frente a inhibición por tripsina. (Reproducido con autorización de

Wronski, R. y cols. Inhibitory effect of a brain derived peptide preparation on the Ca++-dependent protease, calpain. J Neural Transm

2000, 107(2): 145-57 [21]; Springer-Verlag Viena.)

demostrado que Cerebrolysin mejora el aprendizaje

espacial y la memoria en ratas jóvenes hasta 3 meses

después del tratamiento (27) y restablece la capacidad

de aprendizaje en ratas con deterioro crónico de dicha

capacidad y de la memoria cuando se administra duran-

te 4 meses después de lesiones cerebrales (28).

La regulación sináptica ejercida por Cerebrolysin para

favorecer la integridad de los circuitos neuronales en la

enfermedad de Alzheimer (EA) se ha estudiado en rato-

nes transgénicos que expresan proteína humana (h)

mutante 751 precursora del amiloide (APP751) bajo el

promotor Thy-1 (mThy1-hAPP751) (29-31). Estos ratones

son especiales, ya que muestran deterioro histopatológi-

co y cognitivo a una edad mucho más temprana (a partir

de los 3 meses) en comparación con otros modelos de EA

en ratones transgénicos (29). Después del tratamiento

con Cerebrolysin (mediante inyecciones intraperitoneales

de 5 ml/kg) durante 4 semanas, se procedió a inmuno-

marcado de cortes cerebrales con anticuerpos contra

sinaptofisina, una proteína marcadora sináptica, y se

cuantificaron mediante microscopia confocal de barrido

por láser. En ratones transgénicos, Cerebrolysin preservó

las terminales sinápticas de la corteza frontal y del hipo-

campo (30) (Fig. 4), un efecto que se correlacionó con un

mejor rendimiento conductual en el laberinto de agua de

Morris, un procedimiento sensible para evaluar la orien-

tación espacial y el aprendizaje en roedores (31). Dado

que en el aprendizaje espacial está implicado el hipo-

campo, el rendimiento guarda relación con su integridad

estructural y sus conexiones con la corteza cerebral.

También se describió un aumento de la densidad de ter-

minales presinápticas inmunoteñidas con sinaptofisina

después del tratamiento con Cerebrolysin en ratas natu-

rales de 24 meses de vida en los subcampos del hipo-



Figure 4. Efectos de Cerebrolysin sobre la inmunorreactividad a la sinaptofisina. Cortes de ratones de 5 meses de vida se sometieron

a inmunomarcado con anticuerpos contra la sinaptofisina y se analizaron con microscopia confocal de barrido por láser (LSCM).

Todas las imágenes se obtuvieron de la corteza frontal. A) Control no transgénico (no tg) tratado con solución salina. B) Ratones tg

mThy1-hAPP751 (tg APP) tratados con solución salina. C) Control no tg tratado con Cerebrolysin. D) Ratones tg mThy1-hAPP751

tratados con Cerebrolysin. Barra = 10 μm. E) Análisis de imagen del porcentaje de área cubierta por terminaciones nerviosas

inmunorreactivas a la sinaptofisina en la corteza frontal y el hipocampo de ratones tg mThy1-hAPP751 y no tg de 5 meses de vida

tratados con solución salina o Cerebrolysin. *P < 0,05 en comparación con los animales no tg tratados con solución salina mediante

ANOVA unilateral con análisis de Dunnett post hoc. (Reproducido con autorización de Rockenstein, E. y cols. Effects of Cerebrolysin

on amyloid-beta deposition in a transgenic model of Alzheimer’s disease. J Neural Transm Suppl 2002(62): 327-36 [30]; Springer-

Verlag Viena.)

campo, la circunvolución dentada y la corteza entorrinal

(32). Estos datos estaban también en concordancia con

la mejoría observada en el rendimiento cognitivo medi-

do en el laberinto de agua de Morris (33).

Se han obtenido resultados similares en estudios con

ratas recién nacidas, un modelo para investigar la madu-

ración del aprendizaje y la memoria. El tratamiento pos-

natal precoz con Cerebrolysin (2,5 ml/kg al día) durante

los 7 primeros días de vida produjo un aumento impor-

tante del número de terminales presinápticas en la cor-

teza entorrinal y el hipocampo (4).

También se observó una acción sinaptotrófica de

Cerebrolysin en neuronas diferenciadas terminalmente

de la línea celular NTera de teratocarcinoma humano

(NT2N) (34).

Estos datos indican que Cerebrolysin regula la conectivi-

dad neuronal en el cerebro al facilitar el nuevo crecimien-

to de las prolongaciones neuronales dañadas y aumentar

la densidad sináptica, lo que apoya la capacidad del cere-

bro de adaptarse a los cambios en el entorno.

Reparación y regeneración cerebral: estimulación

de la neurogénesis

Los efectos regenerativos de Cerebrolysin también están

respaldados por su capacidad de promover la neurogé-

nesis. Las neuronas neonatales proceden de células pre-

cursoras, que son células progenitoras multipotentes

con capacidad de autorrenovación y que persisten en la

edad adulta (35). Son muchos los factores que influyen

en el grado de neurogénesis en el cerebro adulto, como

un entorno enriquecido, que se debe principalmente a la

inhibición de la apoptosis espontánea y a la prolongada

supervivencia de los progenitores (36), o la muerte celu-

lar inducida por una lesión, probablemente a través de la

liberación de neurotrofinas por las células supervivientes

circundantes (37). La estimulación de las células proge-

nitoras neuronales in vivo para proliferar, diferenciarse y

emigrar al foco de lesión se considera un instrumento

terapéutico prometedor en el tratamiento de trastornos

destructivos y degenerativos, aunque el mecanismo

exacto de estimulación aún no está claro. Estudios de

modelos animales transgénicos de diferentes trastornos

neurológicos han demostrado alteraciones significativas

del proceso de neurogénesis adulta en el hipocampo en

condiciones patológicas (38-40). Además, estudios pre-

vios revelaron que la neurogénesis que se produce en el

cerebro adulto es importante para la función de la

memoria en el hipocampo, junto con la plasticidad

sináptica (41). Por tanto, los compuestos capaces de pro-

teger las sinapsis y promover la neurogénesis suponen

una importante promesa en el desarrollo de nuevos tra-

tamientos para los trastornos neurológicos.

Los efectos de Cerebrolysin en la neurogénesis se estu-

diaron en ratones transgénicos mTHy1-hAPP751 a los

que se inyectaron 50 mg/kg de bromodesoxiuridina

(BrdU) (un marcador de las células en división) una vez

al día durante 5 días, seguidos por inyecciones diarias

intraperitoneales de Cerebrolysin (5 ml/kg de p.c.) o

solución salina durante 1 ó 3 meses (7). Se analizaron, en

la zona subgranulosa de la circunvolución dentada del

hipocampo, marcadores de células recién nacidas

(BrdU), proliferación (antígeno nuclear de células en

proliferación [PCNA]), neuroblastos en emigración

(doblecortina [DCX]) y apoptosis (método de marcado

del extremo libre por dUTP mediado por desoxinucleoti-

dil transferasa terminal [TUNEL]). En comparación con

los controles naturales, los ratones transgénicos trata-

dos con solución salina experimentaron una disminución

del número de células progenitoras neurales (BrdU+ y

DCX+) en la zona subgranulosa de la circunvolución den-

tada (Fig. 5). Por el contrario, cuando se trató a los ani-

males transgénicos con Cerebrolysin, experimentaron

un aumento significativo del número y la migración de

estas células nerviosas neonatales, y una reducción de la

actividad apoptótica TUNEL. Cerebrolysin no tuvo efecto

sobre la proliferación celular (PCNA) ni sobre la propor-

ción de células progenitoras nerviosas que se convirtie-

ron en neuronas y astroglia en la zona neurógena del

hipocampo.

Estos resultados concuerdan con los de estudios prece-

dentes de cultivos de células progenitoras neurales y de

ratas adultas normales en los que se investigaron los

efectos de Cerebrolysin sobre la neurogénesis de la cir-

cunvolución dentada (42). En especial, los modelos ani-

males de EA mostraron un aumento de las concentra-

ciones del factor 2 de crecimiento de unión a la

heparina (HBGF-2) en la zona límbica (43), aunque las

concentraciones elevadas de HBGF-2 inhiben la neuro-

génesis y estimulan la proliferación de células progeni-

toras en lugar de su diferenciación en neuronas. En

células progenitoras cultivadas del hipocampo adulto,

el HBGF-2 redujo, de forma proporcional a la dosis, la

concentración de MAP-2 (marcador de diferenciación

/neurogénesis) y aumentó la expresión de proteína tau

asociada a los microtúbulos (marcador de prolifera-

ción), lo que indica un desplazamiento de la polaridad

dendrita a axón inducida por el HBGF-2. Estos efectos





Figura 5. Análisis inmunocitoquímico cuantitativo de células positivas para bromodesoxiuridina (BrdU) y doblecortina (DCX) en

ratones no transgénicos (no tg) y transgénicos con la proteína precursora del amiloide (tg APP) tratados con (+) o sin (–) Cerebrolysin

durante 1 ó 3 meses. CM, capa molecular; CCG, capa de células granulosas; ZSG, zona subgranulosa. #, P < 0,05 en comparación con

los controles no tg tratados con excipiente; *, P < 0,05 en comparación con los ratones tg APP tratados con excipiente. (Reproducido

con autorización de Springer Science+Business Media: Acta Neuropathologica, Effects of Cerebrolysin on neurogenesis in an APP trans-

genic model of Alzheimer’s disease. Vol. 113, 2007, 265-75, Rockenstein, E., Mante, M., Adame, A., Crews, L., Moessler, H., Masliah, E.,

Figuras 1, 2 y 6, © Springer-Verlag 2006 [7].)



Figura 6. Cortes inmunohistoquímicos marcados con bromodesoxiuridina (BrdU) de la circunvolución dentada de ratas de control

(A) y tratadas con Cerebrolysin (B) y análisis de los recuentos de células BrdU+ y NeuN/BrdU+ (C y D, respectivamente) en la capa

granulosa/subgranulosa total por cerebro. También se muestran las vías de navegación representativas de las ratas de mejor apren-

dizaje no tratadas y tratadas con Cerebrolysin (E), con los círculos verdes en el cuadrante superior derecho que indican la posición

de la plataforma durante la última sesión de entrenamiento. CL, Cerebrolysin; Cont., control. (Adaptado con autorización de

Springer Science+Business Media: Acta Neuropathologica, The dentate gyrus neurogenesis: a therapeutic target for Alzheimer’s dis-

ease, Vol. 105, 2003, pp. 225-32, Tatebayashi, Y., Lee, M.H., Li, L., Iqbal, K., Grundke-Iqbal, I., Figures 4A, 4B, 4E, 4F and 5B, ©

Springer-Verlag 2002 [42].)

Figura 7. Detección de péptidos inmunorreactivos con el factor neurotrófico ciliar (CNTF), el factor neurotrófico derivado de la estirpe

de gliocitos (GDNF) y los factores de crecimiento insulinoide I y II (IGF-I e IGF-II) en Cerebrolysin mediante análisis espectrofotométri-

cos ELISA. En Cerebrolysin no se detectaron péptidos inmunorreactivos con neurotrofina 3 y 4 (NT-3 y NT-4) y con el factor inhibidor

de la leucemia (LIF). (Reproducido de Neurobiology of Aging, Vol. 28(8), Chen, H., Tung, Y.C., Li, B., Iqbal, K., Grundke-Iqbal, I.,

Trophic factors counteract elevated FGF-2-induced inhibition of adult neurogenesis, pp. 1148-62, Copyright 2007, con autorización de

Elsevier [44].)

fueron contrarrestados por Cerebrolysin (42). Se obser-

vó que la administración intraperitoneal in vivo de

Cerebrolysin aumentaba los progenitores del hipocam-

po de ratas adultas diferenciados de forma similar a las

neuronas, tanto al contrarrestar el cambio de polaridad

inducido por el HBGF-2 como al reducir la apoptosis de

células recién nacidas. Además, la potenciación de la

neurogénesis en la circunvolución dentada guardó rela-

ción con un mejor rendimiento cognitivo evaluado en la

tarea de orientación espacial del laberinto de agua de

Morris (Fig. 6) (42).

Otros estudios sobre neurogénesis realizados con culti-

vos de células progenitoras de ratas han identificado en

Cerebrolysin actividades de factor neurotrófico ciliar, fac-

tor neurotrófico derivado de una línea celular glial y fac-

tores de crecimiento insulinoides I y II (IGF-I e IGF-II).

Todos estos factores pueden contrarrestar los efectos

negativos del aumento del HBGF-2 sobre la neurogené-

sis y la maduración neuronal (Fig. 7) (44).

También se realizaron estudios sobre el potencial neuró-

geno de Cerebrolysin en modelos animales de isquemia

cerebral. En un estudio de ratas sometidas a oclusión

embólica de la arteria cerebral media (OACM) se demos-

traron aumentos significativos de las células progenito-

ras neurales BrdU+ e inmunorreactividad DCX (un mar-

cador de emigración de neuroblastos) en la zona

subventricular después de 28 días de tratamiento con

2,5 y 5 ml/kg de Cerebrolysin iniciado 24 ó 48 horas des-

pués de un ictus. Cerebrolysin también redujo las células

TUNEL+ dentro del límite isquémico y mejoró el resulta-

do funcional según las pruebas conductuales. Los datos

mecánicos revelaron un bloqueo de la vía de la inositol-

3-fosfato cinasa/Akt como mediador de los efectos de

Cerebrolysin sobre la migración y proliferación de células

progenitoras neurales (45).

PROPIEDADES FARMACODINÁMICAS

DE CEREBROLYSIN EN MODELOS ANIMALES

DE TRASTORNOS AGUDOS Y CRÓNICOS

Cerebrolysin es un fármaco dirigido a múltiples dianas

terapéuticas, que afecta a varias vías moleculares en la

patogenia de enfermedades complejas como la demen-

cia, el ictus y el traumatismo craneoencefálico. Al imitar

los efectos de factores neurotróficos endógenos,

Cerebrolysin ayuda al sistema nervioso a mantener,

proteger y restablecer la función neuronal. Se han des-

arrollado diferentes modelos animales y, a pesar de que

estos modelos son solo una aproximación de la patolo-

gía completa observada en el ser humano, representan

un instrumento útil para investigar procesos patológi-

cos subyacentes y validar la seguridad y la eficacia de

nuevos fármacos.

Demencia

Se han desarrollado diversos modelos animales para

investigar los acontecimientos moleculares asociados a

la aparición de la EA, estudiar la progresión del proceso

neurodegenerativo de la EA y determinar la importancia

anatomopatológica de moléculas o mutaciones específi-

cas (29). Las ratas viejas, por ejemplo, son modelos

animales adecuados para estudiar las alteraciones con-

ductuales y morfológicas cerebrales durante el envejeci-

miento, porque las ratas senescentes muestran altera-

ciones de la memoria y del aprendizaje similares a las

observadas en el ser humano (46). En ratas Long Evans

viejas, de 24 meses de vida, Cerebrolysin (2,5 ml/kg

p.c./día durante 19 días) aumentó el número de termina-

les presinápticas, como demuestra el incremento de la

inmunotinción de sinaptofisina, una proteína marcadora

de las vesículas sinápticas (32). Estos efectos se observa-

ron en áreas cerebrales relacionadas con el rendimiento

cognitivo: los subcampos del hipocampo, la circunvolu-

ción dentada y la corteza entorrinal. El efecto del

aumento de la densidad sináptica sobre el rendimiento

cognitivo se investigó en el laberinto de agua de Morris,

un sistema de análisis válido para comprobar el procesa-

miento de la información espacial en roedores, que en

ratas senescentes es equivalente al trastorno de orienta-

ción de los seres humanos con demencia. Los resultados

demuestran que las latencias de escape y, por tanto, el

rendimiento cognitivo, mejoraron significativamente tras

el tratamiento con Cerebrolysin (Fig. 8). Además, la

observación de una diferencia significativa ya en el pri-

mer día de la prueba indicó un dominio acelerado de la

tarea (33).

También se reseñó un mejor rendimiento cognitivo con

Cerebrolysin en estudios de evitación pasiva en ratas vie-

jas. En este modelo de ensayo conductual, se entrena a

las ratas para suprimir su comportamiento natural de

entrar en el compartimento oscuro de una caja de trans-

porte mediante la aplicación única de un estímulo puniti-

vo (47). El tiempo que necesitan los animales para volver

a su comportamiento natural (latencia) sirve como pará-

metro del rendimiento del aprendizaje. Ratas Sprague-

Dawley de 24 meses tratadas una vez al día durante 7

días con Cerebrolysin (25 ml/kg de p.c./día) o con un

derivado de Cerebrolysin enriquecido con péptidos tuvie-

ron un mejor rendimiento que los animales tratados con



amnesia retrógrada, el NGF administrado por vía intrace-

rebroventricular solo tuvo un efecto débil y el HBGF-2 no

protegió al cerebro frente a los déficit de memoria y de

aprendizaje (17). La comparación de las pruebas a corto

plazo 14 días después de la lesión de fimbria-fórnix con

las pruebas a largo plazo después de 6 meses demostró

que los efectos protectores de Cerebrolysin sólo son per-

sistentes si el tratamiento con el fármaco se mantiene

durante 28 días; 14 días de tratamiento crónico inmedia-

tamente después de la lesión de fimbria-fórnix sólo tie-

nen efectos en la prueba a corto plazo (18).

Las investigaciones sobre los acontecimientos molecula-

res asociados a la aparición de la EA, la progresión de los

procesos neurodegenerativos y la función anatomopato-

lógica de moléculas o mutaciones específicas también

se han visto facilitadas por el desarrollo de modelos de

animales transgénicos. El modelo de ratón unitransgé-

nico mThy1-hAPP751 sobreexpresa la proteína precurso-

ra del amiloide humana mutada (hAPP751) bajo el con-

trol del promotor Thy-1 murino (29). Este modelo de

ratón transgénico es único en el sentido de que el depó-

sito de placas de amiloide en el cerebro comienza a los 3

meses de vida, mucho antes que en otros modelos de

ratones transgénicos. En este modelo, la formación de

placas se acompaña de astrogliosis, pérdida importante

de inmunorreactividad de la sinaptofisina, apoptosis y

déficit cognitivos.



solución salina o con una solución de aminoácidos sinté-

ticos que reproducía la fracción de aminoácidos de

Cerebrolysin. Es interesante señalar que los análisis han

demostrado una diferencia específica de sexo en la laten-

cia, ya que solo en las hembras se ha observado un ren-

dimiento significativamente mejor (latencia más prolon-

gada). El motivo de los efectos divergentes en las ratas

macho y hembra podría explicarse en diferentes princi-

pios de aprendizaje o en el umbral de respuesta al shock,

que es menor en las hembras que en los machos (9).

Los déficits cognitivos observados en las ratas viejas tam-

bién están presentes en el modelo de sección de fimbria-

fórnix. La separación de las vías fimbria-fórnix produce

degeneración de neuronas colinérgicas en el septo

medial debido al bloqueo del suministro de factores de

crecimiento a las neuronas colinérgicas y ocasiona déficit

en la memoria remota (amnesia retrógrada) y en la capa-

cidad de aprender nuevas tareas (amnesia anterógrada).

La lesión experimental de las vías septo-hipocampo

seguida de tratamiento diario con Cerebrolysin (5 ml/kg

p.c. i.p.) durante 4 semanas demostró que el grado de

degeneración y atrofia neuronal en el cerebro de rata era

mucho menor que en los controles tratados con solución

salina (16). En el laberinto de agua de Morris,

Cerebrolysin administrada por vía periférica (2,5 ml/kg

p.c./día durante 14 días) antagoniza por completo la

Figura 8. Rendimiento cognitivo medido por las latencias de escape en ratas de 24 meses de vida después del tratamiento con

Cerebrolysin o solución salina al 0,9% como control en los días de prueba 1-4 en el laberinto de agua de Morris. Diferencia significa-

tiva entre el grupo experimental y el grupo de control por día: *P < 0,05. (Adaptado con autorización de Gschanes, A., Windisch, M.

The influence of Cerebrolysin and E021 on spatial navigation of 24month-old rats. J Neural Transm Suppl 1998, 53: 313-21 [33];

Springer-Verlag Viena.)

marcadores de neurodegeneración 3 meses después de

la interrupción del tratamiento, pero desaparecieron al

cabo de 6 meses. Asimismo, las reducciones del depósi-

to de amiloide desaparecieron al cabo de 6 meses. En

resumen, estos datos indican la persistencia de la activi-

dad neuroprotectora de Cerebrolysin durante al menos 3

meses después de la interrupción del tratamiento, una

observación que concuerda con los resultados clínicos

de los estudios sobre EA (48).

La reducción del depósito de amiloide con Cerebrolysin

puede deberse a la regulación de la degradación del Aβy a la modulación de la expresión, maduración o proce-

samiento de la APP. Para investigar el mecanismo impli-

cado se trató durante 6 meses con Cerebrolysin (5 ml/kg

p.c./día i.p.) a ratones mThy1-hAPP751 de 3 meses de

vida; sirvieron de controles ratones naturales tratados

con solución salina o Cerebrolysin y ratones transgénicos

tratados con solución salina. Los análisis neuropatológi-

cos demostraron que el efecto de Cerebrolysin no está

relacionado con la expresión de APP, con la modulación

de enzimas de procesamiento de APP ni con la degrada-

ción de Aβ, sino con la regulación de la maduración de

APP y, por tanto, con su distribución intracelular. Los

análisis de inmunotransferencia han demostrado que

Cerebrolysin regula la actividad de las cinasas que inter-



Figura 9. Concentraciones de cinasa 5 dependiente de ciclina fosforilada (CDK5-p), activadores p35 y p25 de CDK5 (p35/p25) y de

glucógeno sintasa cinasa-3 beta (GSK-3β–p) en los cerebros de ratones transgénicos con proteína precursora del amiloide tratados

con Cerebrolysin o solución salina. *P < 0,05 frente a solución salina. (Adaptado con autorización de Rockenstein, E. y cols.

Cerebrolysin decreases amyloid-beta production by regulating amyloid protein precursor maturation in a transgenic model of Alzheimer’s

disease. J Neurosci Res 2006, 83(7): 1252-61 [49].)

El tratamiento con Cerebrolysin (5 ml/kg p.c./día duran-

te 4 semanas) en comparación con solución salina pro-

dujo una reducción significativa de las concentraciones

de Aβ1-42

y del tamaño y la cantidad de placas Aβ-inmu-

norreactivas tanto en la corteza frontal como en el hipo-

campo de animales transgénicos de 5 meses de vida. El

examen neuropatológico reveló que Cerebrolysin pro-

movía la regeneración sináptica en un grado semejante

al observado en los ratones de control no transgénicos

(Fig. 4) (30). Se constató una regeneración sináptica

similar en las cohortes de ratones de 6 y 9 meses de vida.

Además, Cerebrolysin redujo la proporción de neuronas

que presentaron fragmentación del ADN, detectada

mediante el método TUNEL. La carga de Aβ en la corte-

za frontal se redujo en un 43% en el grupo joven y en el

27% en el grupo de más edad. Los déficits de rendimien-

to en el laberinto de agua de Morris mejoraron significa-

tivamente en la cohorte más joven; en la cohorte de más

edad se observó una tendencia (31).

Estudios a largo plazo de estos ratones transgénicos

demostraron que los efectos neuroprotectores y antia-

miloidógenos de Cerebrolysin persistían después de sus-

pender el tratamiento (5 ml/kg p.c./día i.p. durante 3

meses). Se observaron efectos beneficiosos en el apren-

dizaje espacial en el laberinto de agua de Morris y en los

vienen en la fosforilación de APP al reducir las concen-

traciones de la forma activa de la cinasa 5 dependiente

de la ciclina (CDK5) y de sus activadores p35 y p25 y

aumentar la concentración de la glucógeno sintasa cina-

sa-3 beta (GSK-3β) inactiva (Fig. 9).

Al reducir la fosforilazión de la APP, disminuye la canti-

dad de APP en el compartimento trans-Golgi antes de

su transporte axonal al área sináptica donde, una vez

degradada por las secreatasas β y γ, se libera Aβ tóxico

(7). Además, como se sabe que GSK-3β y CDK5 intervie-

nen en la fosforilación de la proteína tau (TAU) asociada

a los microtúbulos y en el transporte axonal rápido

impulsado por cinesina, Cerebrolysin regularía también

la producción del Aβ al controlar el flujo axoplásmico

(49). GSK-3β y CDK5 fosforilan TAU en residuos esencia-

les para la formación de ovillos neurofibrilares, lo que

plantea la cuestión de si Cerebrolysin podría disminuir

también la patología neurofibrilar observada en la EA.

La transferencia de genes somáticos con TAU mutante

(mut) con virus adenoasociado (AAV2) (P301L) muestra

patología TAU y mayor neurodegeneración, además de

las características anatomopatológicas distintivas de los

ratones transgénicos Thy1-hAPP751 comunicadas pre-

viamente (50). A los 3 meses, los ratones recibieron una

inyección bilateral de AAV2-mutTAU en el hipocampo.

Un mes después, se inició el tratamiento con Cerebro-

lysin o solución salina (2,5 ml/kg p.c. i.p.) durante 3

meses. Se sacrificó a los animales para realizar análisis

de fosforilación de TAU y neurodegeneración. Los resul-

tados han confirmado el efecto modulador de Cerebro-

lysin sobre la actividad de CDK5 y de GSK-3β ya publica-

do (49), que da lugar a una menor fosforilación anormal

de TAU y una mejoría de la enfermedad neurodegenera-

tiva en el hipocampo (Fig. 10). Es interesante señalar que

este efecto se limitó a la región cerebral inyectada con

AAV2-mutTAU, mientras que no se observó un efecto

significativo sobre la fosforilación de TAU endógena. Por

tanto, y de acuerdo con la hipótesis de que el Aβ poten-

cia la patología TAU (51), estos datos respaldan la parti-

cipación de vías alternativas distintas a la reducción de

la fosforilación de TAU mediante la reducción de la pro-

ducción de Aβ.

En la EA, los agregados de Aβ potencialmente tóxicos se

acumulan no solo alrededor de las neuronas y en los

puntos sinápticos (52), sino también en los vasos san-

guíneos, originando angiopatía amiloide cerebral (53),

un rasgo anatomopatológico distintivo, que comienza a

desarrollarse en ratones mThy-1-hAPP751 ya a los 6

meses de vida. Los análisis de la microvascularización de

animales de 7 y 12 meses de vida tratados con



Cerebrolysin durante 3 meses han demostrado un des-

censo, proporcional al tiempo, del depósito de Aβ alre-

dedor de los vasos sanguíneos. Esto se acompañó de

una microgliosis y astrogliosis perivascular reducida y de

una mejor función vascular, como demuestra la mayor

expresión de los marcadores de linfocitos B como la

molécula de adherencia de las células endoteliales a las

plaquetas (CD31) y la proteína de unión hermética ZO-1 y

una menor concentración de Aβ perivascular e intersti-

cial y de proteína gliofibrilar ácida (54). Estos efectos de

Cerebrolysin sobre la vascularización cerebral son espe-

cialmente importantes porque no solo mejoran las alte-

raciones neurodegenerativas en la EA sino también la

frecuencia de microinfartos y hemorragias cerebrales

que suelen asociarse a esta enfermedad (53).

Isquemia cerebral

Se ha demostrado que los factores neurotróficos mantie-

nen la supervivencia neuronal en respuesta a diversas

Figura 10. Efectos de Cerebrolysin sobre el número de neu-

ronas en ratones transgénicos con proteína precursora del

amiloide (tg APP) inyectados con TAU mutante con virus ade-

noasociado (AAV2-mutTAU) y tratados con Cerebrolysin o

excipiente (solución salina). Las imágenes corresponden a la

inmunorreactividad NeuN en la zona del hipocampo de los ani-

males. En comparación con los ratones tratados solo con excip-

iente (A, C), los ratones tg APP tratados con Cerebrolysin que

recibieron AAV2-mutTAU experimentaron una recuperación

significativa de la densidad neuronal (B, D). (Adaptado con

autorización de Springer Science+Business Media: Acta

Neuropathologica, Neurofibrillary and neurodegenerative pathol-

ogy in APP-transgenic mice injected with AAV2-mutant TAU: neu-

roprotective effects of Cerebrolysin, Vol. 117, 2009, pp. 699-712,

Ubhi, K., Rockenstein, E., Doppler, E. et al., Figuras 7A, 7B, 7E y

7F, © Springer-Verlag 2009 [50].)



Figura 11. Efecto de distintas concentraciones de Cerebrolysin sobre la viabilidad (%) de las neuronas corticales de pollo 24 horas

después de lesiones isquémicas agudas con glutamato (1 mM durante 1 h) o yodoacetato (0,01 μM durante 5 min) y después de la

exposición crónica a ionomicina (0,25 μM durante 24 h). Las células se cultivaron con Cerebrolysin 8 días in vitro antes de la lesión.

Los valores se refieren al porcentaje de viabilidad en comparación con controles no lesionados y no tratados (viabilidad del 100%).

*P < 0,001 frente a los controles lesionados y no lesionados. (Adaptado con autorización de Springer Science+Business Media:

Neurotoxicity Research, In vitro models of brain ischemia: the peptidergic drug Cerebrolysin protects cultured chick cortical neurons from

cell death, Vol. 4, 2002, pp. 59-65, Gutmann, B., Hutter-Paier, B., Skofitsch, G., Windisch, M., Gmeinbauer, R., Figura 2, © 2002

Taylor & Francis Ltd. [56].)

formas de lesión en sistemas de cultivos celulares y en

modelos animales de ictus (55). Los efectos pleótropos

de Cerebrolysin se han estudiado in vitro, en cultivos de

órganos, en modelos animales de isquemia global y

focal y en modelos de rehabilitación del ictus. Se ha

demostrado que el suplemento de cultivos tisulares con

Cerebrolysin evita la degeneración neuronal y la muerte

celular en modelos diferentes de lesión in vitro relacio-

nados con la enfermedad. Estos efectos, dependientes

de la dosis y del tiempo, se observaron después de una

intoxicación por glutamato en neuronas cultivadas de

telencéfalo de embrión de pollo (9), después de la agre-

sión oxidativa provocada por hierro o por hierro y gluta-

mato (10) o después de la hipoxia histotóxica inducida

por yodoacetato (19). Los estudios en los que se investi-

gó la muerte celular tras lesiones por glutamato, yodoa-

cetato e ionomicina demostraron una disminución de la

muerte neuronal (Fig. 11), con un desplazamiento de

necrosis a apoptosis (56).

También se realizaron estudios de muerte celular en cul-

tivos de cortes cerebrales organotípicos de crías de ratón

de 7 días de vida (57). Los cortes cerebrales se lesiona-

ron con glutamato durante 24 horas y se cultivaron

durante otros 8 días. Se tiñeron con los compuestos

intercalantes de ADN yoduro de propidio o YO-PRO-1

para detectar necrosis y apoptosis. Las mediciones fluo-

rescentes mostraron un descenso pronunciado tanto de

la necrosis como de la apoptosis en la región del hipo-

campo cuando se añadió Cerebrolysin a los cultivos de

cortes cerebrales (Fig. 12). Los efectos fueron incluso

más pronunciados cuando Cerebrolysin se añadió antes

y después de la lesión que cuando sólo se añadió des-

pués de esta.

Los datos experimentales preliminares de cultivos de

neuronas y de ratas con isquemia cerebral focal indican

que Cerebrolysin interfiere en la apoptosis al modular la

señalización del factor 1 derivado de las células del



Figura 12. Aparición de células necróticas teñidas con yoduro de propidio (YP) (A) y de células apoptóticas teñidas con YO-PRO-1 (B) en

cortes cerebrales organotípicos de crías de ratones tratadas (++), no tratadas (–/–) o tratadas sólo después de la lesión (–/+) con

Cerebrolysin antes, inmediatamente después y 8 días después de la lesión inducida por glutamato, medida según las lecturas de fluo-

rescencia. Se muestran fluoromicrofotografías representativas tanto de la tinción con YP como con YO-PRO-1 en el día 13 (C). (Adaptado

con autorización de Riley, C. y cols. A peptide preparation protects cells in organotypic brain slices against cell death after glutamate intox-

ication. J Neural Transm 2006, 113(1): 103-10 [57]; Springer-Verlag Viena.)

estroma y de PSA-NCAM (forma de ácido polisiálico de

la molécula de adherencia de las células nerviosas) (58).

La capacidad de Cerebrolysin para inducir procesos res-

tauradores en neuronas ya en proceso de degeneración

se estudió en un análisis con glutamato y en el modelo

de privación de oxígeno/glucosa en cultivos primarios de

células corticales de pollo (59). En ambos modelos,

Cerebrolysin tuvo un potencial curativo claramente

dependiente del tiempo y de la dosis, con un efecto cuya

magnitud se debilitaba al aumentar el margen entre la

lesión y el comienzo del tratamiento, y un perfil de res-

puesta a la dosis característico en forma de U de

Cerebrolysin y de otros factores de crecimiento y neuro-

péptidos (60, 61).

Experimentos detallados acerca del posible mecanismo

de acción indicaron que Cerebrolysin estabiliza el citoes-

queleto al regular la actividad de la calpaína, una pro-

teasa dependiente de Ca2+. La integridad estructural del

citoesqueleto es un requisito para mantener una función

neuronal normal, pero se pone en peligro en condiciones

isquémicas debido a la sobreactividad de la calpaína. Un

análisis de la actividad caseinolítica de la calpaína ha

demostrado que Cerebrolysin inhibió, de forma depen-

diente de la dosis, tanto la calpaína μ como la m, de

manera reversible y no competitiva. Experimentos de

dilución seriada indicaron con claridad una estrecha

unión de los componentes de Cerebrolysin a calpaína, lo

que indica la existencia de fragmentos de calpastatina

en Cerebrolysin. Aunque en menor medida, Cerebrolysin

también inhibió la tripsina y la papaína, lo que denota un

mecanismo diferente de interacciones de inhibición enzi-

mática (véase la Fig. 3) (21).

La isquemia global inducida por la ligadura bilateral de

la arteria carótida es un modelo que crea isquemia pros-

encefálica prolongada pero moderada en ratas. A fin de

investigar los efectos protectores de Cerebrolysin solo y

en combinación con hipotermia (35 °C), se sometió a

ratas Wistar a 6 horas de ligadura. Antes de la interven-

ción quirúrgica, se trató a los animales una vez con

Cerebrolysin (2,5 ml/kg p.c. s.c.). En condiciones de nor-

motermia e hipotermia, Cerebrolysin evitó la aparición

de edema y tuvo una influencia positiva en la recupera-

ción del flujo sanguíneo cerebral local. Los efectos fue-

ron aún más pronunciados en condiciones de hipotermia

(62).

En otro estudio se sometió a ratas Wistar a ligadura bila-

teral permanente de la arteria carótida y a una hipoxia

hipóxica adicional durante 15 minutos. La mortalidad en

las 24 horas siguientes a la ligadura disminuyó a la

mitad en los animales tratados con Cerebrolysin (2,5

ml/kg p.c. s.c.) en comparación con los animales de con-

trol no tratados (63).

El volumen del infarto y los trastornos funcionales se

investigaron en modelos animales de isquemia focal. Se

sometió a ratas Sprague-Dawley a OACM transitoria con

reperfusión 2 horas después. Los animales recibieron

Cerebrolysin (1,0, 2,5 ó 5,0 ml/kg p.c. i.v.) o solución sali-

na inmediatamente después de la intervención y 2, 24 y

48 horas después. Para evaluar el tamaño del infarto, se

tiñeron cortes coronales cerebrales con 2,3,5-cloruro de

trifeniltetrazolio y se analizaron mediante un sistema de

imagen interconectada por ordenador. Los resultados

revelaron una curva de dosis-respuesta con forma de U

invertida; la dosis de 2,5 ml de Cerebrolysin/kg de p.c.

fue la que logró el mejor efecto terapéutico. En compa-

ración con los controles tratados con solución salina,

esta dosis de Cerebrolysin redujo el volumen del infarto

en un 64% y fue más eficaz para mejorar los déficits neu-

rológicos. La mortalidad disminuyó en todos los anima-

les tratados con Cerebrolysin (Fig. 13) (64).

En un estudio similar se sometió a ratas Thomae a

OACM durante 2 horas, seguido de reperfusión durante

90 minutos. Se trató a los animales una vez con

Cerebrolysin (2,5 mg/kg p.c. s.c) 30 minutos antes de la

intervención. Los cortes cerebrales se tiñeron con hema-

toxilina y eosina (H y E) para el análisis de volumen del

infarto y se sometieron a inmunotinción de MAP-2 como

un parámetro de trastornos funcionales. El edema cere-

bral se calculó morfométricamente. Cerebrolysin redujo

en un 50-80% la pérdida de neuronas alteradas funcio-

nalmente en zonas relevantes del cerebro y tuvo un efec-

to beneficioso en el volumen del infarto y la aparición de

edema (65).

Los efectos promotores de recuperación de Cerebrolysin

se investigaron en un modelo de OACM permanente

mediante electrocoagulación. En el primer paso se estu-

diaron diferentes concentraciones de Cerebrolysin y se

observó que una dosis de 2,5 ml/kg p.c. i.p. durante 21

días iniciada 24 horas después de la lesión era más efi-

caz en lo que respecta a la recuperación funcional que la

dosis de 1,0 ó 5,0 ml/kg p.c. En el siguiente estudio de

intervalos de tiempo utilizando una dosis de 2,5 ml/kg

p.c. de Cerebrolysin (i.p.) en comparación con los contro-

les tratados con solución salina se comunicó una recu-

peración importante de la función sensitivomotora cuan-

do el tratamiento se inició 24 ó 48 horas después de la

lesión; sin embargo, un intervalo de 72 horas resultó



ineficaz. Es interesante señalar que, a pesar de la mayor

recuperación neurológica observada cuando el trata-

miento se inició en 48 horas, no se observó ningún efec-

to sobre el volumen del infarto determinado 21 días des-



pués del ictus mediante tinción con H y E y análisis de

imágenes interconectadas por ordenador. Estos resulta-

dos coinciden con los obtenidos con los factores de cre-

cimiento HBGF-2 o proteína morfogenética ósea 7 y

Figura 13. Fotografías representativas de cortes cerebrales teñidos con 2,3,5-cloruro de trifeniltetrazolio (TTC) que muestran un

infarto 72 horas después de la oclusión de la arteria cerebral media y de 2 horas de reperfusión en ratas tratadas por vía intravenosa

con Cerebrolysin o excipiente. El volumen relativo del infarto después del tratamiento se representa en el gráfico. (Reproducido con

autorización de Hanson, L.R. y cols. Cerebrolysin reduces infarct volume in a rat model of focal cerebral ischemic damage. Am J

Neuroprotec Neuroregen 2009, 1(1): 60-6 [64].)

señalan que la estimulación de la germinación axonal es

un posible mecanismo de reparación funcional o de

mayor proliferación y diferenciación de las células proge-

nitoras neuronales (66). Estos resultados también esta-

rían relacionados con observaciones independientes de

mejor neurogénesis y resultados funcionales después de

una oclusión embólica experimental de la arteria cere-

bral media en roedores. En dosis de 2,5 y 5 mg/kg,

Cerebrolysin produjo un aumento significativo de los

recuentos de células progenitoras neurales BrdU+ en la

zona subventricular y de inmunorreactividad DCX en la

zona homolateral subventricular y del límite isquémico

estriatal tras 28 días de tratamiento iniciado en las 24

horas siguientes al ictus experimental. Cerebrolysin

también redujo las células TUNEL+ en el límite isquémi-

co y, aunque el volumen del infarto no disminuyó con el

tratamiento, pruebas conductuales indicaron mejores

resultados neurológicos. Al igual que en otros estudios

mencionados, Cerebrolysin también favoreció la migra-

ción de células progenitoras neurales, todo lo cual indi-

ca que la potenciación de la neurogénesis secundaria a

la isquemia y los mejores resultados funcionales pueden

estar relacionados con el aumento de la proliferación,

diferenciación y migración de células progenitoras neu-

rales (45).

En resumen, un gran número de estudios experimenta-

les demuestran que Cerebrolysin contrarresta los proce-

sos fisiopatológicos que se producen en la cascada

isquémica y favorece la recuperación y neuroplasticidad

después de una lesión isquémica.

Lesión traumática encefálica y de la médula espinal

Se ha identificado un número muy elevado de factores

neurotróficos cuya expresión está aumentada en res-

puesta a la lesión encefálica traumática. Se ha demos-

trado que interfieren en las cascadas causadas por dicha

lesión y favorecen procesos reparadores y regenerativos

como regeneración axonal, plasticidad neuronal y neu-

rogénesis, que podrían ser fundamentales para la recu-



Figura 14. Cortes microscópicos de los segmentos medulares C5 de controles intactos (A) y lesionados tratados con excipiente (B),

así como de ratas lesionadas tratadas con factor neurotrófico derivado del cerebro (C) o Cerebrolysin (D). Se incubaron segmentos

de médula espinal marcados con fluoro-rubí para tinción de inmunofluorescencia de acetiltransferasa de colina a fin de detectar la

regeneración axonal en el muñón nervioso musculocutáneo. Escala de las barras = 135 ?m. (Adaptado con autorización de Springer

Science+Business Media: Experimental Brain Research, Reinnervation of the rat musculocutaneous nerve stump after its direct recon-

nection with the C5 spinal cord segment by the nerve graft following avulsion of the ventral spinal roots: a comparison of intrathecal

administration of brain-derived neurotrophic factor and Cerebrolysin, Vol. 159, 2004, pp. 425-32, Haninec, P., Dubovy, P., Samal, F.,

Houstava, L., Stejskal, L., Figura 2, © Springer-Verlag 2004 [70].)

peración después de un traumatismo encefálico (67).

Se investigaron los efectos neuroprotectores de

Cerebrolysin en lesiones medulares agudas inducidas

experimentalmente en perros sobre bases clínicas e his-

tológicas. La lesión de la médula espinal se indujo por

compresión utilizando un balón inflado de una sonda de

Foley sobre los segmentos medulares mediotorácicos

(68). Los resultados demuestran que Cerebrolysin (3

ml/día i.m. durante 6 días comenzando 3 horas después

de la intervención quirúrgica) evitó las alteraciones

degenerativas en la mayor parte de las neuronas del

asta anterior de los segmentos medulares lesionados y

posteriormente su propagación a las fibras nerviosas

axonales de la sustancia blanca. El tratamiento con

Cerebrolysin también produjo una mejoría clínica gra-

dualmente progresiva de la función neurológica.

La avulsión de la raíz ventral ocasiona pérdida de moto-

neuronas debido a apoptosis en el segmento medular

correspondiente. La supervivencia de las motoneuronas

en el asta ventral fue significativamente mayor después

de 4 semanas de administración intratecal de IGF-I o

Cerebrolysin, sin diferencias significativas entre los dos

tratamientos (69).

También se utilizó el modelo de reconexión de las raíces

anteriores para evaluar y comparar la mejoría del resca-

te de motoneuronas y de la reinervación funcional del

músculo bíceps en ratas tras la administración intratecal

de Cerebrolysin (12 μl/día) y BDNF (5 μg/d) mediante

minibombas osmóticas (velocidad 0,5 μl/h) durante 4

semanas. Cuatro meses después de la intervención, el

tratamiento con BDNF o Cerebrolysin produjo un

aumento significativo del número de neuronas motoras

marcadas de forma retrógrada (un indicador de la rege-

neración axonal en el muñón nervioso musculocutáneo),

las áreas somáticas del corte y la densidad de los axones

regenerados en comparación con el tratamiento con

excipiente. Cerebrolysin protegió a las motoneuronas

contra la muerte celular y fue más eficaz que BDNF para

la recuperación funcional del nervio motor dañado (Fig.

14) (70).

CONCLUSIONES

Los estudios farmacológicos realizados con cultivos

celulares y modelos animales demuestran sistemática-

mente los efectos protectores y regenerativos de

Cerebrolysin en trastornos neurológicos agudos y cróni-

cos como la demencia, el ictus y los traumatismos del

encéfalo y la médula espinal. Cerebrolysin interfiere en

diferentes pasos de la cascada patológica, lo que da

lugar a efectos pleótropos del tratamiento similares a los

producidos por factores neurotróficos. A diferencia de

estos, los péptidos de Cerebrolysin tienen un bajo peso

molecular, lo que les permite atravesar la barrera hema-

toencefálica y, por tanto, aumentar la escasa capacidad

de autorreparación del cerebro en condiciones adversas

mediante su administración periférica.

La influencia positiva de Cerebrolysin en la protección y

reparación estructural y funcional es la base de su eficacia

clínica en enfermedades neurológicas complejas. El posi-

tivo perfil de seguridad de Cerebrolysin subraya su impor-

tancia clínica en una estrategia de tratamiento eficaz.

DECLARACIÓN DE INTERESES

La elaboración de este suplemento de Drugs of Today fue

financiada por EVER Neuro Pharma, el fabricante de

Cerebrolysin. Los autores no han recibido remuneración

alguna por la redacción de este artículo.

E. Díez-Tejedor es coautor de toda la información conte-

nida en este artículo, excepto la relativa a demencia.

E. Masliah ha contribuido como conferenciante en con-

gresos para EVER Neuro Pharma (previamente EBEWE

Neuro Pharma) y parte de su investigación ha sido finan-

ciada parcialmente por EVER Neuro Pharma. E. Díez-

Tejedor ha colaborado como asesor clínico, investigador

en ensayos clínicos o como conferenciante para las

empresas siguientes: AstraZeneca, Bayer, Bristol-Myers

Squibb, Boehringer Ingelheim, Ferrer, Pfizer, sanofi-

aventis, Servier, UCB Pharma, Uriach, EVER Neuro

Pharma y Lundbeck.

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