Regenerace senzorických axonů po míšní lézi

Bc. Lenka BACHANOVÁ

Master's thesis

Regeneration of sensory axons after spinal cord injury

Abstract:

Poranění páteřní míchy patří mezi nejvíce devastující poranění, která mohou člověka postihnou. Poškozené axony nemohou regenerovat ze dvou hlavních důvodů. Jednak proto, že se okolo léze tvoří gliová / fibrotická jizva, a jednak kvůli nízké regenerační schopnosti neuronů dospělé nervové tkáně. Moderní medicína není v současné době schopna poraněnou míchu léčit. Regenerace senzorických axonů se jeví po experimentální stránce snazší, kvůli uložení senzorických neuronů v dorzálních gangliích, nacházejících se mimo míšní tkáň. Pro léčbu regenerace poraněných senzorických axonů byla zkoumána kombinace genové terapie zprostředkované adeno-asociovanými virovými vektory a aplikace analogu cyklického 3´,5´-adenosinmonofosfátu (cAMP) - dibutyryl cAMP - do dorzálních ganglií potkanů. Index regenerace poškozených senzorických axonů naznačil, že kombinace genové terapie a analogu cAMP nevedla k většímu funkčnímu zotavení senzorických axonů než v případě použití samostatných léčebných terapií. Další metody - imunohistochemie, Western blot a kvantitativní polymerázová řetězová reakce v reálném čase (RT-qPCR, z angl. real-time quantitative polymerase chain reaction) - byly použity k navržení mechanismu, jakým kombinovaná terapie funguje. Bylo zjištěno, že analog cAMP v kombinaci s genovou terapií snižuje transdukční účinnost virového vektoru. Použitím RT-qPCR bylo zjištěno, že dibutyryl cAMP ovlivňuje genovou expresi virového vektoru již na úrovni transkripce. Kombinace genové terapie a analogu cAMP nebyla dosud zkoumána, proto výsledky této práce mají důležitý význam pro další výzkum zaměřený nejen na terapie senzorických deficitů po poranění míchy, ale i na odvětví genové léčby centrální nervové soustavy.

Abstract:

Spinal cord injury is one of the most devastating injury that can affects a person. Damaged axons can't regenerate for two main reasons. First, because glial / fibrotic scar forms around the lesion, and second, because of the low regenerative capacity of adult neurons. Modern medicine is currently unable to treat the injured spinal cord. Regeneration of sensory axons appears experimentally easier, due to the storage of sensory neurons in dorsal root ganglia located outside the spinal cord tissue. A combination of gene therapy mediated by adeno-associated viral vectors and application of the cyclic 3´,5´-adenosine monophosphate (cAMP) analogue - dibutyryl cAMP - injected into rat dorsal root ganglia was investigated for the treatment of regeneration of injured sensory axons. An index of regeneration of damaged sensory axons indicated that the combination of gene therapy and the cAMP analogue didn't lead to greater functional recovery of sensory axons than when the separate therapies were used. Other methods - immunohistochemistry, Western blot, and real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) - were used to propose a mechanism by which the combination therapy works. The cAMP analogue in combination with gene therapy was found to reduce the transduction efficiency of the viral vector. Using RT-qPCR was found that dibutyryl cAMP affects gene expression of the viral vector already at the transcriptional level. The combination of gene therapy and cAMP analogue hasn't been investigated, therefore the results of this thesis have important implications for further research aimed not only at the therapy of sensory deficits after spinal cord injury, but also at the field of gene therapy of the central nervous system.

Keywords

mícha, senzorické dráhy, axon, dorzální ganglion, poranění míchy, gliová / fibrotická jizva, terapie senzorických deficitů, genová terapie, integrin, cAMP, dibutyryl cAMP

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Kateřina Štěpánková

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry