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Avanços na Compreensão da Recuperação de Lesões na Medula Espinhal

Pesquisas sobre lesões na medula espinhal trazem novas ideias sobre possibilidades de recuperação.

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Lesões na medula espinhal (SCIs) acontecem quando há dano na coluna que pode levar à perda de movimento ou sensação abaixo do local da lesão. Todo ano, muitas pessoas ao redor do mundo passam por essas lesões, que afetam seu dia a dia. A maioria das SCIs resulta de acidentes, quedas ou lesões relacionadas a esportes. Esses incidentes podem causar condições graves ou permanentes, e tendem a ocorrer mais em jovens adultos e idosos.

Tipos de Lesões Traumáticas na Medula Espinhal

Existem dois tipos principais de lesões traumáticas na medula espinhal: lesões por compressão e fraturas explosivas. Lesões por compressão ocorrem quando algo pressiona a medula espinhal, enquanto as fraturas explosivas acontecem quando uma vértebra se quebra, danificando o tecido ao redor. Ambos os tipos podem afetar seriamente os nervos na medula espinhal, levando à perda de função e dor.

O Impacto das Lesões na Medula Espinhal

As SCIs podem afetar muito a vida de uma pessoa. Elas podem mudar como alguém se move, sente e interage com o mundo. Problemas de saúde mental também são comuns entre aqueles que sofrem com SCIs, já que podem enfrentar dificuldades com independência e interação social. Além disso, essas lesões costumam levar a custos mais altos com saúde e podem reduzir a expectativa de vida.

Recuperação de Lesões na Medula Espinhal

Embora a recuperação completa seja rara, algumas pessoas podem recuperar alguma função após uma lesão na medula espinhal, especialmente se a lesão for leve. Os esforços de reabilitação geralmente focam em melhorar a qualidade de vida e ajudar os indivíduos a se adaptarem às mudanças em suas habilidades. No caso de lesões graves, as chances de recuperação significativa são muito baixas.

Tratamentos Potenciais para SCIs

Pesquisadores estão buscando diferentes maneiras de ajudar as pessoas a se recuperarem de lesões na medula espinhal. Alguns desses métodos mostraram-se promissores em estudos com animais, mas os resultados variam. As abordagens incluem:

  1. Descompressão Cirúrgica: Esse procedimento envolve aliviar a pressão sobre a medula espinhal para evitar mais danos. A taxa de sucesso pode depender da gravidade da lesão e da rapidez com que o tratamento é feito.

  2. Medicação: Certos medicamentos estão sendo estudados para ver se podem ajudar a reduzir os danos à medula espinhal e promover a recuperação.

  3. Estimulação Elétrica: Dispositivos que enviam sinais elétricos para estimular os músculos têm sido testados como uma maneira de ajudar a recuperar o movimento.

  4. Terapia com Células-Tronco: Isso envolve usar células-tronco para reparar ou substituir células danificadas na medula espinhal. A pesquisa está em andamento para entender quão eficaz isso pode ser.

  5. Ativação das Células Próprias do Corpo: Cientistas também estão investigando se podem incentivar células existentes na medula espinhal a reparar os danos.

O Papel das Células-Tronco Neurais

Na medula espinhal, existem células especiais conhecidas como células-tronco neurais (NSCs). Essas células podem se desenvolver em vários tipos de células do sistema nervoso. A pesquisa sobre essas células é importante porque elas podem ajudar na reparação de danos após uma lesão. O canal central da medula espinhal contém essas NSCs, e elas desempenham um papel crítico na resposta do corpo às lesões na medula espinhal.

A Resposta das Células-Tronco Neurais à Lesão

Quando ocorre uma lesão na medula espinhal, as NSCs reagem começando a se dividir e produzir mais células. Isso faz parte do processo natural de cicatrização do corpo. Após uma lesão, há um aumento no número de NSCs, especialmente nas primeiras horas e dias após o incidente. No entanto, essa resposta pode variar dependendo do tipo de lesão sofrida.

Diferenças entre Lesões por Compressão e Fraturas Explosivas

Pesquisas mostraram que a resposta das NSCs pode diferir com base em ser uma lesão por compressão ou uma fratura explosiva. Por exemplo, após uma lesão por compressão, as NSCs ao longo de toda a extensão da medula espinhal podem ser ativadas. Em contraste, uma fratura explosiva pode levar a uma atividade mais localizada das NSCs devido ao impacto que a lesão tem nos tecidos ao redor.

Estudando Células-Tronco Neurais de Diferentes Tipos de Lesões

Para entender melhor como as NSCs se comportam após lesões, pesquisadores estudaram NSCs coletadas de medulas espinhais de ratos que sofreram diferentes tipos de lesões: sem lesão, compressão e fratura explosiva. Eles se concentraram em quão bem essas células sobreviveram e cresceram em um ambiente de laboratório.

A Configuração do Experimento

No estudo, os ratos foram tratados de acordo com diretrizes éticas. Os animais passaram por cirurgias para criar tipos específicos de lesões na medula espinhal, e suas NSCs foram coletadas para análise posterior. Os pesquisadores então observaram como as NSCs de cada tipo de lesão se saíram nas culturas ao longo do tempo, analisando sua capacidade de crescer e se desenvolver.

Resultados do Estudo

Ao comparar as NSCs de ratos não feridos com aquelas de ratos feridos, algumas diferenças notáveis foram observadas. As NSCs de ratos com lesões por compressão mostraram uma melhor capacidade de sobreviver e crescer em condições de laboratório. As de lesões por fratura explosiva, no entanto, tiveram dificuldades significativas, indicando que o tipo de lesão impacta a saúde e a função das NSCs.

A Importância das Condições de Crescimento

As condições nas quais as NSCs são cultivadas no laboratório também podem afetar seu comportamento. Os pesquisadores forneceram o mesmo ambiente para todas as NSCs para ver como elas se desenvolveriam. Os resultados mostraram que as NSCs de ratos não feridos e de lesões por compressão formaram colônias saudáveis, enquanto as NSCs de fratura explosiva não prosperaram da mesma forma.

Observando Mudanças Durante a Diferenciação

Conforme as NSCs foram cultivadas por períodos mais longos, elas começaram a se diferenciar em tipos específicos de células, como neurônios e células gliais. As NSCs de ratos não feridos e com lesões por compressão mostraram sinais promissores de diferenciação, formando redes organizadas. Por outro lado, as NSCs de fraturas explosivas tiveram menos crescimento e organização, frequentemente permanecendo agrupadas e desconectadas.

Entendendo a Identidade Neural

O estudo descobriu que as NSCs de lesões por fratura explosiva tinham menos chances de se diferenciar nas células neuronais desejadas em comparação com aquelas de lesões por compressão e controles não feridos. Isso sugere que o ambiente ao redor e a lesão inicial podem ter um efeito a longo prazo sobre como as NSCs funcionam.

O Papel do Ambiente Tecidual Local

A lesão e o ambiente tecidual ao redor impactam muito o comportamento das NSCs. No caso de fraturas explosivas, a mistura de inflamação local e dano pode criar um ambiente hostil para essas células prosperarem. Isso pode dificultar sua capacidade de contribuir para os processos de recuperação.

Implicações para Tratamentos Futuros

Essas descobertas podem ajudar a informar futuras abordagens para tratar lesões na medula espinhal. Entender como as NSCs respondem de maneira diferente com base no tipo de lesão pode auxiliar no desenvolvimento de terapias direcionadas. Ao saber o que influencia o comportamento das NSCs, os pesquisadores podem buscar criar estratégias mais eficazes para promover a recuperação.

Conclusão

Lesões na medula espinhal apresentam desafios significativos para os indivíduos atingidos. A pesquisa sobre células-tronco neurais oferece esperança para encontrar novas maneiras de melhorar a recuperação. Ao estudar como diferentes tipos de lesões impactam as NSCs, os pesquisadores podem trabalhar em direção a melhores tratamentos que aproveitem os processos naturais de cicatrização do corpo. Essa área de estudo continua a evoluir, e com isso, o potencial para soluções mais eficazes para aqueles afetados por lesões na medula espinhal.

Fonte original

Título: In vitro survival and neurogenic potential of central canal-derived neural stem cells depend on spinal cord injury type

Resumo: The central canal (CC) of the spinal cord is a neurogenic niche consisting of quiescent neural stem cells (NSCs) capable of responding to traumatic damage to the spinal cord by increasing their proliferative activity and sending migrating progeny toward the site of injury, where they contribute to the formation of the glial scar. However, CC NSCs have been demonstrated to have the capability to differentiate into all neural lineage cells in vitro, but also in vivo, in response to infusion of specific growth factors that promote neuronal induction after injury, as well as when transplanted into other neurogenic niches, such as the subgranular zone of the hippocampus. This suggests that CC NSCs may represent a recruitable endogenous source of neural lineage cells that could be harnessed to replenish damaged or lost neural tissue after traumatic spinal cord injury (SCI). NSCs isolated from the CC neurogenic niche of uninjured rats and mice have been shown to display limited proliferative capacity in vitro, with significantly greater proliferative activity achieved with NSCs isolated from SCI-lesioned rats and mice indicating an injury-specific activation of the quiescent CC NSC pool. A central question that currently remains unanswered is whether, and to what extent the CC niche can spontaneously generate viable neurons, and act as a potential source of new cells to replace lost neuronal populations in situ, and whether SCI sequalae impact future NSC neurogenic potential. To address this question, we need to understand whether the nature of the injury plays a role in the CC neurogenic niche response. In this study, we compared the intrinsic proliferative response and neurogenic potential of NSCs harvested from the CC neurogenic niche in adult female Sprague Dawley rats by culturing said NSCs across three conditions; (i) control, i.e., uninjured tissue, (ii) after in vivo compression injury 3 days before harvesting, and (iii) after in vivo simulated burst fracture injury 3 days before harvesting in vitro. We found that lacerations of the dura mater surrounding the spinal cord during a compression injury resulted in drastically altered and persistent in vitro NSC behavior encompassing both proliferation and development compared to uninjured control and compression injury with the dura intact.

Autores: Ioanna Sandvig, L. E. Schiro, U. S. Bauer, C. Bjorkli

Última atualização: 2024-01-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.27.577563

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.27.577563.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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