| Abstract: | Introduction: Neonatal hypoxia-ischemia (HI) is an important cause of mortality and morbidity in infants. Human umbilical cord blood cells (HUCBC) are a potential source of cellular therapy in perinatology. However, despite the beneficial effects of cell-based therapies shown in most studies, there has not been a consensus regarding the optimal dose of HUCBC for HI. Objective: In this study, we compared the long-term effects of intravenous administration of HUCBC at three different doses on spatial memory and brain morphological changes following HI in newborn Wistar rats. In addition, we tested whether the transplanted HUCBC migrate to the injured brain after transplantation. Methods: Seven-day-old animals underwent right carotid artery occlusion and were exposed to 8% O2 inhalation for 2 h. After 24 h, the animals were randomly assigned into five experimental groups: sham-operated rats, HI rats administered with vehicle (HI + vehicle), and HI rats treated with 1 x 106 (HI + low-dose), 1 x 107 (HI + medium-dose), or 1 x 108 (HI + high-dose) HUCBC into the jugular vein. After 8 weeks of transplantation, spatial memory performance was assessed using the Morris water maze (MWM), and subsequently, the animals were euthanized for brain morphological analysis using stereological methods. In addition, we performed immunofluorescence and polymerase chain reaction (PCR) analyses to identify HUCBC in the rat brain 7 days after transplantation. Results: The MWM test showed a significant spatial memory recovery at the highest HUCBC dose compared to HI + vehicle rats (P < 0. 05). Furthermore, the brain atrophy was also significantly lower in the HI + medium- and high-dose groups compared to the HI + vehicle animals (P < 0. 01; 0. 001, respectively). In addition, HUCBC were localized in host brains by immunohistochemistry and PCR analyses 7 days after intravenous administration. Conclusion: These results revealed that HUCBC transplantation has the dose-dependent potential to promote robust tissue repair and stable cognitive improvement after HI brain injury.
Introdução: A lesão cerebral hipóxico-isquêmica neonatal (HI) é uma das maiores causas de mortalidade e morbidade neurológica em crianças. O sangue do cordão umbilical humano, rico em células-tronco adultas, é uma fonte potencial para a terapia celular em perinatologia. No entanto, apesar do efeito benéfico mostrado na maioria dos estudos, ainda não há consenso em relação à dose adequada de células-tronco de cordão umbilical humano (CTCUH) no tratamento da HI. Objetivo: Comparar os efeitos comportamentais e morfológicos da administração intravenosa de três diferentes doses de CTCUH 8 semanas após a indução da HI em ratos recém-nascidos. Além disso, objetivou-se verificar a presença das células no cérebro dos animais em estudo 7 dias após o transplante.Métodos: Ratos Wistar de 7 dias de vida foram submetidos à oclusão da artéria carótida direita seguida por exposição a ambiente hipóxico (8% O2) por 2 h. Após 24 h, os ratos foram randomizados em 5 grupos experimentais: ratos cirurgia-simulada; ratos HI que receberam veículo (HI + veículo); e ratos HI que receberam 1 x 106 (HI + dose baixa), 1 x 107 (HI + dose média); or 1 x 108 (HI + dose alta) CTCUH na veia jugular. A memória de orientação espacial foi avaliada através do labirinto aquático de Morris e, posteriormente, os ratos foram sacrificados para as avaliações morfológicas quantitativas. Adicionalmente, a presença das CTCUH no cérebro dos animais tratados foi verificada através de técnicas de imunofluorescência e da análise de PCR. Resultados: Oito semanas após o transplante, o teste do labirinto aquático de Morris mostrou uma significativa recuperação da memória de orientação espacial nos ratos do grupo HI + dose alta quando comparados aos animais não tratados (P < 0,05). Além disso, a atrofia cerebral foi significativamente menor nos grupos HI + dose média e alta quando comparados aos animais HI + veículo (P < 0,01; 0,001, respectivamente). CTCUH foram localizadas no cérebro dos ratos que receberam o transplante celular 7 dias após a administração intravenosa. Conclusão: Os resultados mostrados neste estudo revelaram que o transplante intravenoso de CTCUH tem potencial dose-dependente para promover o reparo neuro-tecidual e a estável recuperação cognitiva após lesões hipóxico-isquêmicas. |
