La combinación de injerto de nervio periférico y la matriz de modulación para la Reparación de médula espinal de ratas lesionados
Summary
La lesión traumática de la médula espinal interrumpe la comunicación con el cerebro. Para restaurar la pérdida de conectividad que utilizan un injerto de nervio periférico para proporcionar un sustrato para la regeneración de las fibras en combinación con factores neurotróficos y las enzimas de la matriz de modulación, para eliminar las moléculas inhibidoras para promover el crecimiento de larga distancia.
Abstract
La lesión traumática de la médula espinal (SCI) causa la muerte de las neuronas, las disfunciones motoras y las fibras nerviosas sensoriales (axón) y la interrupción de las vías de comunicación con el cerebro. Uno de los objetivos de nuestra investigación es el de promover la regeneración axonal para restaurar la conectividad a través del sitio de la lesión. Para lograr esto, hemos desarrollado un nervio periférico (PN) injerto técnica en los segmentos de nervio ciático son colocados directamente entre los extremos dañados de la médula espinal o se utilizan para formar un puente a través de la lesión. Hay varias ventajas de este enfoque en comparación con el trasplante de otros tejidos neurales, la regeneración de los axones pueden ser dirigidos hacia un área específica, el número y el origen de la regeneración de los axones se determina fácilmente por técnicas de trazado, el injerto se puede utilizar para experimentos electrofisiológicos para medir recuperación funcional asociado con los axones en el injerto, y es posible utilizar un nervio autólogo para reducir la posibilidad de rechazo del injerto. En nuestro laboratorio hemos llevado a cabo tanto autólogos (donante y receptor son el mismo animal) y heteróloga (donante y receptor son diferentes animales) injertos con resultados comparables. Este enfoque ha sido utilizado con éxito en situaciones de lesiones agudas y crónicas. Axones regenerados que llegan al extremo distal del injerto PN a menudo no se extienden a la médula espinal, por lo que utilizar microinyecciones de condroitinasa para degradar moléculas inhibidoras asociados con el tejido de la cicatriz que rodea el área de la lesión medular. Al mismo tiempo, nos han revelado que el crecimiento exógeno y las moléculas tróficas estimula la regeneración axonal ya distancia en la médula espinal. Varios meses después del trasplante que realizamos una serie de pruebas anatómicas, de comportamiento y electrofisiológicos para evaluar la recuperación de la función en los animales de la médula espinal lesionada. Este enfoque experimental ha sido utilizado con éxito en varios modelos de lesión medular, en los diferentes niveles de lesiones y en diferentes especies (ratones, ratas y gatos). Es importante destacar que el enfoque de injerto de nervio periférico es eficaz para promover la regeneración de las neuronas aguda y crónica heridos.
Protocol
Discussion
- Para la reproducibilidad del experimento es importante que el nivel de lesión de la médula espinal ser consistentes de un animal a otro. Por lo tanto, es fundamental que el proceso adecuado para laminectomía vertebral ser identificado. Debido a que estamos usando un modelo de lesión o hemisección sección transversal de este estudio no hay ambigüedad sobre el tamaño de la lesión o si determinadas extensiones espinal se lesiona o salvado.
- Es necesario que los nervios periféricos se pre-degenerado antes del trasplante,…
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por el NIH / NINDS subvenciones NS26380 y NS55976, la Fundación Christopher y Dana Reeve y el Fondo de Daniel Heumann para la Investigación de la Médula Espinal. La Drexel University College de Medicina de la columna vertebral Centro de Investigación de cable proporciona apoyo a las estructuras básicas utilizadas para completar este trabajo.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 10-0 silk suture | ArosSurgical | T5A10N10 | ||
| 6-0 silk suture | McKesson | 2693 | ||
| Ampicillin | McKesson | 483549 | ||
| Antibody to cFos | Sigma-Aldrich | F7799 | ||
| Biotinylated dextran Amine | Invitrogen | D7135 | ||
| Buprenorphin (.3mg/ml) | McKesson | 12496075701 | ||
| Chondroitinase ABC | Associates of Cape Cod | 100332-1A | ||
| Euthasol | Webster Veterinary | 07-805-9296 | ||
| Hanks Balanced Salt Solution | Cellgro | 21-021-CV | ||
| Isoflurane | Henry Schein | 209-1966 | ||
| Michel Wound Clips | Fine Science Tools | 12040-02 | ||
| Neurotrace Kit | Invitrogen | N7167 | ||
| True Blue | Sigma-Aldrich | T5891 | ||
| Xenodine | Webster Veterinary | 92201 | ||
| Hot Bead Sterilizer | Fine Science Tools | |||
| Forced Exercise Wheel | Lafayette Instruments | |||
| TreadScan System | Clever System | |||
| Infinite Horizon Impact Device | Precision Systems and Instrumentation | |||
| Magnetic Stimulation Device | MagStim Inc. |
References
- Houle, J. D. Demonstration of the potential for chronically injured neurons to regenerate axons into intraspinal peripheral nerve grafts. Exp. Neurol. 113, 1-9 (1991).
- Ye, J. H., Houle, J. D. Treatment of the chronically injured spinal cord with neurotrophic factors can promote axonal regeneration from supraspinal neurons. Exp. Neurol. 143, 70-81 (1997).
- Houle, J. D., Tom, V., Mayes, D., Wagoner, G., Phillips, N., Silver, J. Combining an autologous peripheral nerve bridge and matrix modification by chondroitinase allows robust functional regeneration across a hemisection lesion of the adult rat spinal cord. J. Neurosci. 26, 7405-7415 (2006).
- Tom, V., Houle, J. D. Intraspinal microinjection of chondroitinase ABC following injury promotes axonal regeneration out of a peripheral nerve graft. Exp. Neurol. 211, 315-319 (2008).
