El uso sinérgico de las células precursoras neuronales y Péptidos de autoensamblaje en Experimental cervical Lesión de la Médula Espinal
Summary
Treating cervical spinal cord injury with both self-assembling peptides (SAP) and neural precursor cells (NPC), together with growth factors, is a promising approach to promote regeneration and recovery. A contusion/compression aneurysm clip rat model of cervical SCI and combined treatment involving SAP injection and NPC transplantation is established.
Abstract
Lesiones de la médula espinal (SCI) causan deterioro neurológico grave y las consecuencias psicológicas, económicas y sociales para los pacientes y sus familias. Clínicamente, más de 50% de SCI afecta a la columna cervical 1. Como consecuencia de la lesión primaria, una cascada de mecanismos secundarios incluyendo la inflamación, apoptosis, y la desmielinización se producen finalmente conduce a la cicatrización de tejidos y el desarrollo de cavidades intramedulares 2,3. Ambos representan barreras físicas y químicas en el trasplante de células, la integración, y la regeneración. Por lo tanto, la configuración del entorno inhibitorio y la reducción de cavidades para crear un medio de apoyo para el trasplante de células y la regeneración es un objetivo terapéutico prometedor 4. Aquí, se describe un modelo de contusión / compresión del SCI cervical usando un clip de aneurisma. Este modelo es más clínicamente relevante que otros modelos experimentales, ya que la transección completa o rupturas del cable son raros. También en COMPARACIÓNn para el modelo de caída de peso, que, en particular, el daño de las columnas dorso, la compresión circunferencial de la médula espinal parece ventajoso. Fuerza de cierre de clip y la duración se puede ajustar para lograr gravedad de la lesión diferente. Un muelle de anillo facilita la calibración precisa y la constancia de la fuerza clip. En condiciones fisiológicas, los péptidos de autoensamblaje sintéticos (SAP) auto-ensamblarse en nanofibras y, por tanto, están haciendo un llamado para la aplicación en SCI 5. Ellos pueden ser inyectados directamente en la lesión minimizar daños en el cable. PAE son estructuras biocompatibles erigir andamios para colmar cavidades intramedulares y, por tanto, equipar el cable dañado por tratamientos regenerativos. K2 (QL) 6K2 (QL6) es una novela SAP introducido por Dong et a l. 6 En comparación con otros péptidos, QL6 auto-ensambla en β-hojas a pH neutro 6 0,14 días después de la lesión, después de la fase aguda, los PAE se inyectan en el centro de la lesión y las células precursoras neurales (NPC) son injected en columnas dorsales adyacentes. Con el fin de apoyar la supervivencia celular, el trasplante se combina con la administración subdural continua de factores de crecimiento por medio de bombas micro osmóticos para 7 días.
Introduction
Más del 50% de las lesiones de la médula espinal están relacionadas con la columna cervical. En el contexto clínico dos principales mecanismos fisiopatológicos se describen: la contusión inicial de la médula espinal y posteriormente, la compresión en curso causada por fracturas de huesos, hemorragias o inflamación del tejido.
El clip de aneurisma imita contusión modelo / compresión de ambos mecanismos fisiopatológicos: rompiendo el clip produce una contusión y la duración de recorte representa el componente de compresión, admitiendo que la compresión en entornos clínicos causados por fracturas de huesos, hemorragias o hinchazón de los tejidos última significativa más tiempo. El clip de aneurisma utilizado es modificado por un resorte anillo garantizando la fuerza exacta y reproducible de recorte. Sobre todo en comparación con el hemi-transección o el modelo de contusión, este clip de aneurisma imita modelo mejores entornos clínicos. Mientras que los pacientes con lesiones torácicas sufren de paraplejía, la mayoría de los pacientes con inj cervicaluries son tetrapléjico y completamente dependiente. La estructura anatómica de la médula cervical, sin embargo, muestra diferencias significativas en comparación con el dorsal o lumbar, y por lo tanto, se trata en particular, en este protocolo.
El desarrollo de cavidades intramedulares y cicatrices en los tejidos son obstáculos para la recuperación y regeneración. Para superar estas barreras el uso de material de soporte es un enfoque prometedor. Péptidos de autoensamblaje pueden inyectarse directamente en el epicentro de la lesión. Allí se ensamblan para formar andamios nano-fibra puente de la cavidad y mejorar el medio ambiente inhibitorio al reducir la inflamación y cicatrización de los tejidos. Mientras que los materiales rígidos causan un daño considerable de la médula espinal durante la implantación, los péptidos de fluidos pueden ser inyectados de forma segura y sin daño adicional grave.
La mejora del entorno inhibitorio con péptidos auto-montaje antes del trasplante de células madre, por lo tanto, apoyar la celda iNTEGRACIÓN, la diferenciación y, finalmente, la recuperación funcional, después de la lesión de la médula espinal cervical.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo ha sido desarrollado para permitir al lector a realizar un modelo de lesión cervical en ratas y de utilizar un enfoque de tratamiento combinado con programas de ajuste estructural y NPCs que promueven una mejor recuperación después de la lesión cervical.
En particular, en comparación con otros modelos de trauma cervical, como la (hemi) -transection modelo o los modelos de caída de peso y de concusión, el modelo de clip contusión / compresión representa tanto principal…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nos gustaría agradecer el apoyo financiero para este trabajo de los Institutos Canadienses de Investigación en Salud (CIHR), la Fundación Krembil Familia, el Presidente Halbert en Neural Repair and Regeneration, Phillip y Peggy DeZwirek, y Gordon Yao por la contribución a la figura 2 . Klaus Zweckberger fue financiado por una beca de la "Deutsche Forschungsgesellschaft" (DFG).
Materials
| Name | Company |
| Aneurysmal clip | SharpTech |
| Surgical microscope | Leica |
| Micro injection system | World Precision Instruments, Inc. |
| Small animal stereotaxic instrument | David Kopf Instruments |
| Hamilton syringe | Hamilton company |
| Subdural pumps | Alzet osmotic micro pump 1007D |
| Surgical instrument | Fine Science tools |
| Isoflurane USP | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. |
| 0.9% Sodium Chloride injection USP | Baxter |
| 7.5% Povidone iodine | Purdue Pharma |
| 70% Isopropyl alcohol USP | GreenField Ethanol Inc. |
| QL6 SAP | Covidien |
| 0.4% Trypan blue | Gibco |
| Platelet-Derived Growth Factor (PDGF) | Sigma |
| Epidermal Growth Factor (EGF) | Sigma |
| Fibroblast Growth Factor (FGF) | Sigma |
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