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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2021.tde-09032022-145041
Document
Author
Full name
Alessandro Gonzalez Torelli
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Barros Filho, Tarcisio Eloy Pessoa de (President)
Cristante, Alexandre Fogaça
Oliveira, Arnóbio Rocha
Teixeira, William Gemio Jacobsen
Title in Portuguese
Estudo experimental com avaliação funcional e imuno-histoquímica do efeito do monogangliosdeo G(M1) e da eritropoetina na lesão medular contusa em camundongos Balb/C
Keywords in Portuguese
Camundongos Balb C
Compressão da medula espinal
Eritropoetina
Gangliosídeo G(M1)
Medula espinal
Abstract in Portuguese
Após a lesão medular inicial, segue-se a necrose celular que, inicialmente, está restrita a essa área. À medida que eventos metabólicos e vasculares desencadeados pela lesão inicial vão somando-se a esse processo, tecidos intactos sofrem lesão secundária apoptótica. Dessa forma, a área de dano celular é ampliada e, consequentemente, o comprometimento neurológico e funcional desses pacientes é agravado. Os esforços terapêuticos nos casos de lesão medular têm se concentrado em reduzir a lesão secundária e em promover a regeneração axonal. Atualmente, porém, não há estratégias farmacológicas com benefício comprovado e aplicabilidade clínica no tratamento de pacientes acometidos por lesões medulares. Estudos realizados, a partir de lesão medular programada em modelos animais, têm sugerido que algumas drogas como a eritropoietina (EPO) e o gangliosídeo G(M1) demonstraram efeitos neuroprotetores e neurotróficos quando administrados imediatamente após a lesão. Neste estudo, estabeleceu-se como objetivo a avaliação desses possíveis efeitos funcionais e imuno-histoquímicos da (EPO) e do G(M1) tanto de forma isolada como combinada. Para tal, um modelo de lesão medular contusa foi reproduzido em camundongos Balb C, com o objetivo de avaliar desempenho dessas drogas em um modelo de pesquisa com cobaias que oferecem maior facilidade de manuseio, maior resistência e menor custo. Por sorteio, os 32 camundongos foram divididos em quatro grupos: grupo G(M1), composto por animais que sofreram lesão medular e administração de gangliosídeo G(M1) (30 mg/kg); grupo (EPO), composto por animais que sofreram lesão medular e administração de eritropoetina (1000 UI/kg); grupo combinado, composto por animais que sofreram lesão medular e administração concomitantemente de G(M1) e de eritropoetina (EPO); grupo salina, configurou o controle e foi composto por animais que sofreram lesão medular e que receberam injeção de solução salina (0,9%). Para todos os grupos, a administração das drogas foi via intraperitoneal e as lesões medulares experimentais foram provocadas pelo equipamento NYU-Impactor. Os animais foram avaliados segundo a escala BMS e MFS. Após a eutanásia, foi realizada a análise imuno-histoquímica do tecido medular proveniente da área da lesão. O grupo G(M1) apresentou melhor desempenho funcional em ambas as escalas, e o grupo com tratamento combinado apresentou desempenho funcional intermediário entre o grupo G(M1) e o grupo eritropoietina. O pior resultado foi o do grupo salina. A análise das medulas espinhais por imuno-histoquímica mostrou que o número e o comprimento de axônios mielinizados foram significativamente maiores no grupo da eritropoietina do que em qualquer outro grupo que sofreu intervenção (p < 0,01). Esta pesquisa mostrou que o G(M1) e a eritropoietina exercem efeitos terapêuticos na regeneração axonal em camundongos submetidos à lesão experimental da medula espinhal e que a administração de apenas G(M1) teve as pontuações mais altas nas escalas BMS e MFS
Title in English
An experimental study with functional and immunohistochemical assessments on the effect of monoganglioside GM1 and erythropoietin on spinal cord contusion injury in BALB/c mice
Keywords in English
Erythropoietin
G(M1) ganglioside
Mice BALB C
Spinal cord
Spinal cord compression
Abstract in English
After the initial spinal cord injury, cell necrosis follows, restricting initially to this area. As metabolic and vascular events triggered by the initial injury are added to this process, intact tissues suffer secondary, apoptotic injury. Thus, the area of cell damage is extended and, consequently, the neurological and functional impairment of these patients is aggravated. Therapeutic efforts in cases of spinal cord injury have focused on reducing secondary injury and promoting axonal regeneration. However, there are no pharmacological strategies with proven benefit and clinical applicability in treating patients affected by spinal cord injuries. Studies carried out from programmed spinal cord injury in animal models have suggested that some drugs such as erythropoietin (EPO) and ganglioside GM1 demonstrated neuroprotective and neurotrophic effects when administered immediately after the injury. This study aimed to evaluate these possible functional and immunohistochemical effects of EPO and GM1, alone and in combination. A model of spinal cord contusion injury was reproduced in BALB/c mice to evaluate the performance of these drugs in a research model that offer an ease handling, greater resistance, and lower cost. Thirty-two mice that suffered spinal cord injury were randomly divided into four groups: GM1 group, receiving standard ganglioside GM1 (30 mg/kg); EPO group, receiving erythropoietin (1000 IU/kg); combination group, receiving both drugs; and control group, receiving an injection of saline solution (0.9%). All animals were subjected to experimental spinal cord injury using the NYU Impactor device and received intraperitoneal treatment. The animals were evaluated according to the Basso Mouse Scale (BMS) and Hindlimb Mouse Function Score (MFS). After euthanasia, immunohistochemical analysis of the spinal cord tissue was performed. The group with the best functional performance on both scales was the GM1 group, and the combination group had intermediate functional performance between the GM1 and the EPO group. The worst result was the control group. Immunohistochemical analysis showed that the numbers and the length of myelinated axons were significantly greater in the EPO group than in any other intervention group (p < 0.01). This research showed that GM1 and erythropoietin have therapeutic effects on axonal regeneration in mice subjected to experimental spinal cord injury and administration of GM1 alone had the highest scores on the BMS and MFS scales
 
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Publishing Date
2022-03-25
 
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