Η επίδραση περιβάλλοντος με ενισχυμένα αισθητικοκινητικά/γνωσιακά ερεθίσματα και του αυξητικού παράγοντα των ουδετερόφιλων στην αποκατάσταση μετά από υποξική-ισχαιμική εγκεφαλοπάθεια σε νεογέννητους επίμυες

Abstract

The aim of this study is to investigate the effect of the Granulocyte Colony Stimulating Factor (GCSF), and / or the enriched environment (EE) in the rehabilitation after a neonatal hypoxic-ischemic (HI) brain insult (permanent occlusion of the left common carotid artery followed by hypoxia for 60 min, with 8% O2 / 92 % N2) in 7 days old rats (P7), assessing motor coordination on the accelerated rotarod, spatial memory on the Morris Water Maze, histological brain lesions and the expression of BDNF and SYN in three regions of the hippocampus (CA3, CA1, dentate gyrus). The animals were randomly assigned to eight experimental groups: 4 controls and 4 HI. Two weeks after HI (P21), 2 control groups (control-EE, control-EE-GCSF) and 2 HI groups (HI-EE, HI-EE-GCSF) were housed in specially designed cages of EE (24 hours / day, for 4 weeks). On the 50th day postnataly the performance of the animals was assessed using the accelerated rotarod (P50-P51) and the water maze (P53-P65). On P66, histological brain lesions and the expression of BDNF and SYN with double fluorescent immunohistochemistry in hippocampus were assessed.In Conclusion neonatal HI insult significantly reduced motor coordination of rats, negatively affected spatial learning, which is a measure of the integrity of the hippocampus, caused histological lesions and infarcts in the left cerebral hemisphere ipsilateral to the occluded artery and decreased the expression of SYN but did not affect the expression of BDNF. Therapeutic intervention after HI showed that GCSF alone or in combination with EE recovered the behavioral deficits of animals in spatial learning caused by HI but did not improve the motor coordination. It improved the morphological changes in the brain, limiting the extent of tissue damage, and induced the expression of SYN in hippocampus. Only GCSF improved the expression of the neurotrophic factor BDNF in hippocampus of HI animals. EE exposure had no effect on the deficits of learning and memory caused by neonatal HI but a positive effect only in controls; also EE did not affect the expression of BDNF or SYN in HI rats, whereas in controls it partly induced the expression of BDNF of the left hippocampus.

Ο Σκοπός της διατριβής είναι η διερεύνηση της επίδρασης του αυξητικού παράγοντα των ουδετερόφιλων (GCSF) και του Εμπλουτισμένου Περιβάλλοντος (ΕΠ), μεμονωμένα ή σε συνδυασμό στην αποκατάσταση μετά από νεογνική Υποξαιμική Ισχαιμική (ΥΙ) εγκεφαλική βλάβη (μόνιμη απόφραξη της αριστεράς κοινής καρωτιδικής αρτηρίας και επίδραση υποξίας διάρκειας 60 min, με 8% Ο2/ 92% Ν2), σε επίμυες ηλικίας 7 ημερών (P7) με τον έλεγχο της κινητικής συμπεριφοράς σε επιταχυνόμενο κύλινδρο, της χωρικής μνήμης στον υδάτινο λαβύρινθο, των όψιμων εγκεφαλικών βλαβών, και της έκφρασης του BDNF και της συναπτοφυσίνης (ΣΥΝ) στον ιππόκαμπο. Τα ζώα χωρίστηκαν τυχαία σε οκτώ πειραματικές ομάδες: 4 ομάδες μαρτύρων (Μ) και 4 ομάδες ΥΙ. Ο G-CSF χορηγήθηκε 1 ώρα μετά την ΥΙ επί 5 ημέρες. Δύο εβδομάδες μετά την ΥΙ (P21), 2 ομάδες Μ (Μ-ΕΠ, Μ-ΕΠ-GCSF) και 2 ομάδες ΥΙ (ΥΙ-ΕΠ, ΥΙ-GCSF-ΕΠ), μεταφέρθηκαν σε ειδικά διαμορφωμένα κλουβιά διαβίωσης σε ΕΠ (24 ώρες / ημέρα για 4 εβδομάδες). Την 50η ημέρα μετά τη γέννηση εκτιμήθηκαν οι επιδόσεις των ζώων όλων των ομάδων στον επιταχυνόμενο κύλινδρο (P50-P51) και στον υδάτινο λαβύρινθο (P53-P65). Την P66 έγινε η εκτίμηση των ιστολογικών αλλοιώσεων του εγκεφάλου και της έκφρασης του BDNF και της ΣΥΝ με διπλή ανοσοϊστοχημεία φθορισμού σε τρεις περιοχές του ιππόκαμπου (CA3, CA1, οδοντωτή έλικα).Συμπερασματικά, με βάση τα αποτελέσματα, η νεογνική ΥΙ εγκεφαλική βλάβη: ελάττωσε σημαντικά τη γενική κινητική δραστηριότητα των επίμυων, επηρέασε αρνητικά τη χωροταξική μάθηση, επέφερε εκτεταμένες ιστολογικές αλλοιώσεις και ελάττωσε την έκφραση της ΣΥΝ, αλλά όχι του BDNF. Από τη θεραπευτική παρέμβαση μετά την ΥΙ, ο GCSF μόνος του ή σε συνδυασμό με το ΕΠ βελτίωσε τη συμπεριφορά των πειραματόζωων στη χωρική μάθηση, όχι όμως τον κινητικό συντονισμό, βελτίωσε τις μορφολογικές αλλοιώσεις που προκλήθηκαν στον εγκέφαλο από την ΥΙ και είχε επαγωγική δράση στην έκφραση της ΣΥΝ. Μόνο ο GCSF βελτίωσε την έκφραση του BDNF στον ιππόκαμπο. Η διαβίωση σε ΕΠ δεν αποκατέστησε τα ελλείμματα της μάθησης και της μνημονικής λειτουργίας που προκαλούνται από την ΥΙ, ενώ είχε θετική επίδραση μόνον στους μάρτυρες. Επίσης δεν επηρέασε την έκφραση του BDNF ή της ΣΥΝ, ενώ στους μάρτυρες φάνηκε ότι αυξάνει μόνο την έκφραση του BDNF εν μέρει στον αριστερό ιππόκαμπο.