Deneysel kafa travması modelinde insan umbilikal kordon kanından elde edilmiş kök hücre naklinin ve nimodipinin beraber kullanımının serebral doku iyileşmesi ve nörolojik fonksiyonlara etkisi

Abstract

Travmatik beyin yaralanması sonrasında, sekonder yaralanma süreci ile beraber gelişen yıkım sürecinin durdurulması yada minimalize edilebilmesi için birçok çalışma yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda insanda standart bir tedavi protokolü ortaya konamamıştır. Kullanılan farmakolojik ajanların tedavi konusunda yetersiz kalması nedeniyle, travmatik beyin hasarlanmasında sekonder yaralanma sürecinin olumlu yönde atlatılması ve santral sinir sisteminin yeniden restorasyonu için hücresel tedavi yöntemleri gündeme gelmiştir. Biz de çalışmamızda, kök hücre yönünden zengin ve GVH hastalığı gelişme riski düşük, insan umblikal kordon kanından elde edilmiş CD34+ kök hücreleri ve sekonder hasar üzerinde etkisi konusunda ortak bir sonuca varılmamış ve literatürde tartışmalı olarak duran nimodipini kullandık. Çalışmamızda ratlar 4 gruba ayrıldı ve her grupta denek sayısı 6 rattan oluşmaktaydı (n=6). Grup 1'e sadece kraniektomi ve sol fronto-parietal kortikal rezeksiyon yapıldı. Grup 2'ye kraniektomi ve sol fronto-parietal kortikal rezeksiyon yapıldıktan hemen sonra, rezeksiyon alanına umbilikal kordon kanından elde edilmiş CD34+ hücre içeren kök hücre süspansiyonu enjekte edildi. Grup 3'e kraniektomi ve sol fronto-parietal kortikal rezeksiyon yapıldıktan yarım saat sonra 0,1 mg/kg intraperitoneal nimodipin verildi. Dördüncü gruptaki ratlara kraniektomi ve sol fronto-parietal kortikal rezeksiyon yapılarak rezeksiyondan hemen sonra rezeksiyon alanına umbilikal kordon kanından elde edilmiş CD34+ hücre içeren kök hücre süspansiyonu enjekte edilerek rezeksiyondan yarım saat sonra 0,1 mg/kg intraperitoneal nimodipin verildi. Grupların sekiz haftalık takipleri sürecinde haftalık olarak lokomotor sistem muayeneleri rotarod performans testi, çift yönlü eğik düzlem testi ile yapıldı. Sekizinci haftanın sonunda tüm gruplar kontrol grubuyla karşılaştırıldı. Sekizinci hafta sonunda tüm gruptaki ratlar sakrifiye edilerek ilgili serebral alanlar histopatolojik inceleme için çıkarıldı. Gruptaki ratların histopatolojik incelemesi hematoksilen eosin, GFAP, MAP ve S 100 boyaları ile yapıldı. Çalışmamızın fonksiyonel iyileşme sonuçları, insan umblikal kordon kanından elde edilmiş kök hücre ile birlikte nimodipin kullanılan grubun (Grup 4) diğer gruplardan üstün olduğunu, grup 2'nin Grup 3 ve 1'den, Grup 3'ünde Grup 1'den üstün olduğunu göstermiştir. Histopatolojik olarak yapılan incelemede tüm gruplarda hasarlanmış alanda iğsi hücre (fibroblast) proliferasyonu, bazıları lipofuksin pigmenti içeren makrofaj kümelenmeleri, ödem saptanmıştır. Kök hücre ekimi yapılan Grup 2 ve Grup 4' de hasarlanan bölgede gelişen skar dokusunda MAP pozitif olarak, tüm gruplarda ise aynı alanlarda GFAP ve S100 pozitif izlenmiştir. İnsan umblikal kordon kanından elde edilen kök hücre ile birlikte nimodipinin kullanılması bizim çalışmamızda, travmatik beyin hasarında fonksiyonel iyileşme bağlamında en iyi sonuçları sağlamış ve insan umblikal kordon kanından elde edilen kök hücrenin nöronal diferansiyasyon kapasitesinin olduğu ve fonksiyonel iyileşme üzerinde olumlu etki sağladığı çalışmamızda gösterilmiştir.

A lot of studies have been performed in order to stop or minimize the destruction period develops together with seconder injury after traumatic brain injury. A standart treatment schedule couldn?t be found after many studies. As the pharmacologic agents are insufficient, cellular treatment modalities have become a current issue for saving from the seconder injury process in traumatic brain injury positively and restorating the central nervous system. We used CD34+ stem cells obtained from human umbilical cord blood which are rich of stem cells and have very low risk of GVH disease and Nimodipin that doesn?t have a common result on its effect on seconder injury in our study. In our study, the rats were divided into 4 groups and each group was formed of 6 rats (n=6). Only craniectomy and left frontoparietal cortical resection were performed in group 1. Stem cell suspension including CD34+ stem cells derived from human umbilical cord blood was injected rapidly after craniectomy and left frontoparietal cortical resection in group 2. 0,1 mg/ kg Nimodipin was administred intraperitoneally, 30 minutes after craniectomy and left frontoparietal cortical resection in group 3. In group 4, stem cell suspension including CD34+ stem cells derived from human umbilical cord blood was injected rapidly after craniectomy and left frontoparietal cortical resection site and 0,1 mg/ kg Nimodipin was administred intraperitoneally, 30 minutes after this process. The locomotor system assessments of the groups were made using rotarod performance test and incling plane test during the eight weeks follow-up. All groups were compared with the control group after eight weeks. All rats were sacrified after eight weeks and related cerebral sites were excised for histopathologic examination. Histopathologic assessment was made using hematoxilen eosine, GFAP, MAP and S 100 stains. Functional healing results of our study have shown that the results of the group in which stem cells derived from human umbilical cord blood and Nimodipin were used together (group 4) were better than other groups, the results of group 2 were better than group 3 and 1, the results of group 3 were better than group 1. In histopathologic examinations, spindle like cell (fibroblast) proliferation, macrophage accumulation some of which include lipofucsin pigment and eudema were seen in all groups. In stem cell injected groups, group 2 and 4, MAP was positive in the scar tissue formed in the injuried site and GFAP and S100 were positive in all groups. Usage of stem cell derived from human umbilical cord blood together with Nimodipin has provided the best results on functional healing in traumatic brain injury and it was shown in our study that stem cell has the capacity of neuronal differentiation and has positive effects on functional healing.