The use of adult stem cells and hydrogels in the treatment of spinal cord injury

Abstract

Treatment of acute SCI with stem cells isolated from adult tissues can be used to enhance functional recovery even in the absence of combinatorial treatments. In chronic spinal cord lesions where a significant amount of nervous tissue is atrophied or absent, using natural or synthetic scaffolds (e.g., hydrogels) to deliver cells and bridge the lesion is a promising approach. SCI was studied in adult male Wistar rats using a balloon compression lesion at the Th8-9 level. To study the effects of cell transplantation on subacute SCI, suspensions of selected GFP+ cells (OEGs, OEGs-BMSCs, BMSCs, ADSCs and pADSCs,) were grafted into the lesion one week after SCI. In chronic SCI, grafts of HPMA hydrogels and HPMA hydrogels seeded with BMSCs were implanted and subsequently evaluated in terms of their integration and ability to bridge the lesion. These implantations were performed 5 weeks after SCI. Prior to transplantation, ADSCs were predifferentiated in vitro to analyze their neural differentiation capabilities. Motor improvement was assessed using the Basso, Beatie and Bresnahan locomotor test (BBB test), while sensory improvement was analyzed using the plantar test. The level of integration and differentiation of the grafts was histologicaly evaluated. The manipulation of ADSCs in vitro demonstrated...

SOUHRN Léčba akutního poranění míchy (SCI) pomocí kmenových buněk izolovaných z dospělých tkání může zlepšit funkční zotavení i bez kombinovaných terapií. U chronických lézí míchy, kde došlo k významné atrofii nebo ztrátě nervové tkáně, je slibným přístupem využití přírodních nebo syntetických nosičů (např. hydrogelů) pro dopravu buněk a překlenutí poškozené oblasti. Poranění míchy bylo studováno na dospělých samcích potkanů kmene Wistar, u nichž bylo poranění způsobeno balónkovou kompresí na úrovni Th8-9. Pro zkoumání účinku transplantace buněk u subakutního poranění míchy byly týden po poranění do míšního poškození implantovány suspenze vybraných GFP+ buněk (OEGs - gliové buňky čichového nervu, OEGs-BMSCs - kombinace OEG a kmenových buněk kostní dřeně, BMSCs - kmenové buňky kostní dřeně, ADSCs - kmenové buňky z tukové tkáně a pADSCs - předdiferencované ADSCs). U chronického SCI byly implantovány HPMA hydrogely a hydrogely osídlené BMSCs a následně hodnoceny z hlediska integrace a schopnosti překlenout poškozenou oblast. Tyto implantace byly provedeny 5 týdnů po poranění. Před transplantací byly ADSCs předdiferencovány in vitro za účelem analýzy jejich schopnosti nervové diferenciace. Zlepšení motoriky bylo hodnoceno pomocí lokomočního testu podle Bassa, Beatieho a Bresnahana (BBB test), zatímco senzorické...