Células-tronco de cordão umbilical humano em modelo experimental de hipóxia-isquemia neonatal em ratos

Abstract

Introduction: Hypoxic-ischemic injury is an important cause of mortality and morbidity in infants, often leading to mental retardation, epilepsy and cerebral palsy. Human umbilical cord blood (HUCB), which is rich in adult stem cells, is a potential source of cellular therapy in perinatology. Objective: In this study, we investigated the effects of HUCB cells on motor, spatial orientation memory and histological outcome in neonate rats subjected to hypoxicischemic (HI) injury. Methods: Seven-days-old rats underwent right carotid artery occlusion followed by exposure to 8% O2 inhalation for 2 h. Twenty-four hours after HI injury, rats received either saline solution or HUCB cells intravenously. We also added a group of shamoperated animals. After three weeks, spatial orientation memory was assessed using Morris Water Maze and motor evaluations were conducted by open-field activity, cylinder, grid walking and ledged beam walking tests. Subsequently, rats were sacrificed for histological analyses. Results: HI rats showed a significant spatial orientation memory impairment and a volumetric decrease of the ipsilateral hemisphere to arterial occlusion. In motor tests, animal subjected to HI injury showed only a tendency to deficits in cylinder and grid walking tests. However, animals that received HUCB cells did not show statistical difference in behavioral tests and cerebral atrophy when compared to saline group. Conclusion: The present study suggests that intravenous injection of HUCB cells does not improve functional and histological outcomes in HI rats with severe brain damage. Additional investigations, considering aspects as dose, time to transplantation, delivery methods, immunosuppression and associated therapies are necessary to assessment the clinical relevance of cellular therapy in neonatal brain damage.

Introdução: A lesão hipóxico-isquêmica neonatal é uma causa importante de mortalidade e morbidade na infância, levando, freqüentemente, a retardo mental, epilepsia e paralisia cerebral. O sangue do cordão umbilical humano, rico em células-tronco adultas, é uma fonte potencial para a terapia celular em perinatologia. Objetivo: Investigar os efeitos das células-tronco de cordão umbilical humano na memória de orientação espacial, no desempenho motor e nos desfechos histológicos em ratos neonatos submetidos à hipóxia-isquemia neonatal (HI). Métodos: Ratos de 7 dias de vida foram submetidos à oclusão da artéria carótida direita seguida por exposição a ambiente hipóxico (8% O2) por 2 h. Após vinte e quatro horas, os ratos receberam solução salina ou células-tronco de cordão umbilical humano por via intravenosa. Um grupo de animais cirurgia-simulada também foi adicionado. Após três semanas, a memória espacial foi avaliada através do labirinto aquático de Morris e as avaliações motoras aplicadas foram o campo aberto, os testes do cilindro, da grade e da trave. Subseqüentemente, os ratos foram sacrificados para as avaliações histológicas. Resultados: Ratos com HI mostraram um significativo prejuízo na memória espacial e uma redução volumétrica do hemisfério ipsilateral à oclusão arterial. Nos testes motores, os animais submetidos à HI mostraram apenas uma tendência a déficits nos testes do cilindro e da grade. No entanto, os animais tratados com células-tronco de cordão umbilical humano não mostraram diferenças estatísticas nos testes comportamentais e na atrofia cerebral quando comparados ao grupo que recebeu solução salina. Conclusão: Este estudo sugere que a injeção intravenosa de células-tronco de cordão umbilical humano não melhora os desfechos comportamentais e histológicos em ratos após HI severa. Investigações adicionais, considerando aspectos como dose, tempo para o transplante, métodos de injeção, uso de imunossupressão e de terapias associadas são necessárias para avaliar a relevância clínica da terapia celular na lesão cerebral neonatal.