Intraspinal Transplantation of hNT Neurons in the Lesioned Adult Rat Spinal Cord

Sean Dennis Christie, Damaso Sadi and Ivar Mendez

Abstract: Background: The role of neural transplantation as a restorative strategy for spinal cord injury continues to be intensely investigated. Ideally, the tissue source for transplantation must be readily available, free of disease and able to survive and mature following implantation into the adverse environment created by the injury. We have studied the use of a commercially available cell line of cultured human neurons (hNT neurons) as a tissue source for neural transplantation in spinal cord injury. Methods: Following a left lateral thoracic hemisection, 54 immunosuppressed, female Wistar rats were randomly allocated into different treatment groups; hemisection only or hemisection and hNT cell transplantation (via a bridge, double or triple graft). Grafting occurred three days after spinal cord injury. After thirteen weeks the animals were sacrificed and tissue sections were stained with human neuron specific enolase and human specific neural cell adhesion molecule. Results: Immunohistochemical evidence of graft survival was displayed in 66.7% of the surviving, grafted animals. Fibre outgrowth, greatest in the bridge and triple grafts, was observed in both rostral and caudal directions essentially bridging the lesion. Double grafts were smaller, displaying less fibre outgrowth, which did not cross the lesion. Long fibre outgrowth was evident up to 2 cm from the graft as assessed by tracing and immunohistochemical studies. Conclusions: Bridge and triple grafts displayed greater growth and enabled the hNT graft to essentially bridge the lesion. This suggests that hNT neurons have the potential to structurally reconnect the proximal and distal spinal cord across the region of injury.

Résumé: Transplantation intraspinale de neurones hNT dans la moelle épinière de rats adultes ayant subi une lésion. Introduction: Le rôle de la transplantation neurale comme stratégie de restauration des lésions de la moelle épinière continue de faire l’objet de recherches intensives. Idéalement, la source de tissus pour la transplantation doit être facilement disponible, indemne de toute maladie, et capable de survivre et de se développer après implantation dans un environnement hostile à l’endroit de la lésion. Nous avons étudié l’utilisation d’une lignée cellulaire de neurones humains en culture (neurones hNT), disponible commercialement, comme source de tissus pour la transplantation neurale dans les traumatismes de la moelle épinière. Méthodes: Cinquante-quatre rats Wistar femelles ayant subi une hémisection latérale gauche de la moelle thoracique ont été répartis au hasard en deux groupes de traitement: l’hémisection seule ou l’hémisection avec transplantation de cellules hNT par greffe en pont, greffe double ou triple. La greffe a été effectuée trois jours après la lésion de la moelle. Après treize semaines, les animaux ont été sacrifiés et des coupes de tissus ont été colorées au moyen de l’énolase neurospécifique humaine et de la molécule d’adhésion neurospécifique humaine. Résultats: On a observé des manifestations immunohistochimiques de survie du greffon chez 66.7% des animaux greffés survivants. Des excroissances, plus importantes dans les greffons en pont et dans les greffons triples, ont été observées en direction rostrale et caudale unissant les deux côtés de la lésion. Les greffons doubles étaient plus petits, avaient moins d’excroissances et ces excroissances ne franchissaient pas la lésion. Des études de traçage et d’immunohistochimie ont montré la présence de longues excroissances se projetant jusqu’à deux cm du greffon. Conclusions: Les greffons en pont et les greffons triples avaient une meilleure croissance et permettaient au greffon hNT de d’enjamber la lésion. Cette observation suggère que les neurones hNT ont le potentiel de rétablir la connexion entre la moelle proximale et distale au niveau de la région lésée.

Can. J. Neurol. Sci. 2004; 31: 87-96