Anti-inflammatory compounds and stem cells in treatment of spinal cord injury

Abstract

Navzdory intenzivnímu vědeckému úsilí zůstává poranění míchy těžkým neurologickým stavem, které nemá žádnou léčbu. V současné době je terapie založena na zmírnění tlaku chirurgickou dekompresí míchy, podávání methylprednisolonu a fyzioterapie. Tato práce se zabývá terapeutickými účinky protizánětlivých sloučenin a tří typů kmenových buněk v modelu balónkové kompresní léze míchy u potkanů. Přírodní sloučeniny epigallocatechin-3-galát (EGCG) nebo kurkumin jsme aplikovali in situ a poté intraperitoneálně každý den až po dobu 28 dnů. Lidské mesenchymální kmenové buňky z kostní dřeně (MSC), lidské spinální neurální prekurzory (SPC-01) a neurální prekurzory derivované z lidských indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPS-NP) jsme transplantovali intratekálně (MSCs) nebo pomocí spinální injekce potkanům 7 dní po indukci míšního poranění. Změny motoriky a citlivosti zadních končetin jsme hodnotili behaviorálními testy. Sledovali jsme rovněž míru zachování šedé/bílé hmoty a velikost kavity léze. Přežití a diferenciaci transplantovaných buněk, aktivaci klasické dráhy NFκB, gliovou jizvu (GFAP+) a růst axonálních kolaterál (GAP43+) jsme studovali pomocí imunohistochemie. Pro stanovení hladin sekretovaných cytokinů a chemokinů (MIP1α, IL-4, IL-1β, IL-2, IL-6, IL-12p70, TNFα, RANTES) jsme použili analýzu...

Despite intense scientific efforts, spinal cord injury (SCI) remains to be a severe neurological condition that has no treatment. Currently, therapy is based on alleviating pressure by surgical spinal cord decompression, administration of methylprednisolone and physical therapy. In this study, therapeutic effects of anti-inflammatory compounds and of three types of stem cells were tested in a balloon compression model of spinal cord injury in rats. Natural compounds epigallocatechin-3-gallate (EGCG) or curcumin were administered in situ and then intraperitoneally every day for up to 28 days. Human bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs), human spinal neural precursors (SPC-01) and neural precursors derived from human induced pluripotent stem cells (iPS-NPs) were transplanted intrathecally (MSCs) or via spinal injection into immunosuppressed rats 7 days after induction of SCI. To determine effects of therapies, changes in motor function was tested by open field test BBB, flat beam test and score, Plantar test and rotarod. Morphometric analysis was used to assess gray/matter sparing and cavity size. Immunohistochemistry was used to determine survival and differentiation of transplanted cells, activation of classical pathway of NFκB (p65 nuclear translocation), astroglial activation (GFAP) and...