Differential astroglial responses in the spinal cord of rats submitted to a sciatic nerve double crush treated with local injection of cultured Schwann cell suspension or lesioned spinal cord extract: implications on cell therapy for nerve repair

ABSTRACT

PURPOSE: Reactive astrocytes are implicated in several mechanisms after central or peripheral nervous system lesion, including neuroprotection, neuronal sprouting, neurotransmission and neuropathic pain. Schwann cells (SC), a peripheral glia, also react after nerve lesion favoring wound/repair, fiber outgrowth and neuronal regeneration. We investigated herein whether cell therapy for repair of lesioned sciatic nerve may change the pattern of astroglial activation in the spinal cord ventral or dorsal horn of the rat. METHODS: Injections of a cultured SC suspension or a lesioned spinal cord homogenized extract were made in a reservoir promoted by a contiguous double crush of the rat sciatic nerve. Local injection of phosphate buffered saline (PBS) served as control. One week later, rats were euthanized and spinal cord astrocytes were labeled by immunohistochemistry and quantified by means of quantitative image analysis. RESULTS: In the ipsilateral ventral horn, slight astroglial activations were seen after PBS or SC injections, however, a substantial activation was achieved after cord extract injection in the sciatic nerve reservoir. Moreover, SC suspension and cord extract injections were able to promote astroglial reaction in the spinal cord dorsal horn bilaterally. Conclusion: Spinal cord astrocytes react according to repair processes of axotomized nerve, which may influence the functional outcome. The event should be considered during the neurosurgery strategies.

RESUMO

OBJETIVO: Astrócitos reativos participam de vários mecanismos após lesões do sistema nervoso central e periférico, os quais incluem neuroproteção, brotamento neuronal, neurotransmissão e dor neuropática. As células de Schwann (CS), um tipo de glia periférica, também reagem com a lesão do nervo, podendo interferir com o reparo e cicatrização, crescimento de fibras e regeneração neuronais. Investigamos aqui a possibilidade da terapia celular para o reparo do nervo ciático poder alterar o padrão da ativação astrocitária nos cornos anterior e posterior da medula espinal do rato. MÉTODOS: Suspensão de CS cultivadas ou extrato homogeneizado de medula espinal lesada de rato foram inoculados num reservatório feito a partir de dois esmagamentos aplicados no nervo ciático do rato distantes 0,5mm entre si. Injeção local de salina tamponada serviu como controle. Os ratos foram mortos uma semana após e os astrócitos da medula espinal marcados por método imunohistoquímico e quantificados por análise de imagem. RESULTADOS: No corno anterior da medula, ipsilateral à lesão, ativação astrocitária leve foi vista após as injeções de tampão ou CS, entretanto, ativação celular intensa foi observada nesta região com a inoculação neural do extrato homogeneizado de tecido medular lesado. Adicionalmente, as inoculações de CS e de extrato homogeneizado de tecido medular promoveram forte reação astrocitária no corno dorsal da medula espinal, bilateralmente. CONCLUSÕES: Os astrócitos da medula espinal reagem em função do processo de reparo do nervo lesado, o que pode influenciar o resultado funcional esperado, algo que deve ser considerado durante o planejamento da estratégia neurocirúrgica.