Search

Spinal cord injury (SCI) affects 1.3 million North Americans, with more than half occurring after trauma. In Brazil, few studies have evaluated the epidemiology of SCI with an estimated incidence of 16 to 26 per million per year. The final extent of the spinal cord damage results from primary and secondary mechanisms that start at the moment of the injury and go on for days, and even weeks, after the event. There is convincing evidence that hypotension contributes to secondary injury after acute SCI. Surgical decompression aims at relieving mechanical pressure on the microvascular circulation, therefore reducing hypoxia and ischemia. The role of methylprednisolone as a therapeutic option is still a matter of debate, however most guidelines do not recommend its regular use. Neuroprotective therapies aiming to reduce further injury have been studied and many others are underway. Neuroregenerative therapies are being extensively investigated, with cell based therapy being very promising. RESUMO O traumatismo raquimedular (TRM) afeta 1.3 milhão de norte americanos, sendo mais da metade secundário a trauma.No Brasil, pouco estudos avaliaram sistematicamente a epidemiologia do TRM, mas estima-se uma incidência de 16 a 26 por milhão por ano. A extensão final do dano medular é resultante de mecanismos primários e secundários, que começam no momento do evento e prosseguem por dias e até semanas seguintes. Há fortes evidências de que a hipotensão contribua para danos secundários pós TRM. A cirurgia descompressiva visa a aliviar a compressão mecânica sobre a microcirculação, assim reduzindo isquemia e hipóxia. O papel da metilprednisolona no tratamento de pacientes com TRM é controverso, não sendo recomandada pela maior parte das diretrizes atuais. Terapias neuroprotetoras visando a reduzir injúria adicional foram e vêm sendo estudadas. Terapias neurorregenerativas estão sob investigação ampla, sendo a terapia celular uma forte promessa.

A lesão medular (LM) é uma patologia incapacitante que resulta em déficits sensoriais e motores. No Brasil, a incidência anual é de 30 novos casos de lesão medular a cada 1 milhão de indivíduos e, infelizmente, a LM permanece sem um tratamento eficaz. Células-tronco derivadas do dente decíduo humano estão entre as potenciais fontes de células-tronco para transplante após a lesão medular, cujo objetivo é de promover a proteção ou a recuperação da lesão na medula espinal. Buscou-se nesta tese avaliar os efeitos do transplante, uma hora após a lesão, das células tronco de dente decíduo humano (SHED) no período agudo, subagudo e crônico sobre a neuroproteção, proteção tecidual e recuperação funcional em ratos Wistar submetidos à lesão medular por contusão. Os principais objetivos foram: a) investigar os efeitos do transplante das SHED sobre a recuperação funcional, volume da lesão e morte neuronal; b) verificar os efeitos do transplante sobre as células progenitoras, formação da cicatriz glial e modificações astrocitárias após o modelo de contusão medular Observou-se a melhora na recuperação funcional, redução do volume da lesão e morte neuronal na medula espinal dos animais que receberam o transplante de SHED após a lesão medular. As SHED aumentam o número de células precursoras na medula espinal, no período subagudo, reduzem a expressão da proteína fibrilar glial ácida (GFAP) e aumentam a expressão do canal retificador de influxo de potássio 4.1, ambas proteínas astrocitárias. Concluímos que o transplante de células-tronco derivadas do dente decíduo humano após a lesão medular promove a recuperação funcional a partir do efeito neuroprotetor iniciado na fase aguda, confirmado pelo maior número de neurônios motores presentes seis semanas após a contusão. As SHED são capazes de aumentar o número de células precursoras e de produzir modificações astrocitárias na medula espinal de ratos lesados na fase subaguda, reduzindo a formação da cicatriz glial. Spinal cord injury (SCI) is a disabling condition that results in sensory and motor deficits. The estimated annual incidence in Brazil is of 30 new cases of spinal cord injury per 1 million of individuals; unfortunately SCI remains without an effective treatment. Stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) are one among potential sources of stem cells for transplantation after spinal cord injury in order to promote protection or tissue and functional recovery after spinal cord injury. The aim of this Thesis was to evaluate the effects of stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) transplantation, one hour after lesion, in the acute, subacute and chronic phases on neuroprotection, tissue protection and functional recovery in Wistar rats submitted to spinal cord injury by contusion The main goals were: a) to investigate the effects of SHED transplantation on functional recovery, lesion volume, and neuronal death; b) to verify the effects of the transplantation on the progenitor cells number, glial scar formation and astrocytic modifications after spinal cord contusion. Improvement of functional recovery, reduction of lesion volume and neuronal death were observed in the spinal cord of animals submitted to spinal cord injury and SHED transplantation. SHEDs increased the number of precursor cells in the spinal cord in the subacute period, reduced the expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and increased the expression of the potassium influx rectifier channel 4.1, both astrocyte proteins. We conclude that transplantation of stem cells from human exfoliated deciduous teeth after spinal cord injury promotes functional recovery from the neuroprotection effect, which starts in the acute phase and is confirmed six weeks after the contusion with a higher number of motor neurons in the ventral horn of spinal cord. SHEDs are able to increase the number of precursor cells and produce astrocyte modifications in the spinal cord of injured rats in the subacute phase, reducing glial scar formation.

OBJECTIVES: To determine whether the intervention in rats is effective in terms of spinal cord regeneration and locomotor recovery, in order to obtain sufficient evidence to apply the therapy in humans. METHODS: a randomized, controlled, experimental, prospective, randomized trial was conducted, with a sample of 15 adult female Sprague-Dawley rats weighing 250 gr. They were divided into three equal groups, and trained for 2 weeks based on Pavlov's classical conditioning method, to strengthen the muscles of the 4 legs, stimulate the rats mentally, and keep them healthy for the surgery. RESULTS: It was observed that implantation of these cells into the site of injury may be beneficial to the process of spinal cord regeneration after spinal trauma, to mediate secretion of neurotrophic and neuroprotective chemokines, and that the OECs have the ability to bridge the repair site and decrease the formation of gliosis, creating a favorable environment for axonal regeneration. CONCLUSION: It is emphasized that the olfactory ensheathing glial cells possess unique regenerative properties; however, it was not until recently that the activity of promoting central nervous system regeneration was recognized. OBJETIVOS: Verificar se intervenção em ratos tem eficácia comprovada na regeneração medular e na recuperação locomotora, visando obter evidência suficiente para aplicar a terapia ao ser humano. MÉTODOS: Estudo prospectivo experimental controlado e randomizado, com amostra de 15 ratas Sprague-Dawley adultas pesando 250 gramas. Os indivíduos foram divididos em três grupos que foram treinados durante 2 semanas pelo método de Pavlov de condicionamento clássico, de modo a fortalecer os músculos das quatro patas, estimular os animais mentalmente e mantê-los saudáveis para a cirurgia. RESULTADOS: Constatou-se que a implantação dessas células no local da lesão pode ser benéfica para o processo de regeneração medular depois do trauma, visto que medeia secreção de quimiocinas neurotróficas e neuroprotetoras; da mesma maneira que as células olfatórias da glia (OEC) têm a capacidade de fazer ponto no local do reparo e de diminuir a formação de gliose, criando ambiente propício para a regeneração axonal. CONCLUSÃO: Cabe destacar que as células olfatórias da glia têm propriedades regeneradoras únicas, porém, apenas recentemente sua atividade promotora de regeneração do sistema nervoso central foi reconhecida. OBJETIVOS: Si la intervención en ratas prueba su efectividad respecto a la regeneración medular y la recuperación locomotora con el fin de obtener evidencia suficiente para aplicar la terapia en humanos. MÉTODOS: Se realizóun estudio prospectivo experimental controlado aleatorizado, donde se incluyóuna muestra de 15 ratas adultas hembras Sprague-Dawley de 250 gr. Se dividieron por tercias las cuales se entrenaron durante 2 semanas en base al método de Pavlov de condicionamiento clásico con el fin de fortalecer los músculos de las 4 patas, estimularlas anímicamente y mantenerlas saludables para el acto quirúrgico. RESULTADOS: Se ha observado que el implante de estas células en el sitio de la lesión, puede resultar benéfico para el proceso de regeneración medular después del trauma al mediar la secreción de quimiocinas neurotróficas y neuroprotectoras, asímismo las OECs poseen la habilidad de puentear el sitio de reparación y disminuir la formación de gliosis creando un ambiente permisivo para la regeneración axonal. CONCLUSIÓN: Cabe destacar que las células de la glia olfatoria poseen propiedades regeneradoras únicas, sin embargo no fue sino hasta hace poco que su actividad promotora de regeneración del sistema nervioso central se reconoció.

A lesão medular é considerada uma patologia incapacitante, para a qual até o momento não há tratamento eficaz. A lesão medular resulta em perda de tecido, incluindo tratos de fibras mielinizadas que carregam informações motoras e sensoriais. Além dos déficits sensitivos e motores, existem as alterações viscerais e tróficas relacionadas com o nível da lesão e o tipo de lesão. O treino locomotor em esteira e o transplante de células-tronco têm sido utilizados como estratégias de recuperação no intuito de otimizar a recuperação da lesão medular experimental em ratos, porém, vêm sendo abordadas separadamente. O objetivo deste estudo é avaliar a eficácia do treino locomotor em esteira, do transplante de células-tronco mesenquimais de dente decíduo humano (SHEDs), e da combinação entre os tratamentos avaliando a recuperação da função motora e a regeneração medular após a lesão medular traumática em ratos Wistar machos utilizando o equipamento NYU Impactor. Os objetivos específicos foram comparar os efeitos do transplante de SHEDS com o treino locomotor em esteira e a combinação entre os tratamentos quanto à recuperação da função motora e histológica; demonstrar a possível diferenciação das SHEDs transplantadas, bem como a sua integração no tecido da medula lesada. Os resultados obtidos demonstram que o transplante de SHEDs e a combinação entre os tratamentos favorece a recuperação da função motora após a lesão medular em ratos Wistar, enquanto apenas o tratamento com o treino locomotor não se mostra eficaz. Observamos neuroproteção do tecido medular evidenciada pela redução da cavidade cística nos animais tratados com a combinação de transplante de SHEDs e o treino locomotor. Houve redução da cicatriz glial e aumento na expressão de neurofilamento médio (NF-M) no grupo SHEDs. As células transplantadas sobreviveram e se integraram ao tecido, não havendo indícios de diferenciação em astrócitos e/ou neurônios. Houve um aumento na cicatriz glial no grupo lesão e no grupo lesão tratado com treino locomotor, associado a maiores áreas de cavidade cística e baixa expressão de NF-M. A partir de nossos resultados, podemos concluir que o transplante de SHEDs, assim como a combinação entre transplante de SHEDs e treino locomotor, promovem a recuperação da função motora após lesão medular por contusão. Apesar da sobrevivência e integração das SHEDs ao tecido, não houve diferenciação em astrócitos e/ou neurônios. Apenas o transplante celular foi capaz de reduzir a cicatriz glial e manter a expressão de neurofilamento. Spinal cord injury is a disabling traumatic condition and available therapeutic approaches are poorly effective. Spinal cord injury results in loss of tissue, including myelinated fiber tracts that carry sensory and motor information. In addition to motor and sensory deficits, there are visceral and trophic changes related to the level of injury and type of injury. In the search for new treatments, stem cells transplants and treadmill training have been studied separately to minimize spinal injury in experimental rats. The objective of this study is to evaluate the effectiveness of treatments between treadmill training, the transplantation of human exfoliated deciduous teeth (SHEDs), and the combination of treatments for functional recovery and regeneration of injured spinal cord in an experimental model of contusion spinal cord injury in rats Wistar reproduced by NYU Impactor device. The main goals were compare the effects of SHEDs transplantation with treadmill training and the combination of treatments for functional recovery and histology; demonstrate the possible differentiation of cells implanted, as well as their integration into the damage tissue. The results demonstrate that transplantation of SHEDs and combination of treatments promotes functional recovery after spinal cord injury in rats, while treatment with only the treadmill training is not efficient. Reduction of cystic cavity in the animals treated with the combination of transplantation and treadmill training was observed as an evidence of neuroprotection. We observed glial scar reduction and increased expression of neurofilament medium (NF-M) in the SHEDs group. The transplanted cells survived and integrated into the tissue, with no evidence of differentiation into astrocytes and/or neurons. Larger areas of cystic cavity, increase in glial scar and low expression of NF-M was seen in the treadmill training group. From our results, we conclude that transplantation of SHEDs, as well as the combination of transplant and treadmill training promotes functional recovery after spinal cord injury. Although the survival and integration of SHEDs on tissue, differentiation in astrocyte and/or neuron of transplanted the cells was not detected. Only cell transplantation was able to reduce the glial scar and to maintain the expression of neurofilament.

The primary trigger to periodic limb movement (PLM) during sleep is still unknown. Its association with the restless legs syndrome (RLS) is established in humans and was reported in spinal cord injury (SCI) patients classified by the American Spinal Injury Association (ASIA) as A. Its pathogenesis has not been completely unraveled, though recent advances might enhance our knowledge about those malfunctions. PLM association with central pattern generator (CPG) is one of the possible pathologic mechanisms involved. This article reviewed the advances in PLM and RLS genetics, the evolution of CPG functioning, and the neurotransmitters involved in CPG, PLM and RLS. We have proposed that SCI might be a trigger to develop PLM. O gatilho principal para o desenvolvimento de movimentos periódicos dos membros (MPM) durante o sono ainda é desconhecido. A associação entre o MPM e a síndrome das pernas inquietas (SPI) em seres humanos já foi previamente estabelecida e relatada em pacientes com lesão medular (LM), classificados pela American Spinal Injury Association (ASIA) como A. A patogênese do MPM não foi completamente desvendada, apesar de avanços recentes poderem ampliar o conhecimento sobre essas disfunções. Um dos possíveis mecanismos patológicos envolvidos é o gerador de padrão central (GPC). Este artigo revisou os avanços na genética do MPM e da SPI, a evolução do funcionamento do GPC e os neurotransmissores relacionados ao GPC, ao MPM e à SPI. Foi proposta a hipótese de que a LM poderia ser um gatilho para deflagrar os MPM.

A lesão medular traumática é uma patologia incapacitante, ainda sem tratamento eficaz. As terapias celulares representam uma nova estratégia para o tratamento destas lesões. As células-tronco adultas são fontes potenciais para o transplante celular com o objetivo de minimizar a lesão e promover a recuperação de tecidos lesados, como a medula espinhal. O objetivo desta tese foi avaliar a eficácia do transplante de células-tronco adultas na recuperação funcional e regeneração da lesão medular traumática em modelo experimental de lesão medular contusa em ratas fêmeas Wistar. Os principais objetivos foram: a) comparar os efeitos do transplante da fração mononuclear de sangue de cordão umbilical humano e de células-tronco mesenquimais dos vasos da parede do cordão umbilical humano; b) determinar a janela terapêutica deste tipo de intervenção, comparando os implantes de células- tronco realizados 1 hora, 24 horas e 9 dias após a lesão; c) demonstrar a possível diferenciação das células-tronco implantadas, bem como sua integração no tecido lesado. Os resultados obtidos demonstraram que o transplante de células foi mais eficaz para a recuperação funcional da lesão medular em ratas Wistar quando realizado pela via de administração local 1h após a lesão, quando comparado com a administração na cisterna magna e a aplicação 9 dias a lesão. O tratamento com a fração de células mononucleares ou com as células-tronco mesenquimais do sangue do cordão umbilical 24h após a lesão, não apresentou resultado funcional significativo.Observou-se a neuroproteção do tecido medular quando foi realizado o transplante de células-tronco mesenquimais 1h após a lesão medular. As células humanas transplantadas migraram e sobreviveram no local da lesão quando administradas na cisterna magna ou quando administradas diretamente no local da lesão, porém não se diferenciaram em células gliais ou neurônios. Concluímos que o transplante de células-tronco adultas promoveu a recuperação funcional após a lesão medular contusa, principalmente quando realizado 1h após a lesão diretamente no local da lesão. Apesar das células transplantadas sobreviverem na área da lesão, não foi evidenciada diferenciação celular. Spinal cord injury is a debilitating disease and yet no effective treatment is available. In this framework cell therapy represents a new strategy to treat this condition. Adult stem cells are potential sources for cell transplantation in order to minimize injury and promote the recovery of damaged tissues, such as the spinal cord. The purpose of this Thesis was to evaluate the action of adult stem cells in the regeneration and functional recovery of spinal cord injury in experimental contusion spinal cord injury in female Wistar rats. Main goals were: a) to compare the effects of transplantation of the mononuclear cells of human umbilical cord blood and mesenchymal stem cells of the vessel wall of human umbilical cord; b) to determine the therapeutic window of this type of intervention, comparing the stem cell implants performed 1 hour, 24 hours and 9 days after injury; c) to demonstrate the possible differentiation of cells implanted, as well as their integration into the damaged tissue. Results reported demonstrate that the transplantation of stem cells was more effective for functional recovery of spinal cord injury when performed into the site of the lesion 1 h after injury, as compared with administration in the cisterna magna 9 days after injury. Treatment with mononuclear cells and mesenchymal cells from umbilical cord blood 24 hours after injury, not showed functional outcome. Neuroprotection was observed when mesenchymal stem cells were transplanted 1 hour after spinal cord injury. The transplanted human cells survived and migrated to the site of injury either when administered in the cisterna magna or directly onto the injury site, but did not differentiated into glial cells or neurons. It is suggested that the transplantation of adult stem cells promotes functional recovery after spinal cord injury when performed 1 hour after injury directly at the injury site, however differentiation of transplanted cells was not detected.