Transplante de células olfativas Ensheathing para avaliar a recuperação funcional após a lesão do nervo periférico
Summary
Células olfativas ensheathing (OECO) são células da crista neural que permitem o crescimento dos neurônios olfativos primários. Esta propriedade específica pode ser utilizado para transplantação celular. Apresentamos aqui um modelo de transplante celular baseado na utilização de OECs em um modelo de lesão do nervo laríngeo.
Abstract
Células olfativas ensheathing (OECO) são células da crista neural que permitem o crescimento e rebrota dos neurônios olfativos primários. Com efeito, o sistema olfactivo principal é caracterizado pela sua capacidade de dar origem a novos neurónios, mesmo em animais adultos. Esta capacidade particular, é, em parte, devido à presença de OECs que criam um microambiente favorável neurogenesis. Esta propriedade de OECs foi utilizado para transplantação celular, tal como nos modelos de lesão da espinal-medula. Embora o sistema nervoso periférico tem uma maior capacidade de regeneração após lesão nervosa do que o sistema nervoso central, seções completas induzir misrouting durante rebrota axonal em particular após facial da secção do nervo laríngeo. Especificamente, o corte total do nervo laríngeo recorrente (NLR) induz rebrota axonal aberrante resultando em sincinesias das cordas vocais. Neste modelo específico, nós mostramos que o transplante OECs aumenta eficiência axonal rebrota.
ve_content "> OECs são constituídas de várias subpopulações presentes tanto na mucosa olfactiva (OM-OECO) e os bulbos olfativos (OB-OECO). Apresentamos aqui um modelo de transplante celular baseado na utilização destas diferentes subpopulações de OECs numa modelo de lesão do NLR. Usando este paradigma, culturas primárias de OB-OECs e OM-OECs foram transplantadas em Matrigel após secção e anastomose do NLR. Dois meses após a cirurgia, foi avaliada animais transplantados por análises complementares com base na videolaringoscopia, eletromiografia (EMG) e estudos histológicos. Primeiro, videolaringoscopia nos permitiu avaliar as funções laríngeas, em particular co-contrações musculares fenômenos. Então, EMG analisa riqueza demonstrada e sincronização de atividades musculares. Finalmente, estudos histológicos com base em azul de toluidina permitiu a quantificação do número e perfil de fibras mielinizadas.Todos juntos, vamos descrever aqui como isolar, cultura, identify e transplante OECs da OM e OB após NLR seção-anastomose e como avaliar e analisar a eficiência dessas células transplantadas sobre as funções de rebrota e laringe axonal.
Introduction
O sistema olfactivo principal é composto de duas partes distintas: a mucosa olfactiva (OM) no sistema nervoso periférico e o bolbo olfactivo (OB), no sistema nervoso central. O sistema olfactivo principal é caracterizado pela capacidade de os neurónios olfactivos primárias (PON) para a auto-renovação ao longo da vida em espécies de mamíferos. Esta capacidade torna-se possível devido à presença de células estaminais neurais na OM. PON crescimento e rebrota da OM para OB é facilitada pelas células gliais especializadas chamadas células olfativas ensheathing (OECO). OECs são células da crista neural que criam um microambiente favorável para a neurogênese do PON da OM para OB 1. Deste modo, OECs pode ser encontrada na MO e no OB constituindo diferentes subpopulações de células de 2,3. As diferentes propriedades de OECs os cientistas levam a usá-los para transplantes celulares em vários paradigmas de lesão do sistema nervoso 4. De fato, OECO fatores de crescimento produção, reduzir a cicatrização glial, prrebrota axonal Omote, e pode se misturam livremente com os astrócitos 5,6. No entanto, a grande maioria destes estudos são baseados em lesão medular (LM); alguns deles usaram OECs após lesão do nervo periférico (PNI) 7,8.
Embora o sistema nervoso periférico tem uma grande capacidade de regeneração após a lesão do nervo, seções completas induzir aberrante rebrota axonal. De fato, após transecções completas do facial ou dos nervos recorrentes (NLR) axônios misrouted causar co-contrações musculares chamados sincinesias. Por isso, é de primordial importância para propor um modelo de PNI, não só para quantificar rebrota axonal, mas também para avaliar a eficiência das contrações musculares. Na literatura o modelo mais comum descrito é baseado em 9,10 lesão do nervo facial. Neste modelo, a uma avaliação funcional baseiam-se na recuperação de movimentos whisker 10. No entanto, é complicado para demonstrar a eficiência do movements e discriminar os fenômenos co-contrações musculares. Propomos aqui um modelo baseado em uma lesão do NLR. Este modelo permite avaliar não só a rebrota axonal e movimentos das cordas vocais, mas também a eficiência e funcionalidade desses movimentos após transplantes celulares 11,12. Este protocolo fornece um procedimento passo a passo para a cultura e transplante OECs do OM e OB em um modelo de seção NLR / anastomose e avaliar os animais após a cirurgia.
Protocol
Representative Results
Discussion
As técnicas apresentadas aqui fazer OECs um modelo útil para estudar transplantes celulares em modelos de lesão de nervos periféricos. O protocolo de cultura de células é relativamente simples e pode ser facilmente levada a cabo. Por outro lado, os procedimentos cirúrgicos, em particular o capítulo / anastomose da NLR, exigem experiência e devem ser realizadas por pessoal qualificado.
Os procedimentos descritos neste protocolo destacar fatores importantes para focar de forma a obter…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostariam de agradecer ADIR (Aide aux domicílio Insuffisants respiratoires) e Fondation de l'Avenir por seu apoio financeiro e ao Dr. Fanie Barnabé-Heider para a edição do manuscrito.
Materials
| DMEM/F12 | Invitrogen | E3521T |
| FBS | Invitrogen | E3387M |
| Penicilin/streptomycin | Invitrogen | 1152-8876 |
| HBSS | Invitrogen | M3467Y |
| Trypsin-EDTA | Invitrogen | M3513P |
| Cacodylate | Merck | 1.03256.0100 |
| DDSA | BIOVALLEY | 00563-450 |
| MNA | BIOVALLEY | 00886-450 |
| BDMA | BIOVALLEY | 00141-100 |
| POLYBED 812 | BIOVALLEY | 08791-500 |
| PE anti-mouse | BD Bioscience | 550589 |
| Matrigel GFR | BD Bioscience | 356231 |
| Collagenase A | Roche | 10103586001 |
| Mouse anti P75 | Chemicon | MAB 365 |
| 11.0 Wire | Ethicon | FG 2881 |
| Toluidine Blue | RAL DIAGNOSTICS | 361590-0025 |
| Centrifuge | Sigma | Sigma 2-16PK |
| Incubator | Thermo scientific | |
| Laminar flow hood | Faster | BH-EN 2003 S |
| Flow cytometer | BD Bioscience | FACSCalibur |
| Microscope | Zeiss | |
| Videolaryngoscope | Karl Storz Endoskope | Telecam SL NLSC 20212120 |
| Acquisition system | ADInstruments | Powerlab system |
| Pyramitome Ultramicrotomy System | Leica | Ultracut S |
| Image analysis system | Explora Nova | Mercator |
Referencias
- Barraud, P., et al. Neural crest origin of olfactory ensheathing glia. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 21040-21045 (2010).
- Guerout, N., et al. Comparative gene expression profiling of olfactory ensheathing cells from olfactory bulb and olfactory mucosa. Glia. 58, 1570-1580 (1002).
- Honore, A., et al. Isolation, characterization, and genetic profiling of subpopulations of olfactory ensheathing cells from the olfactory bulb. Glia. 60, 404-413 (2012).
- Franssen, E. H., de Bree, F. M., Verhaagen, J. Olfactory ensheathing glia: their contribution to primary olfactory nervous system regeneration and their regenerative potential following transplantation into the injured spinal cord. Brain Res. Rev. 56, 236-258 (2007).
- Lakatos, A., Franklin, R. J., Barnett, S. C. Olfactory ensheathing cells and Schwann cells differ in their in vitro interactions with astrocytes. Glia. 32, 214-225 (2000).
- Woodhall, E., West, A. K., Chuah, M. I. Cultured olfactory ensheathing cells express nerve growth factor, brain-derived neurotrophic factor, glia cell line-derived neurotrophic factor and their receptors. Brain Res. Mol. Brain Res. 88, 203-213 (2001).
- Dombrowski, M. A., Sasaki, M., Lankford, K. L., Kocsis, J. D., Radtke, C. Myelination and nodal formation of regenerated peripheral nerve fibers following transplantation of acutely prepared olfactory ensheathing cells. Brain Res. 1125, 1-8 (2006).
- Guerout, N., et al. Transplantation of olfactory ensheathing cells promotes axonal regeneration and functional recovery of peripheral nerve lesion in rats. Muscle Nerve. 43, 543-551 (2011).
- Guntinas-Lichius, O., et al. Transplantation of olfactory ensheathing cells stimulates the collateral sprouting from axotomized adult rat facial motoneurons. Exp. Neurol. 172, 70-80 (2001).
- Makoukji, J., et al. Lithium enhances remyelination of peripheral nerves. Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 109, 3973-3978 (2012).
- Guerout, N., et al. Co-transplantation of olfactory ensheathing cells from mucosa and bulb origin enhances functional recovery after peripheral nerve lesion. PloS one. 6, 22816 (2011).
- Paviot, A., et al. Efficiency of laryngeal motor nerve repair is greater with bulbar than with mucosal olfactory ensheathing cells. Neurobiol. Dis. 41, 688-694 (2011).
- Girard, S. D., et al. Isolating nasal olfactory stem cells from rodents or humans. J. Vis. Exp. , (2011).
- Nash, H. H., Borke, R. C., Anders, J. J. New method of purification for establishing primary cultures of ensheathing cells from the adult olfactory bulb. Glia. 34, 81-87 (2001).
- Bianco, J. I., Perry, C., Harkin, D. G., Mackay-Sim, A., Feron, F. Neurotrophin 3 promotes purification and proliferation of olfactory ensheathing cells from human nose. Glia. 45, 111-123 (2004).
- Paviot, A., Bon-Mardion, N., Duclos, C., Marie, J. P., Guerout, N. Although olfactory ensheathing cells have remarkable potential to sustain nerve regeneration, they cannot be applied to a severe vagus nerve section/resection model. Muscle Nerve. 43, 919-920 (2011).
