leading researcher, Head, Laboratory of experimental pathology of the nervous system and neuropharmacology, Brain Institute
в. н. с. лаб. экспериментальной патологии нервной системы и нейрофармакологии Института мозга
senior researcher, Laboratory of neuromorphology, Brain Institute
к.м.н., с.н.с. лаб. нейроморфологии Института мозга Научного центра неврологии
junior researcher, Laboratory of experimental pathology of the nervous system and neuropharmacology, Brain Institute
м. н. с. лаб. экспериментальной патологии нервной системы и нейрофармакологии Института мозга
postgraduate student
аспирант
senior researcher, Laboratory of experimental pathology of the nervous system and neuropharmacology, Brain Institute
с. н. с. лаб. экспериментальной патологии нервной системы и нейрофармакологии Института мозга
laboratory research assistant, Laboratory of experimental pathology of the nervous system and neuropharmacology, Brain Institute
лаборант-исследователь лаб. экспериментальной патологии нервной системы и нейрофармакологии Института мозга
senior researcher, Laboratory of cell biology
с. н. с. лаб. клеточной биологии
Dr. Sci. (Med.), Prof., RAS Full Member, Director, Brain Institute, Deputy Director
д. м. н. профессор, академик РАН, зам. директора Научного центра неврологии по научной работе, директор Института мозга
Introduction. With the number of patients with Parkinson's disease steadily growing, the need for novel treatment approaches is increasing. Combining transplantation of neuronal progenitors derived from induced pluripotent stem cells and transcranial direct current stimulation (tDCS) is among the promising methods.
Aim: to examine the effect of tDCS on the cell graft condition and motor symptoms of Parkinson's syndrome in rats.
Materials and methods. Parkinson's syndrome was modeled in Wistar rats by the unilateral intranigral injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA; 12 μg in 3 μL) The model rats underwent neurotransplantation (3 × 105 cells in 10 μL) into the caudate nuclei on the affected side. The animals underwent tDCS for 14 days. Behavioral changes were analyzed by open field and beam-walking tests. Development and morphological characteristics of the graft were assessed by the morphochemical study.
Results. Neurotransplantation had no significant effect on the behavior of rats with parkinsonism; however, combined with tDCS, it increased motor activity during the open field tests compared with the group of model rats (р = 0.0014) and mitigated their anxiety-related behaviors (р = 0.048) in tests at 3 weeks after the transplantation. These effects were not observed in tests at 3 months. The morphochemical study revealed larger graft sizes in the animals that underwent tDCS compared with the controls and cell shift to the marginal zone of the graft. Stimulation was also shown to induce division of a part of cells at early stages of differentiation and promote active synaptogenesis.
Conclusion. Combining neurotransplantation and tDCS in the 6-OHDA-induced model of parkinsonism demonstrated its potential to manage both motor and non-motor symptoms. Optimizing protocols of transplantation and tDCS and evaluating their long-term efficacy and safety are required to successfully implement this method into clinical practice.
Введение. Неуклонно растущее число пациентов с болезнью Паркинсона диктует необходимость поиска новых терапевтических подходов к её лечению. Одним из перспективных методов представляется сочетание трансплантации нейрональных предшественников, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, и транскраниальной электростимуляции (ТЭС).
Цель исследования: изучить влияние ТЭС постоянным током на состояние клеточного трансплантата и моторные симптомы паркинсонического синдрома у крыс.
Материалы и методы. Паркинсонический синдром у крыс Вистар моделировали односторонним интранигральным введением 6-гидроксидофамина (6-ГДА; 12 мкг на 3 мкл). Нейротрансплантацию (3 × 105 клеток в 10 мкл) осуществляли в хвостатые ядра мозга животных-моделей на стороне повреждения. ТЭС постоянным током проводили в течение 14 дней. Изменения поведения животных анализировали в тестах «открытое поле» и «сужающаяся дорожка». В морфохимическом исследовании оценивали развитие и морфологические характеристики трансплантата.
Результаты. Нейротрансплантация не оказала значимого влияния на поведение крыс с паркинсонизмом, однако в сочетании с ТЭС привела к увеличению двигательной активности крыс в тесте «открытое поле», по сравнению с группой крыс-моделей (р = 0,0014), и ослаблению у них неврозоподобного состояния (р = 0,048) в тестах через 3 нед после введения трансплантата. В тестах, проведённых через 3 мес, эти эффекты не наблюдались. Морфохимическое исследование выявило бо́льшие размеры трансплантата у животных, подвергнутых ТЭС, по сравнению с контролем, и смещение клеток в краевую зону трансплантата. Показано также, что стимуляция провоцирует деление части клеток, находящихся на ранних стадиях дифференцировки, и способствует активному формированию синаптических контактов.
Заключение. Сочетание нейротрансплантации и ТЭС на 6-ГДА-индуцированной модели паркинсонизма демонстрирует потенциал данной технологии для коррекции как двигательных, так и недвигательных проявлений заболевания. Для успешной трансляции метода в клинику необходимы дальнейшая оптимизация протоколов трансплантации и ТЭС, оценка долгосрочной эффективности и безопасности.