Safety of Human Neural Stem Cell Transplantation in Chronic Spinal Cord Injury

Abstract

The spinal cord injury (SCI) microenvironment undergoes dynamic changes over time, which could potentially affect survival or differentiation of cells in early versus delayed transplantation study designs. Accordingly, assessment of safety parameters, including cell survival, migration, fate, sensory fiber sprouting, and behavioral measures of pain sensitivity in animals receiving transplants during the chronic postinjury period is required for establishing a potential therapeutic window. The goal of the study was assessment of safety parameters for delayed transplantation of human central nervous system-derived neural stem cells (hCNS-SCns) by comparing hCNS-SCns transplantation in the subacute period, 9 days postinjury (DPI), versus the chronic period, 60 DPI, in contusion-injured athymic nude rats. Although the number of surviving human cells after chronic transplantation was lower, no changes in cell migration were detected between the 9 and 60 DPI cohorts; however, the data suggest chronic transplantation may have enhanced the generation of mature oligodendrocytes. The timing of transplantation did not induce changes in allodynia or hyperalgesia measures. Together, these data support the safety of hCNS-SCns transplantation in the chronic period post-SCI. STEM CELLS TRANSLATIONAL MEDICINE 2013;2:961-974

The influence of neurotransplantation with different allogenic tissues on the course of the spasticity and chronic pain syndrome after experimental spinal cord injury

“…492-497, 511, 514-519] при спінальній травмі залежить від реалізації компонентів запального процесу, характерного у тому числі для будь-якого нейроінженерного втручання трансплантаційного типу [26,27]. Попри цей оче-видний факт, вивчення впливу таких втручань при спінальній травмі на перебіг синдрому спастичності [28,29] та хронічного больового синдрому [30][31][32][33][34][35][36][37][38][39][40] становить міноритарну частку робіт, присвячених темі відновного лікування спінальної травми. Крім того, очевидним є факт обмеження сучасних нейроінженер-них втручань при спінальній травмі [41][42][43][44]; відсутній порівняльний аналіз їх ефективності на тлі тканинної нейротрансплантації, передусім тих її варіантів, що оперують найбільш місткими джерелами потенційних учасників нейропластичного процесу.…”

“…В умовах інтактного зрілого голо-вного мозку ці попередники мігрують з субвентрику-лярної зони бічних шлуночків до нюхової цибулини у товщі рострального міграторного потоку на відстані, що вимірюють сантиметрами [52]. Міграція незрілих клітин нейроектодермального чи мезенхімального фенотипу з зони трансплантації у тканину СМ -до-ведений факт [35,60], потребує певного часу, що може пояснити антиспастичний ефект у групі «ТТНЦ» лише на 2-му тижні після травми. Зважаючи на звичне обмеження тривалості життя новоутворених нейронів нюхової цибулини [52], слід очікувати виснаження такого спекулятивного механізму їх антиспастичної дії, що означатиме спряжене у часі підвищення тонусу м'язів у дистальних відділах ЗІК, реєстроване нами впродовж експерименту.…”

“…Прогресування спастичності та вираже-ності больового синдрому у ЗІК спричиняє зменшення функціональної активності ЗІК. Трансплантовані у СМ незрілі клітини з такою самою інтенсивністю мігрують і у ростральному напрямку [35,60], проте тут, за наявності всього спектру супра-та інтраспінальних зв'язків, їх вплив, ймовірно, компенсується, що на даний час не підтверджено.…”

Stem cells for spine surgery

“…Lee et al [115] documented similar functional recovery in terms of hind limb recovery paired with reduced lesions and an increased density of axons and dendritic spines surrounding the transplanted NSCs in a rat model [115] . Piltti et al [116] examined the survival rates, migration and sensory fiber sprouting of transplanted NSCs in a rat model in the secondary or subacute phase vs the tertiary or chronic phase of SCI. They found that the number of surviving transplanted cells was lower in the group treated during the tertiary phase, but that these cells had a stronger effect by increasing the number of mature oligodendrocytes [116] .…”

“…Piltti et al [116] examined the survival rates, migration and sensory fiber sprouting of transplanted NSCs in a rat model in the secondary or subacute phase vs the tertiary or chronic phase of SCI. They found that the number of surviving transplanted cells was lower in the group treated during the tertiary phase, but that these cells had a stronger effect by increasing the number of mature oligodendrocytes [116] . The experimental utilization of stem cell therapy in SCI has been very limited to date.…”