Fetal cerebellar tissue contains the largest number of neurogenic progenitors committed on the differentiation into glutamatergic neurons that can be used in the development of promising new treatment for spinal cord injuries.To evaluate the effect of fetal cerebellar tissue transplantation (FСTT) on the restoration of motor function after spinal cord injury in experiment.Materials and methods. Animals: inbred albino Wistar rats (5.5 months males, weighting 300 grams); main experimental groups: 1 – spinal cord injury + transplantation of a fragment of fetal (E18) rat cerebellum (n = 15), 2 – spinal cord injury only (n = 40). Model of an injury – left-side spinal cord hemisection at Т11; monitoring of the ipsilateral hind limb function (IHLF) – the Вasso-Вeattie-Вresnahan (BBB) scale.Results. FСTT normalizes the distribution of IHLF values, distorts the dynamics of the motor function recovery, transforming it from a progressive (in a control group) to the constant with variation within 3-3.6 points BBB during the experiment. FСTT causes early temporary positive effect on the functional state of the motor system, probably provided by mediator-dependent, neuroprotective, proangiogenic effect and remyelination. In our view, the gradual depletion of the FСTT positive effect due to resorption of the graft within the first 2 months is compensated by autoregenerative neoplastic process that is typical for the control group and by autoimmune utilization of myelin-associated inhibitors of axonal growth in the zone of injury that causes stability of the IHLF value during the observation period.Conclusion. Transplantation of fetal cerebellar tissue causes a short-term positive effect on the motor function recovery limited by the 1st month of the traumatic process. Evaluation of such type of neurotransplantation effectiveness requires taking into account the dynamics of the spasticity and chronic pain.

Мета дослідження: порівняти динаміку спастичності паретичної кінцівки на тлі імплантації макропористого гідрогелю у поєднанні зі стовбуровими клітинами кісткового мозку (СККМ) та нейрогенними стовбуровими клітинами (НСК) на моделі лівобічного половинного перетину (ЛПП) спинного мозку зрілого щура. Матеріали та методи. Як первинні цифрові дані використано емпіричний матеріал, отриманий у ряді попередніх досліджень (Цимбалюк В.І. та співавт., 2016, 2017). Тварини — білі щури-самці (ДУ «Інститут нейрохірургії імені акад. А.П. Ромоданова НАМН України»; інбредна лінія на основі Wistar; групи «ЛПП», «ЛПП + NG») та щури-самці лінії Wistar (Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАН України; групи «ЛПП + НСК» та «ЛПП + СККМ»), вік — 5 міс., маса — 250 г. Експериментальні групи: «ЛПП» — ЛПП спинного мозку на рівні Т11 (n = 16); «ЛПП + NG» — ЛПП + негайна гомотопічна імплантація фрагмента макропористого гідрогелю (NeuroGelTM — NG; n = 20); «ЛПП + НСК» — ЛПП + аналогічна імплантація фрагмента макропористого гідрогелю, асоційованого з фетальними НСК миші (n = 20); «ЛПП + СККМ» — ЛПП + аналогічна імплантація фрагмента макропористого гідрогелю, асоційованого з СККМ зрілої миші (n = 16). Моніторинг показника спастичності (ПС) паретичної кінцівки — шкала Ashworth; розрахунок тижневого приросту ПC (VПС), а також статистичний аналіз — у межах програмного пакета Statistica 10.0. Результати. Стосовно динаміки VПС протягом перших двох тижнів спостереження можна виділити 2 пари груп: «ЛПП + NG» і «ЛПП + НСК» — зменшення VПС, «ЛПП» і «ЛПП + СККМ» — збільшення VПС, більш виражене у групі «ЛПП». Особливості динаміки VПС у групах «ЛПП + НСК» і «ЛПП + СККМ» аналогічні виявленим для приросту показника функції, досліджуваної згідно із шкалою Basso — Beattie — Bresnahan, що можна пояснити обмеженістю шкали Ashworth щодо диференціації «мимовільного» та «довільного» компонентів м’язового тонусу експериментальних тварин, а також первинним проспастичним ефектом реіннервації мотонейронів низхідними глутамат- та серотонінергічними волокнами. У групах «ЛПП» і «ЛПП + NG» динаміка VПС і приросту показника функції протилежні, що можна пояснити різними темпами відновлення супраспінальної серотонінергічної та глутаматергічної передачі збудження на денервовані мотонейрони. Висновки. Між динамікою спастичності у випадку травми спинного мозку, імплантації у зону травми макропористого гідрогелю або імплантації аналогічного гідрогелю у поєднанні з СККМ чи НСК існують суттєві відмінності протягом перших тижнів відновного процесу, які обумовлені особливостями використаних засобів відновного лікування та причинами методологічного характеру.

Порівняльний аналіз динаміки відновлення рухової функції паретичної кінцівки щура після травми спинного мозку та відновних нейроінженерних втручань із використанням стовбурових клітин мезенхімального й нейрогенного фенотипу Резюме. Мета дослідження. Порівняти динаміку рівня рухової функції на тлі імплантації макропористого гідрогелю в поєднанні зі стовбуровими клітинами кісткового мозку (СККМ) та нейрогенними стовбуровими клітинами (НСК) на моделі лівобічного половинного перетину (ЛПП) спинного мозку зрілого щура.

The syndromes of spasticity and chronic pain are diagnosed in the majority of patients in different periods of recovering from spinal injury. Current synthetic or semi-synthetic matrixes, tissue and cell transplants, which are used in the treatment of spinal cord injuries, can affect the development of the syndrome of spasticity and chronic pain.Objective. To examine the effect of fetal cerebellum tissue transplantation (FCTT) on the course of the spasticity and chronic pain syndrome after experimental spinal cord injury.Materials and methods. Animals – albino outbred male rats (5.5 months, 300 grams, inbred line, the original strain – Wistar); main experimental groups: 1 – spinal cord injury only (n = 16), 2 – spinal cord injury + immediate homotopical implantation of a fragment of the fetal cerebellum tissue (n = 15). Model of injury – left-side spinal cord hemisection at Т11 level; verification of spasticity – by Ashworth scale and electroneuromyography, severe pain syndrome – by autophagy.Results. FCTT does not affect the frequency of severe neuropathic pain syndrome, is accompanied by early (1st week) debut of spasticity signs, significantly increases the level of spasticity (1st-3rd weeks), which is most likely due to glutamatergic effect of descendants of immature transplant cells – cerebellar granular neurons precursors. The maximum increase of the spasticity in the case of FCTT was observed at the 3rd week, in the control group – within the 1st and 4th weeks; from the 4th week after FCTT till the end of the experiment stabilization of spasticity rate in the range of 1.8-2.1 points was observed, which is probably due to the autoimmune motoneurons loss in the perifocal area. At the 24th week the level of spasticity in the case of FCTT succumbed to 2.1 ± 0.3 points, in the control group – 2.6 ± 0.4 Ashworth’s points (p > 0.05).Conclusion. Immediate fetal cerebellum tissue transplantation in rats with spinal cord injury causes early pro-spastic effect, in the long term – stabilizes spasticity level.

This work aimed to conduct a comparative study of the restorative effects of transplantation of fetal neural tissue (FNT), olfactory bulb tissue (OBT) and fetal kidney (FK) on the dynamics of muscle hypotonia after cerebellar hemisphere injury in the adult rats. Beam walking test (BWT) allowed detect at least three degrees of hypotonia which correspond to 2, 3, and 4 points. The authors selected animals with function index (FI) by BWT scale strictly lesser than 4 points on the 3rd day after injury. Moderate hypotonia was associated with FI 3 points, severe – 2 points, and mild-4 points. Major differences in the dynamics of the restorative process across study groups were detected at the first month of study: slow recovery of statics and coordination (control); fast recovery (during first 9 days, FK, OBT and FNT groups) that underwent changes by its slow increase during 9th–33rd day. Mild hypotonia in the control group showed itself by the end of the 1st month and on the 9th day in the FK, OBT and FNT groups. Normotony was observed on the 21st (group FNT) and 30th day (groups FK and OBT). These data suggest that neurotransplantation has a significant effect on muscle tone improvement after cerebellar injury, depending on the type of graft.