ثبت تغییرات الکتروفیزیولوژیک و عملکرد حسی توسط کاندویت حاوی سلول‌های بنیادی، نانو ذرات طلا و فاکتور نوروتروفیک، پس از ترمیم آسیب عصب سیاتیک

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دکترای علوم تشریحی، گروه پزشکی، مرکز توسعه تحقیقات بالینی، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

2 دکترای علوم اعصاب، مرکز تحقیقات علوم اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله، تهران، ایران

3 استاد، گروه علوم تشریح، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقاله پژوهشی




مقدمه: هدف از این مطالعه، ارزیابی کارآیی داربست الکتروریسی شده از جنس پلی‌لاکتیک گلیکولیک اسید همراه با پوشش لامینین که به صورت کاندویت جهت هدایت مسیر رشد آکسون‌ها درآمده‌اند، می‌باشد.
روش‌ها: در این مطالعه از 48 سر رت‌های نر بالغ Wistar استفاده شد. این رت‌ها به 6 گروه شامل یک گروه شاهد سالم و پنج گروه دیگر علاوه بر آسیب 10 میلی‌متری عصب سیاتیک ایجاد شده، موارد درمانی مختلف انجام شد که شامل: گروه کاندویت پلی‌لاکتیک کوگلایکولیک اسید پوشش داده شده با لامینین و پرشده با محیط کشت، گروه کاندویت‌‌های پوشش داده شده با لامینین که حاوی سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی رت بودند، گروه کاندویت‌های پوشش داده شده با لامینین که حاوی نانوذرات طلا و فاکتور (Brain Derived Neurotrophic Factor) BDNF انکپسوله شده در کیتوزان بودند، گروه کاندویت‌های پوشش داده شده با لامینین که حاوی نانوذرات طلا و BDNF انکپسوله شده در کیتوزان که حاوی سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی رت بودند. در گروه ششم، این سلول‌ها به صورت سوسپانسیون شده در هیدروژل آلژینات وارد کاندویت مذکور شدند. 12 هفته پس از پیوند این کاندویت‌ها به نقص 10 میلی‌متری عصب سیاتیک رت، میزان ترمیم عصب به وسیله‌ی کاندویت‌های مختلف توسط تست‌های رفتاری و آزمون الکتروفیزیولوژی اندازه‌گیری و بررسی شد.
یافته‌ها: نتایج تجزیه و تحلیل آزمایش حسی سه ماه بعد از پیوند در همه‌ی حیوانات نشان داد که عملکرد حسی در پای آن‌ها، بدون در نظر گرفتن گروه‌های مورد آزمایش، تقریباً به طور کامل بازگشته است. همچنین، درجات مختلفی از افزایش دامنه در ترکیب پتانسیل عمل عضله در همه‌ی گروه‌ها مشاهده شد. با این حال، افزایش آن‌ها به طور قابل توجهی کمتر از گروه شاهد بود. در حالی که تأخیر در انتقال پیام در گروه‌های حاوی نانوذرات همراه با سلول‌های سوسپانسیون شده در هیدروژل آلژینات اختلاف معنی‌داری را نسبت به گروه شاهد نشان نداد.
نتیجه‌گیری: یافته‌ها نشان داد که جهت ارزیابی میزان ترمیم آسیب اعصاب محیطی از طریق مهندسی بافت، آزمایش‌های الکتروفیزیولوژی و حسی می‌توانند روش‌های مؤثری باشند.

تازه های تحقیق

شهناز رضوی : PubMed, Google Scholar

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Recording of Electrophysiological Changes and Sensory Function by Conduit Containing Stem Cells, Gold Nanoparticles and Neurotrophic Factor after Sciatic Nerve Regeneration

نویسندگان [English]

  • Maliheh Jahromi 1
  • Mohammadmehdi Hadipour 2
  • Shahnaz Razavi 3
1 PhD, Department of Medicine, Clinical Research Development Center, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
2 PhD, Neuroscience Research Center, Baqiyatallah University of Medical Sciences, Tehran
3 Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: The purpose of this study is to evaluate the efficiency of electrospun scaffolds fabricated of poly (Lactic-co-glycolic acid) (PLGA) was coated by laminin, which are used as conduits to axon growth.
Methods: 48 adult male Wistar rats were used in this study. These rats were divided into 6 groups, including a healthy control group, and in the other five groups, in addition to 10 mm damage to the sciatic nerve, various
treatments were performed, including the Poly (L-lactide-co-glycolide) conduit group coated by laminin and filled with culture medium, PLGA conduit group coated by laminin and filled with rat adipose tissue-derived stem cells, PLGA conduit group coated by laminin containing gold nanoparticles and Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) encapsulated in chitosan, PLGA conduit group coated by laminin containing gold nanoparticles and BDNF encapsulated in chitosan, which filled with rat adipose tissue-derived stem cells, or in the group Sixth, PLGA conduit group coated by laminin containing gold nanoparticles and BDNF encapsulated in chitosan, which filled with rat adipose tissue-derived stem cells suspended in alginate hydrogel. 12 weeks after implantation of conduits to the 10 mm defect of rat sciatic nerve, nerve regeneration, and functional recovery were evaluated by behavioral tests and electrophysiology tests.
Findings: Three months postoperatively, the results of sensory analyses in all animals showed that sensory reinnervation on their foot returned almost completely, regardless of their experimental group. Also, different degrees of increase in CMAP (Compound Muscle Action Potential) amplitude were observed in all groups. However, their increase was significantly lower than the control group, while the latency in the groups containing nanoparticles and cells suspended in alginate did not show a significant difference compared to the control group.
Conclusion: The findings showed that electrophysiological and sensory tests can be effective methods to evaluate peripheral nerve regeneration.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mesenchymal Stem Cells
  • Brain Derived Neurotrophic Factor
  • Poly (L-lactide-co-glycolide)
  • Electrophysiological
  • Sensory
  • Nerve Conduit
  • Gold Nanoparticle

مراجع

  1. Rosén B, Dahlin LB, Lundborg G. Assessment of functional outcome after nerve repair in a longitudinal cohort. SScand J Plast Reconstr Surg Hand Surg 2000; 34(1): 71-8.
  2. Nectow AR, Marra KG, Kaplan DL. Biomaterials for the development of peripheral nerve guidance conduits. Tissue Eng Part B Rev 2012; 18(1): 40-50.
  3. De Ruiter GC, Malessy MJ, Yaszemski MJ, Windebank AJ, Spinner RJ. Designing ideal conduits for peripheral nerve repair. Neurosurg Focus 2009; 26(2): E5.
  4. Yi S, Zhang Y, Gu X, Huang L, Zhang K, Qian T,
    et al. Application of stem cells in peripheral nerve regeneration. Burns Trauma 2020; 8: tkaa002.
  5. Liao IC, Wan H, Qi S, Cui C, Patel P, Sun W, et al. Preclinical evaluations of acellular biological conduits for peripheral nerve regeneration. J Tissue Eng 2013; 4: 2041731413481036.
  6. Wolthers M, Moldovan M, Binderup T, Schmalbruch H, Krarup C. Comparative electrophysiological, functional, and histological studies of nerve lesions in rats. Microsurgery 2005; 25(6): 508-19.
  7. Doubra N, Amiri A, Jamalpoor Z, Fooladi AI, Nourani MR. Fabrication of PLGA conduit for peripheral nerve regeneration. J Appl Tissue Eng 2014; 1(1): 7-13.
  8. Paviolo C, Stoddart PR. Gold nanoparticles for modulating neuronal behavior. Nanomaterials (Basel) 2017; 7(4): 92.
  9. Boyd JG, Gordon T. Glial cell line-derived neurotrophic factor and brain-derived neurotrophic factor sustain the axonal regeneration of chronically axotomized motoneurons in vivo. Exp Neurol 2003; 183(2): 610-9.
  10. Zhang R, Rosen JM. The role of undifferentiated adipose-derived stem cells in peripheral nerve repair. Neural Regen Res 2018; 13(5): 757-63.
  11. Seyedebrahimi R, Razavi S, Varshosaz J, Vatankhah E, Kazemi M. Beneficial effects of biodelivery of brain-derived neurotrophic factor and gold nanoparticles from functionalized electrospun PLGA scaffold for nerve tissue engineering. Journal of Cluster Science 2021; 32: 631-42.
  12. Jahromi M, Razavi S, Seyedebrahimi R, Reisi P, Kazemi M. Regeneration of Rat Sciatic Nerve Using PLGA Conduit Containing Rat ADSCs with Controlled Release of BDNF and Gold Nanoparticles. J Mol Neurosci 2021; 71(4): 746-60.
  13. Rupp A, Dornseifer U, Fischer A, Schmahl W, Rodenacker K, Jütting U, et al. Electrophysiologic assessment of sciatic nerve regeneration in the rat: surrounding limb muscles feature strongly in recordings from the gastrocnemius muscle. J Neurosci Methods 2007; 166(2): 266-77.
  14. Rupp A, Dornseifer U, Rodenacker K, Fichter A, Jütting U, Gais P, et al. Temporal progression and extent of the return of sensation in the foot provided by the saphenous nerve after sciatic nerve transection and repair in the rat—implications for nociceptive assessments. Somatosensory & Motor Research 2007; 24(1-2): 1-13.
  15. Vaezifar S, Razavi S, Golozar MA, Esfahani HZ, Morshed M, Karbasi S. Characterization of PLGA/chitosan electrospun nano-biocomposite fabricated by two different methods. Int J Polym Mater Polym Bio 2015; 64(2): 64-75.
  16. Brown JH, Das P, DiVito MD, Ivancic D, Tan LP, Wertheim JA. Nanofibrous PLGA electrospun scaffolds modified with type I collagen influence hepatocyte function and support viability in vitro. Acta Biomater 2018; 73: 217-27.
  17. Cornejo A, Sahar DE, Stephenson SM, Chang S, Nguyen S, Guda T, et al. Effect of adipose tissue-derived osteogenic and endothelial cells on bone allograft osteogenesis and vascularization in critical-sized calvarial defects. Tissue Engineering Part A 2012; 18(15-16): 1552-61.
  18. Siemionow M, Duggan W, Brzezicki G, Klimczak A, Grykien C, Gatherwright J, et al. Peripheral nerve defect repair with epineural tubes supported with bone marrow stromal cells: a preliminary report. Ann Plast Surg 2011; 67(1): 73-84.
  19. Huang C, Ouyang Y, Niu H, He N, Ke Q, Jin X, et al. Nerve guidance conduits from aligned nanofibers: improvement of nerve regeneration through longitudinal nanogrooves on a fiber surface. ACS Appl Mater Interfaces 2015; 7(13): 7189-96.
  20. Kambiz S, Baas M, Duraku LS, Kerver AL, Koning AHJ, Walbeehm ET, et al. Innervation mapping of the hind paw of the rat using Evans Blue extravasation, Optical Surface Mapping and CASAM. J Neurosci Methods 2014; 229: 15-27.
  21. Devor M, Schonfeld D, Seltzer Z, Wall PD. Two modes of cutaneous reinnervation following peripheral nerve injury. J Comp Neurol 1979; 185(1): 211-20.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 41، شماره 727
هفته 3، شهریور
مرداد و شهریور 1402
صفحه 566-574

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 24 آبان 1400
  • تاریخ پذیرش: 04 شهریور 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار