Трансплантация нейральных прогениторных клеток в гиалуроновом гидрогеле при черепно-мозговой травме в эксперименте

А.В. Балябин, О.П. Тихобразова, А.А. Гладков, М.С. Муравьева, Е.А. Клюев, И.В. Мухина

Ключевые слова: аутологичные нейральные прогениторные клетки; гиалуроновая кислота; черепно-мозговая травма; ЧМТ; функциональное восстановление.

2017, том 9, номер 4, стр. 106.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2017.9.4.13

Полный текст статьи

html pdf

2320

2383

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

Цель исследования — оценить возможности трансплантации аутологичных нейральных прогениторных клеток обонятельной выстилки мышей линии C57BL/6 в гидрогеле на основе низко-, средне- и высокомолекулярной гиалуроновой кислоты при проведении реконструктивной операции после открытой черепно-мозговой травмы (ЧМТ) в эксперименте.

Материалы и методы. На модели открытой ЧМТ мышей линии C57BL/6 проведена реконструктивная терапия с использованием аутологичных нейральных прогениторных клеток обонятельной выстилки мышей в гидрогеле на основе высоко, средне- и низкомолекулярной гиалуроновой кислоты через 7 дней после травмы. Кратковременные и долговременные нарушения неврологических функций и памяти вследствие ЧМТ оценивали, используя серию поведенческих и когнитивных тестов (модифицированная шкала оценки выраженности неврологического дефицита, тест «открытое поле», а также тест распознавания нового объекта и условный рефлекс пассивного избегания). Для визуализации очага повреждения использовали высокопольную магнитно-резонансную томографию.

Результаты. Имплантирование аутологичных нейральных прогениторных клеток в гидрогеле на основе высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в отличие от средне- и низкомолекулярной оказывало протекторное действие, снижая неврологический дефицит и восстанавливая моторные функции, кратковременную и долговременную память в посттравматическом периоде. Влияние молекулярной массы гидрогеля гиалуроновой кислоты при трансплантации аутологичных нейральных прогениторных клеток после ЧМТ на морфологические характеристики очага повреждения было менее эффективным.

Заключение. Трансплантация аутологичных нейральных прогениторных клеток обонятельной выстилки мышей линии C57BL/6 в гидрогеле на основе высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в очаг повреждения после открытой травмы мозга способствует функциональному восстановлению рефлекторной и когнитивной деятельности животных в посттравматическом периоде.

Гусев Е.И., Коновалов А.Н., Скворцова В.И., Гехт А.Б. Неврология. М: ГЭОТАР-Медиа; 2009; 1040 c.
Bullock M.R., Chesnut R., Ghajar J., Gordon D., Hartl R., Newell D.W., Servadei F., Walters B.C., Wilberger J.E. Guidelines for the surgical management of traumatic brain injury author group. Neurosurgery 2006; 58(3): S2–Vi, https://doi.org/10.1093/neurosurgery/58.3.vi.
Mayo Clinic Staff. Treatments and drugs. In: Traumatic brain injury. Mayo Clinic; 2014. URL: https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/traumatic-brain-injury/basics/treatment/con-20029302.
Dobrowolski S., Lepski G. Stem cells in traumatic brain injury. Am J Neurosci 2013; 4(1): 13–24, https://doi.org/10.3844/amjnsp.2013.13.24.
Crompton K.E., Goud J.D., Bellamkonda R.V., Gengenbach T.R., Finkelstein D.I., Horne M.K., Forsythe J.S. Polylysine-functionalised thermoresponsive chitosan hydrogel for neural tissue engineering. Biomaterials 2007; 28(3): 441–449, https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2006.08.044.
Tate C.C., Shear D.A., Tate M.C., Archer D.R., Stein D.G., LaPlaca M.C. Laminin and fibronectin scaffolds enhance neural stem cell transplantation into the injured brain. J Tissue Eng Regen Med 2009; 3(3): 208–217, https://doi.org/10.1002/term.154.
Mo L., Yang Z., Zhang A., Li X. The repair of the injured adult rat hippocampus with NT-3-chitosan carriers. Biomaterials 2010; 31(8): 2184–2192, https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.11.078.
Cao Z. Developing chitosan-based biomaterials for brain repair and neuroprosthetics. Master’s Thesis. University of Tennessee; 2010. URL: http://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/609/.
Engler A.J., Sen S., Sweeney H.L., Discher D.E. Matrix elasticity directs stem cell lineage specification. Cell 2006; 126(4): 677–689, https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.06.044.
Liao H., Munoz-Pinto D., Qu X., Hou Y., Grunlan M.A., Hahn M.S. Influence of hydrogel mechanical properties and mesh size on vocal fold fibroblast extracellular matrix production and phenotype. Acta Biomater 2008; 4(5): 1161–1171, https://doi.org/10.1016/j.actbio.2008.04.013.
Wlodarczyk J., Mukhina I., Kaczmarek L., Dityatev A. Extracellular matrix molecules, their receptors, and secreted proteases in synaptic plasticity. Dev Neurobiol 2011; 71(11): 1040–1053, https://doi.org/10.1002/dneu.20958.
Vedunova M., Sakharnova T., Mitroshina E., Perminova M., Pimashkin A., Zakharov Y., Dityatev A., Mukhina I. Seizure-like activity in hyaluronidase-treated dissociated hippocampal cultures. Front Cell Neurosci 2013; 7: 149, https://doi.org/10.3389/fncel.2013.00149.
Balyabin A.V., Tikhobrazova O.P., Muravyeva M.S., Klyuev E.A., Ponyatovskaya A.V., Shirokova O.M., Bardakova K.N., Minaev N.V., Koroleva A.V., Mitaeva Y.I., Mitroshina E.V., Vedunova M.V., Rochev Y.A., Chichkov B.N., Timashev P.S., Bagratashvili V.N., Mukhina I.V. Long-term neurological and behavioral results of biodegradable scaffold implantation in mice brain. Sovremennye tehnologii v medicine 2016; 8(4): 198–211, https://doi.org/10.17691/stm2016.8.4.25.
Feeney D.M., Boyeson M.G., Linn R.T., Murray H.M., Dail W.G. Responses to cortical injury: I. Methodology and local effects of contusions in the rat. Brain Res 1981; 211(1): 67–77, https://doi.org/10.1016/0006-8993(81)90067-6.
Beni-Adani L., Gozes I., Cohen Y., Assaf Y., Steingart R.A., Brenneman D.E., Eizenberg O., Trembolver V., Shohami E. A peptide derived from activity-dependent neuroprotective protein (ADNP) ameliorates injury response in closed head injury in mice. J Pharmacol Exp Ther 2001; 296(1): 57–63.
Levy A., Bercovich-Kinori A., Alexandrovich A.G., Tsenter J., Trembovler V., Lund F.E., Shohami E., Stein R., Mayo L. CD38 facilitates recovery from traumatic brain injury. J Neurotrauma 2009; 26(9): 1521–1533, https://doi.org/10.1089/neu.2008.0746.
Beni-Adani L., Eizenberg O., Cohen Y. Correlation between neurological severity score and T2-weighted MRI in head injured mice. Rest Neurol Neurosci 2000; 16(3–4): 242.
Tsenter J., Beni-Adani L., Assaf Y., Alexandrovich A.G., Trembovler V., Shohami E. Dynamic changes in the recovery after traumatic brain injury in mice: effect of injury severity on T2-weighted MRI abnormalities, and motor and cognitive functions. J Neurotrauma 2008; 25(4): 324–333, https://doi.org/10.1089/neu.2007.0452.
Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М: Высшая школа; 1991; 399 с.
Huang T.N., Chuang H.C., Chou W.H., Chen C.Y., Wang H.F., Chou S.J., Hsueh Y.P. Tbr1 haploinsufficiency impairs amygdalar axonal projections and results in cognitive abnormality. Nat Neurosci 2014; 17(2): 240–247, https://doi.org/10.1038/nn.3626.
Moscardo E., Salvetti B., Becchi S., Bertini G., Fabene P.F. The novel object recognition test in rodents: which are the essential methodological aspects? In: Proceedings of Measuring Behavior 2012, 8 th International Conference on Methods and Techniques in Behavioral Research. Spink A.J., Grieco F., Krips O.E., Loijens L.W.S., Noldus L.P.J.J., Zimmerman P.H. (editors). The Netherlands; 2012; p. 476–478.

Balyabin А.V., Tikhobrazova О.P., Gladkov A.A., Muravyova M.S., Klyuyev Y.А., Мukhina I.V. Transplantation of Neural Progenitor Cells in Hyaluronic Acid Hydrogel in Traumatic Brain Injury in Experiment. Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(4): 106, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.4.13