کیتوسان-NT3 بازسازی de novo و ریکاوری عملکردی را در میمون ها بعد از آسیب طناب نخاعی مقدور می سازد
تاریخ انتشار: جمعه 18 خرداد 1397
| امتیاز:
آسیب طناب نخاعی(SCI) اغلب منجر به از دست رفتن دائمی عملکردهای حسی، حرکتی و خود مختار می شود. پیش از این ما نشان داده ایم که مواد کیتوسانی زیست تخریب پذیر بارگیری شده با نوروتروفین3(NT3) اجازه آزادسازی آهسته و طولانی مدت NT3 برای 14 روز تحت شرایط فیزیولوژیک را می دهد. در این جا ما گزارش می کنیم که کیتوسان بارگیری شده با NT3، زمانی که به درون یک فاصله سه سانتی متری از طناب نخاعی سینه ای نیمه برش خورده و تهییج شده وارد شده، منجر به بازسازی شدید آکسونی شد. نشان دار کردن نورون های حرکتی قشری نشان داد که آکسون های حرکتی در مسیر قشری-نخاعی نه تنها به جایگاه آسیب و درون زیست مواد وارد می شوند، بلکه در امتداد ناحیه آسیب یک سانتی متری و به درون ناحیه دیستال طناب نخاعی رشد کردند. از طریق ترکیب تصویربرداری تنسور انتشار رزونانس هسته ای، MRI عملکردی، الکتروفیزیولوژی، تجزیه و تحلیل رفتار پیاده روی مبتنی بر کینتیک، ما نشان دادیم که NT3-کیتوسان بازسازی عصبی افزایش یافته، همراه با ریکاوری عملکردی حرکتی و حسی را مقدور می سازد. از آن جایی که این میمون ها و انسان ها، ژنتیک و فیزیولوژی مشابهی را نشان می دهند، روش ما احتمالا قابل کاربرد برای ترمیم آسیب نخاعی انسانی نیز خواهد بود.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 May 29. pii: 201804735. doi: 10.1073/pnas.1804735115. [Epub ahead of print]
NT3-chitosan enables de novo regeneration and functional recovery in monkeys after spinal cord injury.
Rao JS1,2,3, Zhao C2,1,3, Zhang A4, Duan H5, Hao P5, Wei RH1, Shang J5, Zhao W5, Liu Z6,7,8, Yu J9, Fan KS10, Tian Z11, He Q12, Song W13, Yang Z14,2, Sun YE15,16, Li X14,2,1.
Abstract
Spinal cord injury (SCI) often leads to permanent loss of motor, sensory, and autonomic functions. We have previously shown that neurotrophin3 (NT3)-loaded chitosan biodegradable material allowed for prolonged slow release of NT3 for 14 weeks under physiological conditions. Here we report that NT3-loaded chitosan, when inserted into a 1-cm gap of hemisectioned and excised adult rhesus monkey thoracic spinal cord, elicited robust axonal regeneration. Labeling of cortical motor neurons indicated motor axons in the corticospinal tract not only entered the injury site within the biomaterial but also grew across the 1-cm-long lesion area and into the distal spinal cord. Through a combination of magnetic resonance diffusion tensor imaging, functional MRI, electrophysiology, and kinematics-based quantitative walking behavioral analyses, we demonstrated that NT3-chitosan enabled robust neural regeneration accompanied by motor and sensory functional recovery. Given that monkeys and humans share similar genetics and physiology, our method is likely translatable to human SCI repair.
PMID: 29844162