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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.5.2023.tde-23102023-120754
Documento
Autor
Nombre completo
Gustavo Bispo dos Santos
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2023
Director
Tribunal
Cristante, Alexandre Fogaça (Presidente)
Marcon, Raphael Martus
Souza, Fabiano Inácio de
Torelli, Alessandro Gonzalez
 
Título en portugués
Estudo do uso de células-tronco de linhagem neuronal em modelo experimental de lesão medular aguda
Palabras clave en portugués
Células-tronco neurais
Transplante de células
Traumatismos da Medula Espinal
Resumen en portugués
Introdução: A lesão da medula espinal é um grande problema de saúde pública com complicações clínicas e psicológicas devastadoras relacionadas à disfunção neuronal sensorial, motora e autônoma. Embora a laminectomia seja o procedimento cirúrgico padrão-ouro para descomprimir o canal medular, ele demonstra melhora clínica limitada em pacientes com medula espinal contusa ou seccionada. Portanto, várias abordagens têm sido estudadas para melhorar seu resultado clínico. Modelos experimentais de lesão medular têm sido utilizados ao entendimento da regeneração e reorganização promovida por diferentes tipos de terapias adjuvantes, farmacológicas ou pela aplicação de suportes químicos ou biológicos (scaffolding), fatores de crescimento e células-tronco. O modelo da contusão da medula espinal em ratos pela queda de peso (NYU-Impactor) foi anteriormente padronizado e validado por nosso grupo de pesquisa através da escala de avaliação motora Basso, Beattie e Bresnahan (BBB), consistindo hoje importante alicerce para pesquisas. Objetivos: O objetivo deste estudo foi avaliar, em período pós-operatório de seis semanas, a função motora de ratos que tiveram uma contusão moderada da medula espinal torácica (T8T9), seguida imediatamente de enxerto de células-tronco neurais de telencéfalo de rato neonato não diferenciadas ou 24 horas após início de tratamento para diferenciação neuronal. E como objetivo secundário o teste do scaffolding Matrigel® em associação às células. Métodos: Foram utilizados 60 animais divididos aleatoriamente em seis grupos, submetidos a laminectomia, sendo três grupos controle e três grupos experimentais. Associaram-se os seguintes procedimentos por grupo: (1) lesão medular, (2) lesão medular e meio de diferenciação neuronal em Matrigel® (veículo), (3) nenhum outro procedimento (sham), (4) lesão medular e células não diferenciadas em meio de diferenciação neuronal, (5) lesão medular e células não diferenciadas em veículo, e (6) lesão medular e neuroesferas não diferenciadas incubadas em veículo por 24 horas. Todos os animais foram submetidos à avaliação comportamental motora pela escala BBB em dois momentos: treinados previamente à intervenção cirúrgica e posteriormente semanalmente durante seis semanas. Após seis semanas, os animais foram submetidos ao sacrifício indolor e tiveram suas medulas ressecadas do segmento vertebral (T3L3). As medulas foram submetidas à fixação e, posteriormente, seções longitudinais e coloração com hematoxilina-eosina. Foram avaliados necrose, infiltrado celular, degeneração, hiperemia e hemorragia. Resultados: Como esperado, a laminectomia por si não afetou a função motora (grupo 3, sham). À avaliação no segundo dia pós-operatório, animais dos demais grupos apresentaram grave comprometimento da função motora conforme a escala BBB. A partir do final da quarta semana do período pós-operatório, houve melhora significativa na função motora de ratos com contusão moderada da medula espinal de todos os grupos. Nos grupos que receberam Matrigel®, com ou sem células de neuroesferas não diferenciadas, esta melhora foi significante de forma mais precoce, a partir do final da segunda semana pós-operatória. Dentre os cinco grupos cujos animais foram submetidos a laminectomia e lesão medular, animais que receberam Matrigel® e células-tronco neurais indiferenciadas (grupo 5) apresentaram escores mais elevados na escala BBB. A diferença entre pontuações BBB do final do período pós-operatório e o final da terceira semana foi superior para os animais do grupo 5 em relação a qualquer outro grupo. Os parâmetros histológicos não diferiram significativamente entre grupos. Conclusão: A melhora funcional motora em ratos com lesão contusa em T8T9 da medula espinal foi mais significativa quando Matrigel® foi combinado a células não diferenciadas de neuroesferas no enxerto imediatamente após lesão
 
Título en inglés
Use of neural stem cells in a spinal cord injury experimental model
Palabras clave en inglés
Cell transplantation
Neural stem cells
Spinal cord injuries
Resumen en inglés
Introduction: Spinal cord injury is a major public health issue with devastating clinical and psychological complications related to neurosensory, motor, and autonomic dysfunction. Although laminectomy is the gold standard surgical procedure to decompress the spinal cord, it shows limited clinical improvement in patients with contused or severed spinal cord. Therefore, various approaches have been studied to improve its clinical outcome. Experimental models have been used to understand the regeneration and reorganization promoted by different types of adjuvant therapies, pharmacological or by applying chemical or biological supports (scaffolding), growth factors, and stem cells. The spinal cord contusion model in rats by weight drop (NYU-Impactor) was previously standardized and validated by our research group through the Basso, Beattie, and Bresnahan (BBB) motor assessment scale, consisting today's important foundation for research. Objectives: The aim of this study was to evaluate, in a six-week postoperative period, the motor function of rats that had a moderate contusion of the thoracic spinal cord (T8T9), followed immediately by grafting of neural stem cells from undifferentiated neonate rat or 24 hours after initiation of treatment for neuronal differentiation. And as a secondary objective, the testing of Matrigel® scaffolding in association with the cells. Methods: Sixty animals were used, randomly divided into six groups, submitted to laminectomy, three control, and three experimental groups. The following procedures were associated per group: (1) spinal cord injury, (2) spinal cord injury and medium of neuronal differentiation in Matrigel® (vehicle), (3) no other procedure (sham), (4) spinal cord injury and undifferentiated cells in medium of neuronal differentiation, (5) spinal cord injury and undifferentiated cells in vehicle, and (6) spinal cord injury and undifferentiated neurospheres incubated in vehicle for 24 hours. All animals underwent motor behavioral assessment by the BBB scale at two-time points: trained before surgical intervention and then weekly after that for six weeks. After six weeks, the animals were submitted to painless sacrifice and had their marrows resected from the vertebral segment (T3L3). The marrows were subjected to fixation and, subsequently, longitudinal sections and stained with hematoxylin-eosin. Necrosis, cellular infiltrate, degeneration, hyperemia, and hemorrhage were evaluated. Results: As expected, laminectomy alone did not affect motor function (group 3, sham). At evaluation on the second postoperative day, animals in the other groups showed severe impairment of motor function according to the BBB scale. From the end of the fourth week of the postoperative period, there was a significant improvement in motor function with moderate spinal cord contusion from all groups. In the groups that received Matrigel®, with or without non-differentiated neurosphere cells, this improvement was significant earlier, starting at the end of the second postoperative week. Among the five groups whose animals underwent laminectomy and spinal cord injury, animals that received Matrigel® and undifferentiated neural stem cells (group 5) showed higher BBB scores. The difference between BBB scores from the end of the postoperative period and the end of the third week was higher for animals in group 5 than any other group. Histological parameters did not differ significantly among the groups. Conclusion: Motor function improvement in rats with spinal cord contusion (T8T9) was most significant when Matrigel® was combined with undifferentiated neurosphere cells in the graft immediately after injury
 
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Fecha de Publicación
2023-11-08
 
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