Synergetische gebruik van neurale precursoren en Zelfgeassembleerde Peptiden in Experimentele Baarmoederhalskanker Spinal Cord Injury

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Zweckberger, K., Liu, Y., Wang, J., Forgione, N., Fehlings, M. G. Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury. J. Vis. Exp. (96), e52105, doi:10.3791/52105 (2015).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Dwarslaesie (SCI) leiden tot ernstige neurologische stoornissen en psychologische, economische en sociale gevolgen voor de patiënten en hun families. Klinisch meer dan 50% van SCI beïnvloeden de cervicale wervelkolom 1. Als gevolg van de primaire schade optreden een cascade van secundaire mechanismen waaronder ontsteking, apoptose en demyelinisatie wat uiteindelijk leidt tot weefsel littekenvorming en ontwikkeling van intramedullaire holten 2,3. Zowel vertegenwoordigen fysische en chemische barrières voor celtransplantatie, integratie en regeneratie. Daarom is het vormgeven van de remmende milieu en het overbruggen van holtes om een ondersteunende omgeving voor celtransplantatie en regeneratie te maken, is een veelbelovend therapeutisch doel 4. Hier wordt een kneuzing / compressie-model van cervicale SCI met behulp van een aneurysma clip beschreven. Dit model is meer klinisch relevant dan andere experimentele modellen, daar complete doorsnijding of breuken van het snoer zijn zeldzaam. Ook in VERGELIJKIn het gewicht daling model, dat met name schade het dorsum kolommen omtrek compressie van het ruggenmerg weergegeven voordelig. Clip sluitkracht en duur kan worden aangepast aan verschillende ernst van het letsel te bereiken. Een ring veer vergemakkelijkt nauwkeurige ijking en standvastigheid van de clip van kracht. Onder fysiologische omstandigheden, synthetische zelfassemblerende peptiden (SAP) zelf-assembleren tot nanovezels en daardoor aantrekkelijk voor toepassing in SCI 5. Ze kunnen direct worden geïnjecteerd in de laesie beperken van schade aan de kabel. SAP's zijn biocompatibel structuren oprichten van steigers aan intramedullaire holtes te overbruggen en dus, uit te rusten van de beschadigde kabel voor regeneratieve behandelingen. K2 (QL) 6K2 (QL6) is een nieuw SAP geïntroduceerd door Dong et een l. 6 In vergelijking met andere peptiden, QL6 self-assembleert in β-sheets bij een neutrale pH 6 0,14 dagen na SCI, na de acute fase, SAP's worden geïnjecteerd in het midden van de laesie en neurale precursorcellen (NPC) zijn Injected in aangrenzende dorsale kolommen. Om celoverleving ondersteunen, is transplantatie gecombineerd met continue subdurale toediening van groeifactoren door osmotische micro pompen voor 7 dagen.

Introduction

Meer dan 50% van ruggenmergletsels zijn aan de cervicale wervelkolom. In de klinische omgeving Twee belangrijke pathofysiologische mechanismen beschreven: de eerste kneuzing van het ruggenmerg en vervolgens de lopende compressie veroorzaakt door botbreuken, bloedingen of weefsel zwelling.

De aneurysmaclip kneuzing / compressie model bootst zowel pathofysiologische mechanismen: snapping de clip produceert een kneuzing en de duur van clipping vertegenwoordigt de compressie component, toe te geven dat de compressie in klinische settings veroorzaakt door botbreuken, bloedingen of weefselzwelling laatste noemenswaardige langer. De gebruikte aneurysmaclip wordt gewijzigd door een ring veer garanderen exacte en reproduceerbare knippen kracht. Vooral in vergelijking met de hemi-doorsnijding of de kneuzing model, dit aneurysmaclip model bootst beste klinische settings. Terwijl patiënten met thoracale verwondingen lijden dwarslaesie, de meeste patiënten met cervicale injuries zijn tetraplegic en volledig afhankelijk. De anatomische structuur van de cervicale koord toont echter aanzienlijke verschillen met de thoracale of lumbale wervelkolom, en dus is ook met name in dit protocol.

De ontwikkeling van intramedullaire holtes en weefsel littekens zijn obstakels voor het herstel en regeneratie. Om deze obstakels te overwinnen het gebruik van steigermateriaal is een veelbelovende aanpak. Zelf-assemblerende peptiden kunnen direct worden geïnjecteerd in het epicentrum van de laesie. Er monteren ze in nano-vezels steigers overbruggen van de holte en het verbeteren van de remmende milieu door het verminderen van ontsteking en weefsel schrikken. Terwijl stijve materialen veroorzaken aanzienlijke schade van het ruggenmerg tijdens implantatie kan de vloeistof peptiden veilig en zonder grote bijkomende schade worden geïnjecteerd.

Verbetering van de remmende omgeving met zelfassemblerende peptiden voordat stamceltransplantatie, vandaar, ondersteunen cel iIntegratie, differentiatie en tenslotte, functioneel herstel, na cervicale dwarslaesie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

OPMERKING: De volgende experimentele protocol werd goedgekeurd door de Animal Care commissie van de University Health Network (Toronto, Canada) en is in overeenstemming met de in de gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren is opgesteld door de Canadese Raad van dierlijke zorg vastgesteld beleid .

1. Cervicale aneurysmaclip Kneuzing / Compressie Model

  1. Voor de operatie autoclaaf instrumenten en houden steriele omstandigheden gedurende de gehele surgcial procedure door de invoering van de instrumenten in een 70% alcohol bad.
  2. Verdoven Wistar ratten (250-270 g) met een combinatie van zuurstof (O2), distikstofoxide (N2O) (1: 1) en 1,8-2,2% isofluraan en ondersteunen spontane ademhaling via een gas verdoving masker. Voor inductie van anesthesie beginnen met 5% isofluraan gedurende 1 minuut en daarna reduceren. Vóór het begin van de operatie, de controle diepte van de anesthesie door het geven van een pijnlijke stimulus (bv. Bij de poten). Solliciteer vette zalvenin de ogen tot droog vermijden en latere infecties.
  3. Doe de ratten op een verwarming kussen (37 ° C) en fixeer de kop in een stereotactische frame.
  4. Scheer de chirurgische regio rond de cervicale wervelkolom en desinfecteren met povidonjood en 70% alcohol.
  5. Voeg een middellijn incisie boven de ruggengraat van de halswervel (C2) tot aan de prominente processus van de thoracale wervel lichaam 2 (T2).
  6. Knip de buitenste laag van de wervel spieren direct op de scheiding in een cranio-caudaal (om bloeden te voorkomen) en verder ontleden de diepere spierlagen bot tot aan de processus spinosus en de laminae bereiken. Plaats retractors.
  7. Oriënteren de prominente processus spinosus van de wervel lichaam T2 om de beoogde niveaus in acht voor laminectomie. Na identificatie en micro-chirurgische voorbereiding van de geselecteerde prenten, dwars door de ligamenti flavae naar de prenten en de processus spinosus los. Tenslotte Cut door de laminaten met een bot clipper lateraal van het ruggenmerg en verwijder deze voorzichtig, het vermijden van elke compressie van het ruggenmerg zelf.
    LET OP: De meeste voorkomende niveaus zijn C5 / 6, C6 / 7, of C7 / T1. De perioperatieve sterfte verhoogt de meer rostrale het niveau van de schade. Bloeden uit de paravertebrale veneuze sinus is gebruikelijk en kan door zorgvuldige compressie met spons worden aangepakt.
  8. Voordat u de clip om het koord traumatiseren, het identificeren van nieuwe zenuwwortels om hen sparen van knippen (vooral op niveau C5 / 6).
  9. Met het oog op een soepele clip inductie zorgen, maak de ventrale dura van de dorsale zijde van de wervels met een haak en bereiden een corridor voor de clip.
  10. Tot slot plaatst de open klem en laat het los te breken gesloten (snelle sluiting) om een ​​contusie letsel te bereiken. Clip sluitkracht en duur van clipsluiting bepalen de intensiteit van het trauma en de mate van compressie. Gebruikte zijn clip krachten van tussen 15-35 g en een clipping duur van bijvoorbeeld 1 min. (Figuur 1).
  11. Na verwijdering van de clip, passen spieren in 2 lagen en de wond sluiten.
  12. Stoppen met verdoving en laat het dier wakker onder uw voortdurende aandacht blijven totdat hij herwint voldoende bewustzijn voor borstligging. Tot slot zet de rat in een enkele kooi en volg postoperatieve behandelrichtlijnen.
  13. Aangezien dieren worstelen met de ernst van dit soort letsel, moet u speciale aandacht te besteden aan post-operatieve behandelingen:
    1. Dien pijnstillers (Buprenorfine en meloxicam gedurende 3 dagen en 5 dagen, respectievelijk volgens de klinische symptomen).
    2. Geef extra zoutoplossing subcutaan gedurende 3 dagen (2 maal daags 5-10 milliliter (ml)).
    3. Zorg voor antibiotica in het drinkwater 2 dagen voor en tot 7 dagen na de operatie (bijv moxifloxacine)
    4. Knijp de urineblaas 2-3 keer per dag tot herstel van de functie van de blaas is een constantely duidelijk.
    5. Observeren neurologische tekorten en fysiologische toestand van de geopereerde dieren ten minste eenmaal per dag.

2. Het injecteren van SAP's en NPC's (14 dagen na het letsel)

  1. Induceren anesthesie, zoals beschreven in 1.1. tot 1,3, fix het hoofd van de rat in een stereotactische frame, verwijder de steken of wond clips en ontsmet de wonde en de chirurgische gebied met povidonjood en 70% alcohol.
  2. Ontleden zorgvuldig de paravertebrale spieren, plaatst retractors, verwijderen littekenweefsel microscopisch van de dura en de laesie website opnieuw bloot.
  3. Bereid SAP in een concentratie van 1% (w / v) aan een extracellulaire matrix gel voeren. QL6 SAP een fysiologisch compatibele pH en hoeven niet voor de injectie worden gebufferd. Voor de visualisatie van SAP in het ruggenmerg, gebruik dan een tl-derivaat van QL6 (QL6-FITC).
  4. Injecteer SAP (5 microliter (ul) in het midden van de laesie, verdeeld in 2 porties, elk2.5 ul bilaterale van de middellijn. Gebruik een Hamilton spuit verbonden met het stereotactische frame met een micro glazen capillair (100 micrometer (pm) buitendiameter (OD)). Open de dura voorzichtig met de punt van een scherpe naald en steek de glazen capillaire stereotactisch 2 millimeter (mm) in de getraumatiseerde ruggenmerg.
  5. Na de injectie 1/3 van het volume, verwijder de naald mm diepte 1.5, en na nog 1/3 tot 1 mm. Na injectie van het gehele volume, en voor het verwijderen van de spuit, wacht 5 minuten gelvorming stabiliseren.
  6. Om NPC's te genereren, gebruiken volwassen DsRed muizen (of YFP positieve muizen, groen) en isoleren en kweken ze van de paraventrical zone 4,18,21.
  7. Beoordelen levensvatbaarheid van NPCs door trypaanblauw kleuring waaruit de aanwezigheid van ~ 90% levende cellen in de celsuspensie. Verdun de cellen in groeimedium (50 x 103 levende cellen / ul) en vervolgens te gebruiken voor celtransplantatie.
  8. Maak vier 2 pi (8 pi totaal volume, met 4 x 10 5 NPC) intraspinaal injecties bilateraal op 2 mm rostrale en caudale van de schade ter plaatse. Na opening van de dura, plaatst de Hamilton micro glazen capillair 1,5 mm onder het dorsale oppervlak van het ruggenmerg en injecteer 2 pi van de celsuspensie. Kies een injectie snelheid ongeveer 0,5 pl / min (min).
  9. Aan het einde van elke injectie en vóór verwijdering van de capillaire uit het stopcontact, wacht tenminste 1 minuut waardoor weefsel zich uitstrekt tot de nieuwe celvolume tegemoet. (Figuur 2)

3. Implantatie van Subdurale Pompen voor Growth Factor Application

  1. Om de cerebrospinale vloeistof (CSF) met groeifactoren verrijken ondersteunende celoverleving Gebruik micro-osmotische pompen verdunnen groeifactoren sub-durally gedurende 7-14 dagen, met een verdunning van 0,5 ul / uur, een katheter diameter van 0,04 cm OD, en een reservoir volume van 100 pl.
  2. Kies bij voorkeur groeifactoren(Bijvoorbeeld hersenen afgeleide groeifactor (BDGF), epidermale groeifactor (EGF), fibroblast groeifactor (FGF)), vul de pompen 6-10 uur vóór implantatie en evenwicht pompen in een waterbad bij 37 ° C.
  3. Onmiddellijk na NPC injecties, bereiden een subcutane uitsparing om de pomp te plaatsen. Favoriete locaties zijn de zijflanken van thoraco- buikstreek vermijden van grote lokale ongemak veroorzaakt door de pomp zelf.
  4. De hoogste concentratie van groeifactoren krijgen, de open-uiteinde van de katheter eindigt dicht bij de laesie. Daarom is het uitvoeren van een skip-laminectomie van de aangrenzende bovenste of onderste niveau. Als bijvoorbeeld de SCI is C7 / T1 is, een kleine laminectomie C5.
  5. Zet de pomp in het onderhuidse uitsparing, verkorten van de katheter om de nodige lengte, en zet hem vast met een aantal hechtingen (6.0) op de paravertebrale spieren vermijden-beweging geassocieerd dislocatie.
  6. Na het openen van de dura (bijvoorbeeld bij C5) met de scherpe puntvan een naald, de invoering van de katheter in de subdurale ruimte en laat het glijden in een caudale richting zonder enige weerstand en zonder verwonden aan het snoer. De overgeslagen lamina van bv C6 dient als extra punt van fixatie en stabilisatie van de katheter.
  7. Zorg ervoor dat de katheter loopt soepel en niet vouwen.
  8. Sluiten spieren voor laag, en de huid, met hechtingen of clips. (Figuur 3)
  9. Stoppen met verdoving en laat het dier wakker onder uw voortdurende aandacht blijven totdat hij herwint voldoende bewustzijn voor borstligging. Tot slot, zet ze terug in één kooi en volg postoperatieve behandelrichtlijnen.
  10. Bieden speciale postoperatieve behandeling, hoewel, misschien dieren gedeeltelijk hersteld zijn in deze tijd-punt:
    1. Dien pijnstillers (Buprenorthine en meloxicam gedurende 3 dagen en 5 dagen, respectievelijk volgens de klinische symptomen).
    2. Zorg voor antibiotica in waterflessen 2 dagen voor tot7 dagen na de ingreep (bijv moxifloxacine).
    3. Blijven knijpen de urineblaas, indien nog nodig.
    4. Geef extra subcutane vloeistoffen, indien de ratten worden weergegeven uitgedroogd.
    5. Houd ten minste eenmaal per dag observeren van de neurologische functie en fysiologische toestand van de geopereerde dieren.
    6. Dien immunosuppressie behandeling 2 dagen voor NPC injectie en respectievelijk tot 7 dagen na de transplanation (minocycline) en tot offer (Sandimmune).

4. Tissue Assessment

  1. Offer dieren aan het einde van de observatietijd (bijv. 4 weken na SCI) in diepe anesthesie (5% isofluraan 2-3 min) en perfuseren ze transcardially met 50 ml koude (4 ° C) zoutoplossing, gevolgd door 150 ml koude 4 % paraformaldehyde in 0,1 M fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS).
  2. Verwijder het ruggenmerg en het in 4% paraformaldehyde in 0,1 M fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS) gedurende 24 uur.
  3. Geef longitudinale cryosecties met een dikte van <30 pm.
  4. Voor immunohistochemische kleuring van cellen, kernen die een achtergrond gebruikt DAPI (1: 1.000). DsRed positieve NPCs rood weergegeven, verschijnt QL-6 FITC groen, en beide moeten dus niet speciaal te worden gekleurd. (Figuur 4).
  5. Voor scanning elektronenmicroscopie (SEM) liet monsters inwerken glutaaraldehyde bij 4 ° C gedurende 2 uur, drogen ze langzaam 10% toename stappen ethanol gedurende 5 minuten en plaats ze in een onder druk vloeibaar CO2 sifon 1 uur. Jas steigers met goud met een sputter coater. Neem beelden met een Hitachi S-3400N scanning elektronenmicroscoop. (Figuur 5)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bij het ​​uitvoeren van de hierboven beschreven procedure, wordt een SAP scaffold overbruggen van de holte en met een verbetering van de remmende milieu minder weefsel littekenvorming en een toename NPC survival. Figuur 4 toont een langsdoorsnede van een rat ruggenmerg verkregen bij de verwonding 6 weken na SCI en 4 weken na QL6 SAP injectie en NPC transplantatie. QL6 peptiden werden met succes geïnjecteerd in het snoer, geaggregeerde in het epicentrum en diffuus rostro-caudaal in de halfschaduw. Elektronenmicroscoop afbeelden verder toont in figuur 5, het samenstel van 1% (w / v) QL6 peptiden aan een scaffold nanovezel binnen 2 uur verdund in PBS oplossingen.

Deze matrix verschaft een verbetering van de remmende milieu bijdragen aan verhoogde celoverleving en celdifferentiatie minder weefsel littekenvorming en uiteindelijk tot een betere kans voor functioneel herstel.

ure 1 "src =" / files / ftp_upload / 52105 / 52105fig1highres.jpg "/>
Figuur 1: Clip kneuzing / compressie aneurysma-model (A) Foto door de chirurgische microscoop na laminectomie van C7 / T1 en clip contusie / compressie van het ruggenmerg van een rat (B) Foto van de clip met de ring voorjaar garanderen nauwkeurig.. sluitkracht.

Figuur 2
Figuur 2: Injectie punten van SAP's en stamcellen Grafische illustratie van de injectie punten:. 2 stereotactisch uitgevoerd SAP-injecties in het epicentrum van de laesie, gevolgd door 4 injecties van NPC's in de aangrenzende dorsale kolommen met een afstand van 2 mm caudaal en rostrale van het epicentrum.

Figuur 3
(A) geïmplanteerd subdurale katheter om groeifactoren te dienen. de catheter gefixeerd door verscheidene 6.0 hechtingen aan de paravertebrale spieren; kleine opening van de dura bij C5; subdurale plaatsing van de katheter met de open katheter uiteinde nabij de laesie op C7 / T1. (B) katheter verbonden met een micro pomp geplaatst in een subduraal uitsparing aan het laterale flank.

Figuur 4
Figuur 4: succesvolle levering van SAP en NPC in het cervicale ruggenmerg Fluorescente kleuring (DAPI achtergrond, blauw) van een langsdoorsnede van een getraumatiseerde ruggemerg van rat.. Gelabeld SAP's (QL6-FITC, groen) zijn samengevoegd in het epicentrum van de laesie. Geïnjecteerd NPCs (DsRed positief, rood) hebben verspreid inrostrale en caudale richtingen. Schaalbalk verwijst naar 5 mm.

Figuur 5
Figuur 5:. Nanovezel steiger vorming Scanning elektronenmicroscoop (SEM) afbeelding met nanovezel steiger vorming van samengestelde SAP's. Schaalbalk verwijst naar 1 um).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Is ontwikkeld dit protocol om de lezer in staat te stellen een cervicale letsel model te voeren bij ratten en een gecombineerde benadering van de behandeling met SAP en NPCs bevorderen van een betere recuperatie na cervicale SCI gebruiken.

Vooral in vergelijking met andere cervicale trauma modellen, zoals de (hemi) -transection model of het gewicht drop en hersenschudding modellen, de clip kneuzing / compressie model vertegenwoordigt zowel belangrijke pathofysiologische mechanismen trauma - kneuzingen en druk- en dus bootst beste klinische omstandigheden. Hoewel het goed is verleend voor het gebruik van rat en muis thoracale wervelkolom 7-11 is recent aangepast voor gebruik in de cervicale wervelkolom. Dit was een belangrijke stap, omdat cervicale dwarslaesie zijn de meest frequent gezien in de kliniek en cervicale anatomie sterk afwijkt van de thoracale wervelkolom. Bovendien cervicale SCI patiënten die lijden aan tetraparese willen graag minstens gedeeltelijke motor f herwinnenzalving van hun bovenste ledematen.

Uitdagende aspecten van een experimenteel cervicale SCI zijn echter een hoog sterftecijfer, dat toeneemt in een rostrale richting van C7 naar C5 en kan oplopen tot 20-30% in het midden en bovenste cervicale wervelkolom. Bovendien opkomende zenuwwortels (vooral bij C5 / 6) zijn gevoelig voor manipulatie en in het geval ze niet worden bewaard, schade en irritatie kan kauwen van de voorste poten waardoor de noodzaak van een vroege offeren van de dieren. In het algemeen, dieren met een cervicale dwarslaesie hebben veel van post-operatieve zorg en aandacht en tonen een langere cursus van herstel. Anderzijds, naast zorgvuldige chirurgische voorbereiding, deze problemen kan gedeeltelijk worden opgelost door aanpassing van de ernst van het letsel door een geschikt fragment sluitkracht (bijvoorbeeld 15 tot 35 g) en een voldoende kniptijd (bijvoorbeeld 1 min). Het wijzigen van deze parameters leiden tot verschillende ernst van de schade (mild, Moderate, of ernstige SCI). Verder zou er een risico van chirurg afhankelijkheid of een ongelijke verdeling van de schade. Om deze problemen het gebruik van een clip applicator is een optie waarbij de klem altijd vrijgegeven en daardoor afgesloten met dezelfde snelheid en dus snelheid. Voor snapping de clip is het verplicht dat de clip de juiste positie en omsluit de gehele ruggenmerg gelijk. Speciale chirurgische uitdaging bij hernieuwde blootstelling van de laesie verwijderen van het littekenweefsel van de dura. Het wordt aanbevolen dat deze procedure wordt uitgevoerd micro-operatief, met behulp van scherpe voorbereiding, en het vermijden van enige druk of trekken van de vaste snoer.

Zelf-assemblerende peptiden geïdentificeerd die potentieel de holte verder te overbruggen en om de remmende milieu in de laesie tenslotte zelfs leiden tot axonale regeneratie en kiemen 5, 12,13,14 verbeteren. QL-6 nanovezels monteren aan steigers overbruggingde intramedullaire holte en dus kan een matrix voor axonale kieming en regeneratie en verbetering van de remmende milieu voor celtransplantatie. De voordelen van deze peptiden bepalen in hun lage viscositeit (vloeistof) en de neutrale pH. Vooral in vergelijking met high-viskeuze hydrogels of weefsel steigers, kan SAP's gemakkelijk geïnjecteerd in de benadeelde ruggenmerg en bijkomende letsels afgeleid van de injectie zelf zijn beperkt.

Hoewel QL6 nanovezels zich misschien celoverleving 4,15 verbeteren, echter het gebruik van groeifactoren lijkt voordelig 16,17,18,19,20,21 zijn. Ze kunnen ofwel worden toegediend hydrogels vrijgeven groeifactoren 22, of door toepassing via osmotische pompen (zoals hierboven beschreven). Osmotische pompen verbonden subdurale katheters bieden het voordeel van een continue en gecontroleerde afgifte en dus verrijking van de cervicale spinale vloeistof (CSF). Het plaatsen van de katheter subdurale echter challenging vooral met betrekking tot grote littekens die zou kunnen optreden nadat een aantal weken na de verwonding.

Om goede weefsel voorwaarden NPC overleving en integratie te realiseren, hebben verschillende studies gekozen injectiepunten in de aangrenzende witte stof, 2 mm rostraal en caudaal van de laesie en niet direct in het epicentrum van de laesie 4,15,18. Daar NPCs hebben een betere kans om te overleven, integratie en differentiatie in astrocyten, oligodendrocyten of neuronen, en kan migreren naar of in de laesie resulteert in axonale kiemen en verbeterde axonale connectiviteit.

Na het beheersen van deze technieken dit voorgestelde protocol macht door de individuele gebruikers op basis van hun behoeften en belangen omvat aanpassingen van het niveau en de ernst van de schade moet worden vastgesteld, het gebruik van verschillende types cel of groeifactoren, of de toevoeging van andere neuro-beschermende stoffen .

InSamenvattend kan gecombineerde behandeling met SAP en NPC bieden een nieuwe en veelbelovende benadering overwinnen de meest uitdagende obstakels in de behandeling van SCI: holten en weefsel littekenvorming.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

We willen de financiële steun voor dit werk van de Canadese Institutes of Health Research (CIHR) erkennen, de Krembil Family Foundation, de Halbert leerstoel Neurale herstel en regeneratie, Phillip en Peggy DeZwirek en Gordon Yao voor de bijdrage aan Figuur 2 . Klaus Zweckberger werd gefinancierd door een subsidie ​​van de "Deutsche Forschungsgesellschaft" (DFG).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Aneurysmal clip SharpTech
Surgical microscope Leica
Micro injection system World Precision Instruments, Inc.
Small animal stereotaxic instrument David Kopf Instruments
Hamilton syringe Hamilton company
Subdural pumps Alzet osmotic micro pump 1007D
Surgical instrument Fine Science tools
Isoflurane USP Pharmaceutical Partners of Canada Inc.
0.9% Sodium Chloride injection USP Baxter
7.5% Povidone iodine Purdue Pharma
70% Isopropyl alcohol USP GreenField Ethanol Inc.
QL6 SAP Covidien
0.4% Trypan blue Gibco
Platelet-Derived Growth Factor (PDGF) Sigma
Epidermal Growth Factor (EGF) Sigma
Fibroblast Growth Factor (FGF) Sigma

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sekhon, L. H., Fehlings, M. G. Epidemiology, demographics, and pathophysiology of acute spinal cord injury. Spine (Phila Pa 1976). 26, S2-S12 (2001).
  2. Fehlings, M. G., Tator, C. H., Linden, R. D. The relationships among the severity of spinal cord injury, motor and somatosensory evoked potentials and spinal cord blood flow). Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 74, 241-259 (1989).
  3. Thuret, S., Moon, L. D., Gage, F. H. Therapeutic interventions after spinal cord injury. Nat Rev Neurosci. 7, 628-643 (2006).
  4. Iwasaki, M., Wilcox, J. T., Nishimura, Y., Zweckberger, K., Suzuki, H., Wang, J., Liu, Y., Karadimas, S. K., Fehlings, M. G. Synergistic effects of self-assembling peptide and neural stem/progenitor cells to promote tissue repair and forelimb functional recovery in cervical spinal cord injury. Biomaterials. 35, 2617-2629 (2014).
  5. Holmes, T. C., de Lacalle, S., Su, X., Liu, G., Rich, A., Zhang, S. Extensive neurite outgrowth and active synapse formation on self-assembling peptide scaffolds. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 6728-6733 (2000).
  6. Dong, H., Paramonov, S. E., Aulisa, L., Bakota, E. L., Hartgerink, J. D. Self-assembly of multidomain peptides: balancing molecular frustration controls conformation and nanostructure. J Am Chem Soc. 129, 12468-12472 (2007).
  7. Rivlin, A. S., Tator, C. H. Effect of duration of acute spinal cord compression in a new acute cord injury model in the rat. Surg Neurol. 10, 38-43 (1978).
  8. Poon, P. C., Gupta, D., Shoichet, M. S., Tator, C. H. Clip compression model is useful for thoracic spinal cord injuries: histologic and functional correlates. Spine (Phila Pa 1976). 32, 2853-2859 (2007).
  9. Fehlings, M. G., Tator, C. H. The relationships among the severity of spinal cord injury, residual neurological function, axon counts, and counts of retrogradely labeled neurons after experimental spinal cord injury. Exp Neurol. 132, 220-228 (1995).
  10. Joshi, M., Fehlings, M. G. Development and characterization of a novel, graded model of clip compressive spinal cord injury in the mouse: Part 2. Quantitative neuroanatomical assessment and analysis of the relationships between axonal tracts, residual tissue, and locomotor recovery. J Neurotrauma. 19, 191-203 (2002).
  11. Joshi, M., Fehlings, M. G. Development and characterization of a novel, graded model of clip compressive spinal cord injury in the mouse: Part 1. Clip design, behavioral outcomes, and histopathology. J Neurotrauma. 19, 175-190 (2002).
  12. Cigognini, D., Satta, A., Colleoni, B., Silva, D., Donegà, M., Antonini, S., Gelain, F. Evaluation of early and late effects into the acute spinal cord injury of an injectable functionalized self-assembling scaffolds. PLoS One. 6, (5), e19782 (2011).
  13. Hou, T., Wu, T., Wang, L., Liu, Y., Li, M., Long, Z., Chen, H., Li, Y., Wang, Z. Cellular prostheses fabricated with motor neurons seeded in self-assembling peptides promotes partial functional recovery afters spinal cord injury in rats. Tissue eng Part A. 18, (9-10), (2012).
  14. Gelain, F., Cigognini, D., Caprini, A., Silva, D., Colleoni, B., Donegà, M., Antonini, S., Cohen, B. E., Vescovi, A. New bioactive motifs and their use in functionalized self-assembling peptides for NPC differentiation and neural tissue engineering. Nanoscale. 4, (9), 2946-2957 (2012).
  15. Liu, Y., Ye, H., Satkunendrarajah, K., Yao, G. S., Bayon, Y., Fehlings, M. G. A self-assembling peptide reduces glial scarring, attenuates post-traumatic inflammation and promotes neurological recovery following spinal cord injury. Acta Biomater. 9, 8075-8088 (2013).
  16. Rosner, J., Avalos, P., Axosta, F., Liu, J., Drazin, D. The potential for cell therapy combined with growth factors in spinal cord injury. Stem Cell Int. 826754 (2012).
  17. Lu, P., Wang, Y., Graham, L., McHale, K., Gao, M., Wu, D., Brock, J., Blesch, A., Rosenzweig, E. S., Havton, L. A., Zheng, B., Conner, J. M., Marsala, M., Tuszynsky, M. H. Long distance growth and connectivity of neural stem cells after severe spinal cord injury. Cell. 150, 1265-1273 (2012).
  18. Karimi-Abdolrezaee, S., Schut, D., Wang, J., Fehlings, M. G. Chondrioitinase and grwoth factors enhance activation and oligodendrocyte differentiation of endogenous neural precursor cells after spinal cord injury. PLoS One. 7, (5), e37589 (2012).
  19. Awad, B. I., Carmody, M. A., Steinmetz, M. P. Potential role of growth factors in the management of spinal cord injury. World Neurosurg. (13), 1875-8750 (2013).
  20. Kojima, A., Tator, C. H. Intrathecal administration of epidermal growth factor and fibroblast growth factor 2 promotes ependymal proliferation and functional recovery after spinal cord injury in adult rats. J Neurotrauma. 19, (2), 223-238 (2002).
  21. Karimi-Abdolrezaee, S., Eftekharpour, E., Wang, J., Cindi, M. M., Fehlings, M. G. Delayed trasplantation of adult neural presursor cells promotes remyelination and functional neurological recovery after spinal cord injury. J Neurosci. 26, (13), 3377-3389 (2006).
  22. Burdick, J. A., Ward, M., Liang, E., Young, M. J., Langer, R. Stimulation of neurite outgrowth by neurotrophins delivered from degradable hydrogels. Biomaterials. 27, 452-459 (2006).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics