velikost textu

Experimentální léčba poranění míchy a klinická léčba hrudně-bederních obratlových zlomenin

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Experimentální léčba poranění míchy a klinická léčba hrudně-bederních obratlových zlomenin
Název v angličtině:
Experimental Treatment of the Spinal Cord Injury and Clinical Treatment of Thoraco-Lumbar Vertebral Fractures
Typ:
Disertační práce
Autor:
MUDr. Petr Krůpa, Ph.D.
Školitel:
prof. MUDr. Svatopluk Řehák, CSc.
Oponenti:
MUDr. Aleš Hejčl, Ph.D.
prof. MUDr. Lumír Hrabálek, Ph.D.
Konzultant:
RNDr. Pavla Jendelová, Ph.D.
Id práce:
160484
Fakulta:
Lékařská fakulta v Hradci Králové (LFHK)
Pracoviště:
Katedra chirurgie (15-440)
Program studia:
Chirurgie (P5116)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
18. 12. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Souhrn Zlomeniny páteře sdružené s poraněním míchy (SCI) patří k závažným medicínským stavům. Zatímco terapie obratlových zlomenin hrudně-bederní oblasti páteře patří k základním neurochirurgickým operacím, léčba těžkého míšního poranění je klinicky neuspokojivá a odkázána na pokrok na poli experimentální medicíny. Tato práce je zaměřena jak na klinické zhodnocení nového mini-invazivního způsobu stabilizace zlomeniny obratle, tak na experimentální léčbu míšního poranění pomocí podávání lidských mezenchymálních buněk z Whartonova rosolu (hWJ-MSCs) a protizánětlivé látky nanokurkuminu. Při experimentální léčbě SCI u modelu potkana pomocí hWJ-MSCs byly porovnány různé jednotlivé dávky (0,5 M a 1,5 M) a efekt opakovaného podávání pomocí lumbální punkce při porovnání s kontrolním vzorkem. Léčba byla aplikována v jedné dávce 7. den po SCI, nebo ve třech po sobě jdoucích dávkách vždy v rozmezí 7 dnů. Léčba pomocí inovativní protizánětlivé látky nanokurkuminu v porovnání s prázdným nanonosičem byla aplikována lokálně k místu poranění ihned po vytvoření SCI s následným čtyřtýdenním podkožním podáváním. Efekt léčby byl pravidelně hodnocen sérií behaviorálních testů (BBB, chůze po kladině, motoRater). Po ukončení experimentu, 9. týden po SCI, byla extenzivně vyšetřena míšní tkáň imunohistochemicky (rozsah gliové jizvy, axonální sprouting, počet protoplazmatických astrocytů), histologicky (morfometrie míšní tkáně) a pomocí qPCR exprese vybraných genů (Gfap, Casp3, Irf5, Cd86, Mrc1, Cd163, Sort1, Fgf2, Olig2, Gap43, Vegf, Nfkβ) a cytokinů (IL- 1β, TNF-α, IL-6, IL-12, CCL-5, IL-11, IL-10, IL-13). Při léčbě pomocí hWJ-MSCs bylo prokázáno signifikantní zlepšení hybnosti dolních končetin u všech skupin s výjimkou dávky 0,5 M. Výsledek histologické a imunochistochemické analýzy pak ukázal, že čím vyšší byla podaná dávka buněk, tím pozitivnější efekt byl zaznamenán na axonální sprouting, zachování šedé a bílé hmoty míšní a snížení rozsahu gliové jizvy. mRNA markery makrofágů a apoptózy byly méně exprimovány po aplikaci 3x1,5 M. Bylo konstatováno, že pozitivní efekt léčby pomocí hWJ-MSCs je závislý na podaném počtu buněk a opakované aplikaci. Analýza efektu léčby nanokurkuminem odhalila signifikantní změny v pohybu dolních končetin s lepší schopností nosnosti vlastního těla. V histologickém a imunohistochemickém hodnocení míšních řezů byla signifikantně více zachována bílá míšní tkáň, snížený rozsah gliové jizvy a vyšší axonální sprouting ve skupině léčené nanokurkuminem. qPCR zánětlivé odpovědi odhalilo signifikantní změny v expresi zánětlivých cytokinů v prvních dvou týdnech po SCI. V retrospektivním klinickém porovnání souborů pacientů operovaných klasickou otevřenou zadní transpedikulární stabilizací (OPEN), nebo mini-invazivní perkutánní stabilizací (MIS) byla pozornost zaměřena především na radiologické zhodnocení správnosti pozice umístění pedikulárního šroubu, Cobbův úhel, angulaci obratle (VBA) a index zlomeného obratle (VBI). Dále byly zhodnoceny časy operací a peroperační expoziční časy RTG záření. Při celkovém zhodnocení 147 pacientů v letech 2015-2018 nebyly mezi jednotlivými skupinami nalezeny signifikantní rozdíly v počtu malpozic pedikulárních šroubů ani ve vývoji radiologických parametrů kyfotizace. Naopak byl nalezen signifikantně delší operační čas ve skupině OPEN a signifikantně vyšší expoziční čas RTG záření ve skupině MIS. Metoda MIS byla zhodnocena jako bezpečná alternativa k metodě OPEN u selektivních indikací operací zlomenin páteře. Klíčová slova: míšní poranění, lidské mezenchymální kmenové buňky z Whartonova rosolu (hWJ-MSCs) - nanokurkumin - zánětlivá odpověď - neuroregenerace - gliová jizva - axonální sprouting - otevřená stabilizace - mini-invazivní perkutánní stabilizace - traumatická zlomenina obratle - pedikulární šroub
Abstract v angličtině:
Abstract Vertebral body fractures together with the spinal cord injury (SCI) remain a challenging medical condition. While management of the thoracic-lumbar (Th-L) vertebral fractures belongs to basic neurosurgical procedures with a usually excellent outcome, treatment of the severe spinal cord injury has mostly unsatisfactory results and thus novel approaches are highly in demand. In this study, experimental treatment of the SCI in a rat model using human mesenchymal stem cells derived from Wharton´s jelly (WJ-MSCs) and a novel highly water soluble, nano-formulated curcumin is evaluated. Furthermore, a novel method of mini- invasive percutaneous posterior stabilisation (MIS) of Th-L vertebral fractures is retrospectively compared with classical open posterior (OPEN) procedure. To assess the effectivity of hWJ-MSCs treatment in the ischemic-compression model of SCI in rats, different dosages (0.5 or 1.5 million cells) and repeated applications were compared. Cells or saline were applied intrathecally by lumbar puncture once, or in three consecutive weeks after injury. Nanocurcumin and a vehicle nanocarrier as a control were delivered both locally, immediately after the spinal cord injury, and subcutaneously during the four consecutive weeks after SCI. Rats were assessed for locomotor skills (BBB, flat beam, motoRater) for 9 weeks. Spinal cord tissue was morphometrically analysed for axonal sprouting, sparing of grey and white matter and astrogliosis. The expression of endogenous genes (Gfap, Casp3, Irf5, Cd86, Mrc1, Cd163, Sort1, Fgf2, Olig2, Gap43, Vegf, Nfkβ) and interleukins (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-12, CCL-5, IL-11, IL-10, IL-13) was studied with qRT PCR. Significant recovery of functional outcome was observed in all of the hWJ-MSCs treated groups except for the single application of the lowest number of cells (0.5 M). Histochemical analyses revealed a gradually increasing effect of grafted cells, resulting in a significant increase in the number of GAP43+ fibers, a higher amount of spared grey matter and reduced astrogliosis. mRNA expression of macrophage markers and apoptosis was downregulated after the repeated application of 1.5 million cells. We conclude that the effect of hWJ-MSCs on spinal cord regeneration is dose-dependent, and potentiated by repeated application. The behavioural tests revealed a significant improvement of the biomechanics of hind limbs with a better weight-carrying ability in the nanocurcumin treated group, compared to the nanocarrier control. An immunohistochemical and histological analysis confirmed a significant sparing of the white matter tissue, a reduced area of glial scaring and a higher amount of newly sprouted axons in the nanocurcumin treated group. The mRNA expression of endogenous genes and interleukins showed changes in the expression of the inflammatory cytokines in the first two weeks after SCI. Retrospective clinical analysis of the patients who suffered traumatic vertebral fracture(s) of the lower thoracic and lumbar spine and were operated by classical open posterior stabilisation (group OPEN) or by mini-invasive percutaneous posterior stabilisation (group MIS) was performed. The precise position of the pedicular screws, Cobb´s angle, vertebral body angulation (VBA), vertebral body index (VBI), duration of the surgery and exposition to the X-ray was evaluated. In the period 2015-2018 totally 147 patients were analysed. We found no significant difference in number of pedicle screw malpositions, Cobb´s angle, VBI and VBA between the groups. While duration of the operation was significantly shorter in the MIS group, exposition time to the X-ray was in the same group significantly higher. MIS procedure was found as a safe and comparable to the classical OPEN surgical procedure. Key words: spinal cord injury - human mesenchymal stem cells derived from Wharton´s jelly (hWJ-MSCs) - nanocurcumin - inflammatory response - neuroregeneration - astrogliosis - axonal sprouting - open stabilisation - mini-invasive percutaneous stabilisation - traumatic vertebral fractures - pedicular screw
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce MUDr. Petr Krůpa, Ph.D. 4.17 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce MUDr. Petr Krůpa, Ph.D. 725 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky MUDr. Petr Krůpa, Ph.D. 724 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce MUDr. Petr Krůpa, Ph.D. 1.67 MB
Stáhnout Posudek oponenta MUDr. Aleš Hejčl, Ph.D. 191 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MUDr. Lumír Hrabálek, Ph.D. 149 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 162 kB