Léčba míšního poranění s využitím kmenových buněk a modifikovaných biomateriálů

Abstract

Progress in experimental treatments of spinal cord injury (SCI) utilizing growth factors, stem cells and biomaterials has revealed the pathological mechanizms of the secondary processes and demonstrated the potential of combined therapy for future clinical treatment. The mobilization of bone marrow by the combined application of Flt3 ligand and G-CSF diminishes astrogliosis and increases axonal sprouting and thus leads to more pronounce spinal tissue sparing and neurological improvement when compared with single treatments. All types of stem cells used in this study significantly decreased the locomotor deficit after SCI. The most noticeable impact was observed in the NP-iPS treated group, especially due to their long term survival, interaction with host tissue, their impact on glial scarring and modulation of the immune response. MSCs, despite their short lifetime, decrease the immune response after SCI and modulate glial scar formation. The lowest effectivity on locomotor recovery after SCI was demonstrated by fetal spinal progenitors, which were not capable of sufficient integration into the host tissue, even though they showed long-term survival and differentiation. The methods used to prepare methacrylate based hydrogels have a significant impact on the adhesion, growth and survival of MSC...

Souhrn Pokrok v experimentálních terapiích využívajících růstových faktorů, kmenových buněk a biomateriálů v léčbě poškozené míchy, významně přispívá k poznání problematiky míšního poranění a k tvorbě možné budoucí kombinované terapie. Mobilizace kostní dřeně pomocí kombinace Flt3 ligandu a G-CSF snižuje astrogliózu a zvyšuje axonální sprouting, což vede k výraznějšímu zachování míšní tkáně a zlepšení neurologického deficitu ve srovnání s jednotlivými terapiemi. Všechny testované typy kmenových buněk izolovaných z různých zdrojů významně snižují lokomoční deficit způsobený míšním poraněním. Nejvýraznější vliv na navrácení lokomočních schopností byl pozorován u NP-iPS buněk a to především díky jejich dlouhodobému přežívání, interakcí s tkání příjemce, snižováním gliové jizvy a modulací imunitní odpovědi. MSC, přes jejich krátkou dobu přežití, snižují hladiny prozánětlivých cytokinů a modulují gliovou jizvu. Nejmenší vliv na motoriku po míšním poranění vykázaly fetální spinální progenitory, které se i přes dlouhodobé přežití a diferenciaci nebyly schopné dostatečně integrovat do tkáně příjemce. Způsob přípravy hydrogelů na bázi metakrylátu významně ovlivňuje adhezi, růst a přežití MSC in vitro a in vivo. Na hydrogelech připravených vymývaním pevného porogenu s povrchovou modifikací kladným nábojem (MOETACl)...