Orientador: Alexandre Leite Rodrigues de Oliveira

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: A regeneração nervosa periférica é um processo complexo dependente do rearranjo e ativação das células de Schwann. O estímulo das células de Schwann pode ser alcançado através do enxerto de células tronco exógenas. Com o intuito de entender a importância do enxerto de células tronco...

Resumo: A regeneração nervosa periférica é um processo complexo dependente do rearranjo e ativação das células de Schwann. O estímulo das células de Schwann pode ser alcançado através do enxerto de células tronco exógenas. Com o intuito de entender a importância do enxerto de células tronco mesenquimais (MSC) no processo regenerativo periférico, utilizamos o modelo de tubulização do nervo isquiático. As próteses tubulares foram preparadas a partir de membranas de poli-caprolactona (PCL) e preenchidas com selante de fibrina (FG), utilizado, neste caso, como substrato para as MSC. A técnica de tubulização foi feita em ratas fêmeas Lewis adultas, divididas em 4 grupos (n = 5 por grupo): normal, PCL (tubo vazio); FG (tubo preenchido com selante de fibrina) e FG+MSC (tubo preenchido com selante de fibrina e enxertado com MSC). Sessenta dias após lesão, os nervos regenerados foram processados para imunoistoquímica e microscopia de luz. A presença de MSC GFP-positivas foi detectada nos nervos dos animais que receberam enxerto de MSC, indicando que a sobrevivência, a longo prazo, das células tronco no tecido. A regeneração axonal, analisada por imunoistoquímica, revelou expressão de elementos básicos do nervo periférico, ou seja, componentes dos axônios e da lâmina basal tiveram a expressão equivalente em todos os grupos experimentais. A organização axonal foi observada através da marcação anti-neurofilamento. A presença das células de Schwann foi analisada através da marcação anti-S100 e o anticorpo anti-colágeno IV foi utilizado para detecção da lâmina basal. A imunomarcação anti-p75NTR, o receptor de baixa afinidade para neurotrofinas, foi utilizada para investigar a reatividade das células de Schwann. A marcação basal deste, em nervos não lesionados, foi aumentada pelo processo regenerativo, sendo estatisticamente maior no grupo FG+MSC (77% em relação ao nervo contralateral; p<0.001). Além disso, houve colocalização de MSC GFP-positivas e imunomarcação anti-BDNF, evidenciando uma possível via de atuação das células sobre o comportamento das células de Schwann. A partir da análise das secções semi-finas dos nervos pudemos avaliar que a área dos nervos regenerados no interior das próteses tubulares foi estatisticamente igual nos diferentes grupos experimentais. Quando quantificamos o número de axônios mielinizados por uma área fixa, o grupo FG+MSC apresentou maior densidade de axônios em relação ao grupo controle (25%, p<0,05). Da mesma maneira, quando analisamos os parâmetros morfométricos nos diferentes grupos experimentais, o grupo FG+MSC apresentou uma tendência a apresentar axônios de maior calibre e bainha de mielina mais espessa, em relação aos demais grupos, sendo que, a EBM, no intervalo de 1,46 a 2,25?m, foi significantemente maior em relação aos grupos PCL e FG (p<0,05). Como consequência, os animais do grupo FG+MSC mostraram recuperação motora significativamente maior na sétima e oitava semana de análise do índice funcional do nervo fibular. Os achados deste estudo mostram que as MSC enxertadas conjuntamente com selante de fibrina influenciam positivamente o processo regenerativo, modulando a reatividade das células de Schwann

Abstract: Peripheral nerve regeneration is a complex process that is dependent on the rearrangement and activation of Schwann Cells (SC). Such stimulation of SCs may be achieved by the use of exogenous stem cells. In order to better understand the importance of mesenchymal stem cell (MSC) grafting...

Abstract: Peripheral nerve regeneration is a complex process that is dependent on the rearrangement and activation of Schwann Cells (SC). Such stimulation of SCs may be achieved by the use of exogenous stem cells. In order to better understand the importance of mesenchymal stem cell (MSC) grafting in the peripheral regeneration process we have used the model of sciatic nerve tubulization. Tubular prostheses were prepared from polycaprolactone (PCL) membranes and filled with fibrin sealant (FS), which was used as a substrate for the MSC. The technique of tubulization was applied in adult Lewis female rats that were divided into four groups (n = 5 per group): normal, PCL (empty tube), FS (tube filled with fibrin sealant) and FS + MSC (tube filled with fibrin sealant and grafted with MSC). Sixty days after injury, the regenerated nerves were processed for imunohistochemistry and observed under fluorescence microscopy. The presence of GFP positive stem cells was detected in the nerves of the animals that received MSC grafts, indicating the long term survival of such cells. The axonal regeneration process was studied by immunohistochemistry and revealed the presence of the basic elements of the peripheral nerve, namely axons and basal lamina components that were equivalent in all experimental groups. The axonal organization was observed with anti-neurofilament immunostaining. The presence of SCs was analyzed with anti-S100 immunostaining and anti-type IV collagen was used to detect the basal lamina. Anti-p75NTR, the low affinity receptor for neurotrophins, was used to investigate the reactivity of the SCs. A basal positive labeling in uninjured nerves was detected, which was upregulated by the regenerative process, being statistically higher in FS + MSC group (77% relative to uninjured nerve; p<0.001). Moreover there was colocalization between GFP-positive MSC and anti-BNDF immunolabeling, showing a possible pathway that these cells induce the reactivity of SCs. From sciatic nerve semi-thin sections we were able to evaluate that the areas of regenerated nerves were statistically the same in the different experimental groups. When we quantified the number of myelinated axons in 50.000?m2, the FG+MSC group showed higher density of axons when compared with PCL group (25%, p<0,05). In the same way, the analysis of morphometric parameters showed that the FG+MSC group have a tendency to present higher caliber axons and ticker myelin sheath when compared with other groups, being that the myelin sheath thickness, in the interval between 1,46 to 2,25?m, was significantly higher in FG+MSC group when compared to PCL and FG (p<0,05). As the functional result of the findings above, the FG+MSC animals showed higher motor function recovery, analyzed by FFI, at seventh and eighth weeks after lesion. The findings herein show that MSC associated with the FS scaffold improve the regeneration process by positively modulating the reactivity of SCs