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Previous issue date: 2009 / Epilepsy affects 1% of the world population and 30% of these patients are refractory to medication now available. Stem cells host hope in the treatment of epilepsy. Given their ability to proliferate, differentiate and regenerate tissues they could fix neural circuits and reestablish the physiological excitability of neurons. This study aimed to verify the therapeutic potential of mesenchymal stem cells (MSC) and cells that underwent a process or lysis obtained from the bone marrow on seizure control and on progressive neuronal loss induced by experimental epilepsy. Experimental status epilepticus (SE) was induced by lithium-pilocarpine injection (127 mg/kg; ip and 60 mg/kg; ip respectively). Seizures were scored by Racine’s scale. The duration of SE was controlled with diazepan (10mg/kg; ip; 90 minutes after SE onset). Control animals received saline other than pilocarpine. Twenty-two days after SE, rats were randomly assigned into five groups: PILO; PILO+MSC; PILO+Lysis, Control and Control+MSC. MSC groups received cell transplantation (obtained from EGFP C57BL/6 mice). PILO+Lysis rats also received cells obtained from the bone marrow of EGFP C57BL/6 mice, but that previously underwent lysis. The other groups received saline in the same volume. All transplants were via tail vein (104-6 cells, 200μL).Pilocarpine-treated animals were monitored for the presence of spontaneous seizures for 21 days (7 prior to cell transplant and 14 afterwards). Forty-five days later rats were evaluated in: the Morris water maze (MWM), the object recognition task, open field and the elevated plus maze. Twenty-four hours, 7, 14, 21, 60 and 135 days after the transplant rats were sacrificed. The hippocampi were collected in order to verify the presence of EGFP using PCR. Rats included in the histological evaluation were sacrificed 4 months after transplantation. The hippocampal volume, volumes of CA1, CA2, CA3 and CA4, as well as density and total of cells were evaluated. Finally, MSC bone marrow cells were evaluated via flow cytometry before and after culture. Our results show that MSC do not reduced the frequency of spontaneous seizures. On the other hand, animals given lysed cells had reduced seizure frequency. In addtion, epileptic rats treated with MSC had improved performance in the object recognition task, but not in the MWM. On the other hand, the treatment with lysed cells did not lead to improvement in any of the aforementioned tasks. We also observed that lithium-pilocarpine-treated animals showed lower cell count, density and hippocampal volume when compared to control rats. Furthermore, neither MSC or Lise led to significative changes in any of the analysed variables, except for hippocampal volume, which was increased in PILO+MSC and PILO+Lysis when compared to PILO animals. The flow cytometry analysis of the samples revealed that MSC were positive to CD45, CD19, CD34, CD117 and Sca-1. Finally, we detected EGFP in samples obtained from the hippocampus of transplanted animals. During the last years much has been done to study the application of stem cells in several neurodegenerative diseases. In the future, this kind of approach can also be valid in the treatment of chronic epilepsy, although the ideal stem cell type remains to be established. / A epilepsia atinge cerca de 1% da população mundial, sendo que aproximadamente 30% desses pacientes não respondem ao tratamento medicamentoso. Por sua vez, as células tronco representam uma esperança de tratamento da epilepsia, porquanto têm grande capacidade de proliferação, diferenciação e regeneração de tecidos, podendo restaurar circuitos neurais e restabelecer a excitabilidade neuronal fisiológica. O objetivo deste estudo foi verificar se as células tronco mesenquimais (CTM) ou se células lisadas (Lise Celular) obtidas da medula óssea apresentam potencial terapêutico no controle das crises epilépticas e do dano neuronal progressivo induzido pela epilepsia experimental. Os animais foram injetados com lítio-pilocarpina (127 mg/kg e 60 Mg/kg i. p., respectivamente) para indução de status epilepticus (SE). As crises comportamentais foram classificadas de acordo com a escala de Racine e a duração do SE foi controlada com diazepam (10 mg/kg, i. p., 90 minutos). Os animais controle receberam solução salina. Após 22 dias, o total dos animais foi dividido em cinco grupos: PILO; PILO+CTM, PILO+Lise, Salina e Salina+CTM. Os grupos CTM receberam transplante de células tronco mesenquimais, obtidas da medula óssea de camundongos EGFP C57BL/6. O grupo PILO+Lise recebeu células também provenientes da medula óssea desses animais, mas que passaram previamente por um processo de lise celular. Os animais dos grupos Salina e PILO receberam solução salina. Todos os transplantes foram feitos via veia da cauda (104-6 células, 200μL).Os animais tratados com pilocarpina (PILO) foram monitorados por vídeo durante sete dias pré-transplante, e outros catorze dias após o procedimento, para observação e computação de crises espontâneas recorrentes (CERs). Ainda, 45 dias depois da injeção das células os animais foram avaliados nas seguintes tarefas: labirinto aquático de Morris (LAM), reconhecimento de objetos, campo aberto e labirinto em cruz elevado. Decorridos 24 horas, 07 dias, 14 dias, 21 dias, 60 dias e 135 dias do transplante os animais foram sacrificados, e foram coletados os hipocampos direito e esquerdo para análise da presença de EGFP por PCR. Para a avaliação histológica, os animais foram sacrificados 04 meses após o transplante, tendo sido analisados o volume hipocampal, o volume dos núcleos CA1, CA2, CA3 e CA4, bem como a densidade e o número total de células nestes núcleos. Finalmente, as células provenientes da medula óssea de camundongos C57/BL6 antes e após serem cultivadas foram avaliadas por citometria de fluxo. Nossos resultados demonstram que as células mesenquimais injetadas não reduzem as CERs. Já para os animais tratados com lisado celular, verificamos que há redução na freqüência de crises. A administração de CTM aos animais tratados com PILO promoveu melhora cognitiva no paradigma do reconhecimento de objetos, sem, porém, melhorar a performance destes animais no LAM. O tratamento com lisado celular, por sua vez, não levou a melhor desempenho em quaisquer dos paradigmas cognitivos citados acima. Por meio da análise histológica podemos observar que os animais tratados com lítio-pilocarpina apresentavam contagem total de células, densidade e volume inferiores aos animais controle. Ainda, CTM ou Lise não produziram aumento significativo em nenhuma das variáveis analisadas, com exceção do volume hipocampal, que se apresentou maior nos grupos PILO+CTM no hemisfério direito e PILO+Lise em ambos os hemisférios. Por outro lado, a análise dos dados obtidos na citometria de fluxo revelou que as CTM são positivas para os seguintes marcadores de superfície CD45, CD19, CD34, CD117 e Sca-1. Finalmente, detectamos a presença de EGFP em amostras obtidas do hipocampo de animais transplantados com CTM, resultado que demonstra que as células administradas intravenosamente migram ao sistema nervoso central. Nos últimos anos, estudos que buscam tratamentos baseados em células tronco para as mais diversas doenças neurodegenerativas foram vistos com muito interesse. Este tipo de tratamento pode, no futuro, ser útil também no tratamento da epilepsia crônica, embora ainda seja preciso estabelecer com mais clareza o tipo de célula tronco ideal.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_PUC_RS:oai:meriva.pucrs.br:10923/4513 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Camozzato, Tatiane Sabriela Cagol |
| Contributors | Costa, Jaderson Costa da |
| Publisher | Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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