Estudo da vascularização dos nervos periféricos e da sua influência na regeneração nervosa : estudo experimental e no cadáver humano

RESUMO: Na clínica, a recuperação funcional que se segue a uma lesão nervosa raramente é atingida na sua totalidade. A reinervação, quer motora, quer sensitiva, ocorre geralmente com maior ou menor deficit. Interessa, então, identificar os factores que podem interferir na regeneração nervosa. O neurónio é a unidade anatómica fundamental do sistema nervoso periférico e é muito vulnerável à isquemia pela grande distância que existe entre o corpo neuronal e a extensão do axónio, que pode ser de apenas alguns milímetros ou até atingir um metro. É, por isso, fundamental o estudo da vascularização do nervo periférico e da sua influência na regeneração nervosa. O resultado deste estudo pode levar ao desenvolvimento de técnicas cirúrgicas que criem as condições que garantam, por sua vez, a revascularização precoce do nervo periférico em caso de lesão, ou mesmo em caso de doenças, nas quais a vascularização do nervo está alterada como, por exemplo, na neuropatia diabética. O estudo da vascularização do nervo periférico realizou-se através da investigação da vascularização do nervo mediano do cadáver humano, pela investigação da vascularização do nervo isquiático do rato Wistar e do Plexo Braquial (PB) do mesmo. A vascularização do PB do rato não é muito diferente daquela que é reportada na espécie humana, existindo uma homologia entre o rato e o Homem no que diz respeito à morfologia e à vascularização do PB. Através da comparação angiomorfológica entre o nervo isquiático do rato e o nervo mediano humano, concluíu-se que a microvascularização do nervo isquiático do rato e do mediano humano são muito semelhantes, o que suporta a utilização do rato como modelo experimental de lesões do nervo mediano humano. Para a avaliação da influência da vascularização na regeneração nervosa foi feita a análise da eficácia de enxerto de tubo de membrana amniótica humana imunologicamente inerte, de enxerto de veia jugular externa autóloga e de auto-enxerto de nervo, na reparação de um defeito de 10 milímetros no nervo isquiático do rato, na presença de um fornecimento vascular axial, comparando-se com os mesmos procedimentos em estudos realizados anteriormente, sem suprimento vascular. Os ratos foram avaliados funcionalmente através do estudo das pegadas, da electroneurografia e da força de flexão ao nível do tornozelo, e estruturalmente, através das avaliações histológicas e morfométricas, da taxa de recuperação do peso dos músculos gastrocnémio e solhear e da marcação axonal retrógrada com True Blue às 4, 8 e 12 semanas. Os nervos reconstruídos apresentaram uma arquitectura normal, incluindo a arquitectura vascular. A membrana amniótica foi bem tolerada, persistindo imunologicamente em torno do nervo até à 12.ª semana. Concluiu-se também que, na presença de um suprimento vascular axial local, a membrana amniótica humana e as veias autólogas são, pelo menos, tão eficazes como os auto-enxertos nervosos na reconstrução de defeitos nervosos de 10 milímetros.--------------------------------------ABSTRACT: At the clinic, the functional recovery that follows a nerve lesion is rarely achieved in full. The neuron is very vulnerable to ischemia that’s why it is essential to study the vascularization of the peripheral nerve and its influence on the nerve’s regeneration. The outcome of this study may lead to the development of surgical techniques that create the conditions which are necessary to ensure an early revascularization in case of a peripheral nerve injury. This study investigated the vascularization of the median nerve of the human cadaver and the vascularization of the sciatic nerve of the Wistar rat and his Brachial Plexus (BP) through animal experimentation. The mouse's BP vascularization is not so different from the one that is reported in the human species. An angiomorphological comparison between the mouse sciatic nerve and the human median nerve concluded that the microvascularizations are very similar, which supports the use of the mouse as an experimental model for the study of median nerve’s lesions. To evaluate the influence of vascularization in the nerve’s regeneration, it was made an assessment of the effectiveness of the human amniotic immuno-inert membrane grafts, of the autologous external jugular vein grafts and of the nerve auto-graft in the repair of a defect of 10 mm on the sciatic nerve of the rat, in the presence of an axial vascular supply, comparing these with the same procedures that were adopted in the previous studies, without vascular supply. The rats were functionally assessed and structurally evaluated (through histological and morphometric evaluations) at the 4.th, 8.th and 12.th weeks. The nerves reconstructed presented a normal architecture, including vascular architecture. The amniotic membrane was well-tolerated immunologically, persisting around the nerve until the 12.th week. As a result, it was also concluded that in the presence of a local axial vascular supply, the human amniotic membrane and the autologous veins are, at least, as effective as the nerve auto-grafts in the reconstruction of the nerve’s defects of 10 mm.

Morphological and functional characterization of placenta during gestation in bovine clones derived by somatic nuclear transfer

La technique de clonage par transfert nucléaire de cellules somatiques (SCNT) présente une page importante dans les annales scientifiques, mais son application pratique demeure incertaine dû à son faible taux de succès. Les anomalies placentaires et de développement fœtal se traduisent par des pertes importantes de gestation et des mortalités néonatales. Dans un premier temps, la présente étude a caractérisé les changements morphologiques des membranes fœtales durant la gestation clonée en les comparant à des gestations contrôles obtenues à partir de l’insémination artificielle. Les différentes anomalies morphologiques des placentomes telles que l’œdème chorioallantoique, la présence de zones hyperéchoiques et irrégulières dans la membrane amniotique et la présence de cellules inflammatoires dégénérées compromettent le développement fœtal normal de la gestation clonée. L’examen ultrasonographique représente une technique diagnostique importante pour faire le suivi d’une gestation et de caractériser les changements placentaires dans le cadre d’évaluation globale du bien-être fœtal. Le profil hormonal de trois stéroïdes (progestérone (P4), estrone sulfate (E1S), et œstradiol (E2)) et de la protéine B spécifique de gestation (PSPB) dans le sérum des vaches porteuses de clones SCNT a été déterminé et associé aux anomalies de gestations clonées. Une diminution de la P4 sérique au jour 80, une élévation du niveau de la concentration de la PSPB au jour 150, et une augmentation de la concentration d’E2 sérique durant le deuxième et troisième tiers de la gestation clonée coïncident avec les anomalies de gestation déjà reportées. Ces changements du profil hormonal associés aux anomalies phénotypiques du placenta compromettent le déroulement normal de la gestation clonée et gênent le développement et le bien-être fœtal. Sur la base des observations faites sur le placenta de gestation clonée, le mécanisme moléculaire pouvant expliquer la disparition de l’épithélium du placenta (l’interface entre le tissue maternel et le placenta) a été étudié. L’étude a identifié des changements dans l’expression de deux protéines d’adhérence (E-cadhérin et β-catenin) de cellules épithéliales pouvant être associées aux anomalies du placenta chez les gestations clonées. Le tissu de cotylédons provenant de gestations clonées et contrôles a été analysé par Western blot, RT-PCR quantitatif, et par immunohistochimie. Les résultats présentaient une diminution significative (p<0.05) de l’expression des dites protéines dans les cellules trophoblastiques chez les gestations clonées. Le RT-PCR quantitatif démontrait que les gènes CCND1, CLDN1 et MSX1 ciblés par la voie de signalisation de la Wnt/β-catenin étaient significativement sous exprimés. La diminution de l’expression des protéines E-cadherin et β-catenin avec une réduction de l’activation de la protéine β-catenin durant le période d’attachement de l’embryon peut potentiellement expliquer l’absence totale ou partielle de l’attachement des membranes fœtales au tissu maternel et éventuellement, l’insuffisance placentaire caractéristique des gestations clonées chez la vache. La caractérisation morphologique et fonctionnelle du placenta durant les gestations clonées à haut risque est essentielle pour évaluer le statut de la gestation. Les résultats de la présente étude permettront de prédire le développement et le bien-être fœtal de façon critique à travers un protocole standardisé et permettre des interventions médicales pour améliorer le taux de succès des gestations clonées chez les bovins.

Ex Vivo Construction of an Artificial Ocular Surface by Combination of Corneal Limbal Epithelial Cells and a Compressed Collagen Scaffold Containing Keratocytes

We have investigated the use of a laminin coated compressed collagen gel containing corneal fibroblasts (keratocytes) as a novel scaffold to support the growth of corneal limbal epithelial stem cells. The growth of limbal epithelial cells was compared between compressed collagen gel and a clinically proven conventional substrate, denuded amniotic membrane. Following compression of the collagen gel, encapsulated keratocytes remained viable and scanning electron microscopy showed that fibres within the compressed gel were dense, homogeneous and similar in structure to those within denuded amniotic membrane. Limbal epithelial cells were successfully expanded upon the compressed collagen resulting in stratified layers of cells containing desmosome and hemidesmosome structures. The resulting corneal constructs of both the groups shared a high degree of transparency, cell morphology and cell stratification. Similar protein expression profiles for cytokeratin 3 and cytokeratin 14 and no significant difference in cytokeratin 12 mRNA expression levels by real time PCR were also observed. This study provides the first line of evidence that a laminin coated compressed collagen gel containing keratocytes can adequately support limbal epithelial cell expansion, stratification and differentiation to a degree that is comparable to the leading conventional scaffold, denuded amniotic membrane.

Towards the use of hydrogels in the treatment of limbal stem cell deficiency

Corneal blindness caused by limbal stem cell deficiency (LSCD) is a prevailing disorder worldwide. Clinical outcomes for LSCD therapy using amniotic membrane (AM) are unpredictable. Hydrogels can eliminate limitations of standard therapy for LSCD, because they present all the advantages of AM (i.e. biocompatibility, inertness and a biodegradable structure) but unlike AM, they are structurally uniform and can be easily manipulated to alter mechanical and physical properties. Hydrogels can be delivered with minimum trauma to the ocular surface and do not require extensive serological screening before clinical application. The hydrogel structure is also amenable to modifications which direct stem cell fate. In this focussed review we highlight hydrogels as biomaterial substrates which may replace and/or complement AM in the treatment of LSCD.

In vivo study of the biocompatibility of a novel compressed collagen hydrogel scaffold for artificial corneas

The experiments were designed to evaluate the biocompatibility of a plastically compressed collagen scaffold (PCCS). The ultrastructure of the PCCS was observed via scanning electron microscopy. Twenty New Zealand white rabbits were randomly divided into experimental and control groups that received corneal pocket transplantation with PCCS and an amniotic membrane, respectively. And the contralateral eye of the implanted rabbit served as the normal group. On the 1st, 7th, 14th, 21st, 30th, 60th, 90th, and 120th postoperative day, the eyes were observed via a slit lamp. On the 120th postoperative day, the rabbit eyes were enucleated to examine the tissue compatibility of the implanted stroma. The PCCS was white and translucent. The scanning electron microscopy results showed that fibers within the PCCS were densely packed and evenly arranged. No edema, inflammation, or neovascularization was observed on ocular surface under a slit lamp and few lymphocytes were observed in the stroma of rabbit cornea after histological study. In conclusion, the PCCS has extremely high biocompatibility and is a promising corneal scaffold for an artificial cornea. (c) 2013 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part A, 2013.

Tratamento da úlcera corneana experimental com membrana amniótica

Objetivo: Avaliar a evolução da úlcera de córnea experimental tratada com enxerto de membrana amniótica (MA) homóloga. Métodos: Foram utilizados 18 coelhos, divididos em dois grupos experimentais: úlcera corneana (G1) e úlcera corneana tratada com enxerto de MA (G2). A ulceração corneana foi induzida na córnea toda, com álcool absoluto e lâmina de bisturi. Os animais foram sacrificados em três momentos experimentais: 7 dias (M1), 15 dias (M2) e 30 dias (M3) após a indução da ulceração. Os defeitos corneanos foram avaliados com fotodocumentação por analisador de imagem Luzex-F e exames histopatológicos, comparando-se os resultados por meio da análise de variância. Resultados: O resultado do exame morfométrico mostrou desepitelização maior em G2 no M1; a opacidade corneana foi mais intensa na área central da córnea, sendo significativamente maior em G1 no M3. Os neovasos corneanos também foram mais intensos em G1. A avaliação histopatológica revelou ulceração epitelial em dois animais de G1 no M2 e em dois de G2 no M1; o edema estromal foi mais intenso em G1, assim como a presença de neovasos. Conclusão: O uso de MA homóloga no tratamento da úlcera corneana experimental não acelerou a cicatrização, porém preveniu o edema estromal e a formação de neovascularização corneana. A cicatrização se mostrou mais deficiente na área central da córnea.

Transplante de membrana amniótica para tratamento do pterígio recidivado

Objetivo: Avaliar a efetividade do uso da membrana amniótica para o tratamento do pterígio recidivado. Métodos: Foram operados 24 pacientes (27 olhos) portadores de pterígio recidivado, 7 dos quais com simbléfaro associado usando-se enxerto de membrana amniótica preservada. Foram analisados parâmetros como idade, sexo, olho acometido, localização do pterígio, número de cirurgias anteriores, bem como complicações pós-operatórias e recidiva, em período de seguimento de 6 meses. Resultados: 58,3% dos pacientes eram do sexo masculino e 58,3% encontravam-se na faixa etária de 40 a 59 anos. Todos eram portadores de pterígio recidivado e 48,1% deles já tinham feito pelo menos duas cirurgias anteriores. Os pacientes foram acompanhados por 6 meses. Houve recidiva do pterígio em 18,5 % dos casos e em 11,1%, formação de granuloma. Conclusões: O tratamento do pterígio recidivado com transplante de membrana amniótica é um procedimento relativamente simples, com baixo índice de complicações e que traz bons resultados.

Transplante de membrana amniótica canina criopreservada para cicatrização de córnea com deficiência de células límbicas em coelhos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aspectos clínicos e imunopatológicos da ceratoplastia com membrana amniótica xenógena fresca e conservada em glicerina: estudo experimental em coelhos

Avaliaram-se, por meio da análise clínica, histopatologia e imunoistoquímica, os efeitos da aplicação da membrana amniótica xenógena fresca e conservada em glicerina, sobre os mecanismos imunológicos da superfície ocular. Para tal, utilizaram-se 40 coelhos, distribuídos em dois grupos experimentais, os quais foram avaliados por 21 dias. A avaliação clínica revelou que a membrana amniótica xenógena conservada em glicerina estimulou uma resposta inflamatória aguda maior que a membrana aplicada fresca. A análise histopatológica indicou que ambas se comportaram de forma semelhante a partir da primeira semana de pós-operatório, apresentando as alterações clássicas da resposta inflamatória da córnea, com o predomínio de infiltrado do tipo polimorfonuclear. A análise imunoistoquímica indicou que, ainda aos 21 dias, a resposta imune local é inespecífica, permitindo concluir que a resposta imune específica na córnea é tardia e que a córnea é um sítio privilegiado para aplicação de enxertos com características imunológicas diferentes, visto que não houve o estímulo para o desenvolvimento de uma resposta mais específica nos grupos avaliados durante toda a execução do experimento.

Aspectos clínicos do enxerto conjuntival 360° e do implante da membrana amniótica criopreservada no tratamento de úlceras de córnea em cães

To evaluate the clinical application of implant of the canine cryopreserved amniotic membrane (DMEM plus DMSO 1:1) and 360° conjunctival flap in the treatment of progressive corneal ulceration. 10 dogs of the different breeds, males and females, aging four months to four years old with deep corneal ulceration and different clinical progression were divided in two groups: G1=360° conjunctival graft (n=5) and G2=implant of amniotic membrane, sutured at the edge of the ulcer with epithelial side facing up, associated with the third eyelid flap (n=5). The comparative analysis between groups was: complications, blepharospasm, ocular secretion, corneal vascularization, epithelial defect and corneal opacification in six moments (first emergency care, surgery and 3, 7, 15 and 30 days of postoperative). Without epithelial defect was evaluated quality of the scar. It was used score scale for subjective to qualify of the ocular signs. In G1, it was observed the non-adherence of the conjunctival graft to the ulcer (n=2), dehiscence of the suture (n=2), anterior synechia (n=2) and intense chemosis (n=1). In G2, it was not observed these complications. It was not significant difference between the groups to others ocular parameters, but it was different among the start and end moments of the same groups (ocular secretion, corneal vascularization, epithelial defect). The corneal opacity was more intense in G1. According to the clinical results, the cryopreserved amniotic membrane implant proved to be as effective in the corneal ulceration in comparison to the 360° conjunctival flap, because probably, the membrane promoted a trophic support for epithelialization, anti-inflamatory effect associated with important to the end result phenotype.

Use of platelet-rich plasma in the treatment of deep corneal ulcers induced in rabbits.clinical and histomorphometric evaluation

The repair process induced corneal ulcer in rabbits using platelet-rich plasma in the form of eyedrop or clot was clinically evaluated and compared. Sixty rabbits were divided into four groups of 15 animals, denominated platelet group (PG), clot group (CLG), control group (CG), and amniotic control group (AG). Experimental groups were then subdivided into three groups (M4, M7, M30), corresponding to the end of the evaluation period. There were no differences between treatments regarding ocular sensitivity, chemosis and ocular secretion. The groups treated with PRP either as eyedrop or a clot showed less opacity than the animals treated only with amniotic membrane at the moment of the final evaluation. The presence of corneal ulcers in the groups treated with PRP showed lower intensity than the other groups. Histomorphometric examination showed that corneal epithelization in the initial phase of the lesion was greater when using PRP. The use of amniotic membrane promoted corneal epithelial and stromal thickness, as well as synergism when associated to PRP.

Implante da membrana amniótica criopreservada em associação ou não com transplante de limbo no tratamento de úlceras profundas de córnea em cães

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação clinica e histopatológica da cicatrização de úlceras de córnea experimentais em coelhos, com deficiência de células límbicas, recobertas com membrana amniótica xenógena criopreservada em diferentes meios

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Uso do plasma rico em plaquetas sob forma de colírio ou tampão no reparo de úlceras de córnea profundas induzidas em coelhos: avaliação clínica e histomorfométrica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização, criopreservação e diferenciação in vitro de células tronco, derivadas de amniótica e gelatina de Wharton canina, visando a formação de um banco de células tronco

Pós-graduação em Biotecnologia Animal - FMVZ