The review of the methods to obtain non-neuronal cells to study glial influence on Amyotrophic Lateral Sclerosis pathophysiology at molecular level in vitro / Revisão dos métodos de obtenção de células não neuronais para o estudo da fisiopatologia da Esclerose Lateral Amiotrófica ao nível molecular in vitro

PURPOSE: Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that displays a rapid evolution. Current treatments have failed to revert clinical symptoms because the mechanisms involved in the death of motoneuron are still unknown. Recent publications have put non-neuronal cells, particularly, astrocyte and microglia, in the scenario of pathophisiology of the disease. Animal models for ALS, particularly transgenic mice expressing the human SOD1 gene with a G93A mutation (hSOD1), are available and display the phenotype of the disease at cellular and clinical levels. However, it is a lack of detailed information regarding the methods to study the disease in vitro to better understand the contribution of non-neuronal cells in the onset and progression of the pathology. METHODS: Colonies of Swiss mice and transgenic mice expressing hSOD1 mutation as well as non-transgenic controls (wild-type) were amplified after a genotyping evaluation. Disease progression was followed behaviorally and mortality was registered. Highly purified primary cultures of astrocytes and microglia from mouse spinal cord were obtained. Cells were identified by means of GFAP and CD11B immunocytochemistry. The purity of astroglial and microglial cell cultures was also accompanied by means of Western blot and RT-PCR analyses employing a number of markers. RESULTS: The disease onset was about 105 days and the majority of transgenic mice displayed the disease symptoms by 125 days of age and reached the endpoint 20 days later. A substantial motor weakens was registered in the transgenic mice compared to wild-type at the end point. Immunocytochemical, biochemical and RT-PCR analyses demonstrated a highly purified primary cultures of spinal cord astrocytes and microglia. CONCLUSION: It is possible to achieve highly purified primary cultures of spinal cord astrocytes and microglia to be employed in cellular and molecular analyses of the influence of such non-neuronal cells in the pathophysiology of ALS.

OBJETIVO: A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa fatal com evolução rápida. Os tratamentos atualmente disponíveis falham em reverter os sintomas porque os mecanismos envolvidos na morte do neurônio motor ainda não são conhecidos. Publicações recentes colocam as células não neuronais, particularmente o astrócito e a microglia, no cenário da fisiopatologia da doença. Modelos animais para a ELA, particularmente os camundongos transgênicos que expressam o gene da SOD1 humana (hSOD1) mutante estão disponíveis e mostram o fenótipo da doença ao nível celular e clínico. Entretanto, informações detalhadas são escassas sobre os métodos de estudo da doença in vitro para a melhor compreensão da participação das células não neuronais no início e na progressão da patologia. MÉTODOS: Colônias de camundongos Swiss e camundongos transgênicos que expressam a hSOD1 mutante assim como os controles não transgênicos (selvagem) foram amplificadas após avaliação genotípica. A progressão da doença foi acompanhada pelo comportamento e a mortalidade foi registrada. Culturas primárias altamente purificadas de astrócitos e microglia da medula espinal dos camundongos foram obtidas. As células foram identificadas pela immunocitoquímica da GFAP e CD11B. A pureza das culturas de astrócitos e microglia foi acompanhada pelas análises do Western blot e RT-PCR empregando-se marcadores específicos. RESULTADOS: Os primeiros sinais da doença ocorreram por volta dos 105 dias de vida e a maioria dos camundongos transgênicos já estava com a doença manifestada aos 125 dias de idade e alcançaram o estágio terminal aproximadamente 20 dias depois. Fraqueza substancial da força muscular foi registrada nos animais transgênicos comparados com os animais selvagens. Análises imuncitoquímica, bioquímica e pelo RT-PCR demonstraram culturas primárias altamente purificadas de astrócito e microglia da medula espinal dos camundongos. CONCLUSÃO: É possível obter culturas purificadas de astrócitos e microglia da medula espinal do camundongo a ser empregadas em análises celulares e moleculares da influência destas células não neuronais na fisiopatologia da ELA.

S100ß and fibroblast growth factor-2 are present in cultured Schwann cells and may exert paracrine actions on the peripheral nerve injury / S100ß e fator de crescimento de fibroblasto-2 estão presentes nas células de Schwann cultivadas e exercem ações parácrinas na lesão do nervo

PURPOSE: The neurotrophic factor fibroblast growth factor-2 (FGF-2, bFGF) and Ca++ binding protein S100ß are expressed by the Schwann cells of the peripheral nerves and by the satellite cells of the dorsal root ganglia (DRG). Recent studies have pointed out the importance of the molecules in the paracrine mechanisms related to neuronal maintenance and plasticity of lesioned motor and sensory peripheral neurons. Moreover, cultured Schwann cells have been employed experimentally in the treatment of central nervous system lesions, in special the spinal cord injury, a procedure that triggers an enhanced sensorymotor function. Those cells have been proposed to repair long gap nerve injury. METHODS: Here we used double labeling immunohistochemistry and Western blot to better characterize in vitro and in vivo the presence of the proteins in the Schwann cells and in the satellite cells of the DRG as well as their regulation in those cells after a crush of the rat sciatic nerve. RESULTS: FGF-2 and S100ß are present in the Schwann cells of the sciatic nerve and in the satellite cells of the DRG. S100ß positive satellite cells showed increased size of the axotomized DRG and possessed elevated amount of FGF-2 immunoreactivity. Reactive satellite cells with increased FGF-2 labeling formed a ring-like structure surrounding DRG neuronal cell bodies.Reactive S100ß positive Schwann cells of proximal stump of axotomized sciatic nerve also expressed higher amounts of FGF-2. CONCLUSION: Reactive peripheral glial cells synthesizing FGF-2 and S100ß may be important in wound repair and restorative events in the lesioned peripheral nerves.

OBJETIVO: O fator neurotrófico fator de crescimento de fibroblastos-2 (FGF-2, bFGF) e a proteína ligante de Ca++ S100ß são expressos pelas células de Schwann dos nervos e por células satélites do gânglio da raiz dorsal (GRD). Estudos recentes indicam a importância das moléculas nos mecanismos parácrinos relacionados à manutenção neuronal e à plasticidade de neurônios periféricos motores e sensoriais. Além disso, células de Schwann cultivadas têm sido empregadas experimentalmente no tratamento de lesões no sistema nervo central, especialmente na lesão da medula espinal, a qual mostrou uma melhora da função sensoriomotora. Estas células são ainda propostas no reparo do nervo lesado com perda de tecido. MÉTODOS: Usamos a dupla marcação imunohistoquímica e o Western blot para caracterizar melhor in vitro e in vivo a presença das proteínas nas células de Schwann e nas células satélites do GRD assim como sua regulação nessas células após a compressão do nervo ciático de ratos. RESULTADOS: FGF-2 e S100ß estão presentes nas células de Schwann do nervo ciático e nas células satélites do GRD. Células satélites do GRD axotomizado positivas para S100ß possuíam quantidade aumentada de imurreatividade da FGF-2. Células satélites reativas apresentando maior quantidade de FGF-2 formaram um anel ao redor dos corpos neuronais do GRD. Células de Schwann do coto proximal à axotomia do nervo ciático e positivas para S100ß também expressaram quantidades aumentadas de FGF-2. CONCLUSÃO: As células gliais periféricas ao sintetizar FGF-2 e S100ß podem ser importantes no reparo de cicatrização e em eventos restaurativos nas lesões do nervo.