Introduction. Huntington’s disease (HD) is a severe neurodegenerative disorder characterized by choreic hyperkinesis, cognitive decline, behavioral disorders, and progressive neuronal death, mostly in the striatum. Since HD is a fatal disorder, searching for efficient treatment methods, including those based on cell replacement therapy, is quite relevant. The experimental models of HD are used increasingly often.The objective of the study was to assess effectiveness and safety of transplantation of neuronal precursors differentiated from induced pluripotent stem cells (iPSCs) from a healthy donor into the striatum of rats with 3-NPA-induced HD model.Materials and methods. We studied the influence of neurotransplantation on the behavioral effects in rats with HD model induced by intrastriatal injection of 3-nitropropiotic acid (3-NPA). In the study group of animals (n=11), human neuronal precursors derived from iPSCs of a healthy volunteer were transplanted into the caudate nuclei (5×105 per 5 μl of normal saline solution bilaterally); the control group of animals (n=10) received normal saline solution. The animals were tested using the Any-maze video tracking system; the parameters of the open-field test and the conditioned avoidance response test were evaluated.Results. An analysis of behavioral effects after transplantation demonstrated that introduction of neuronal iPSC derivatives into the caudate nuclei of rats with induced HD model was accompanied by recovery of motor activity of the animals (horizontal and vertical), as opposed to the control group. It was found during testing the reproducibility of the conditioned avoidance responses that the conditioned avoidance responses in control animals were weakened, whereas intrastriatal transplantation of neurons abruptly increased the latency of moving into the dark compartment of the chamber in the conditioned avoidance response test.Conclusions. The pilot experiment using the HD model showed that neurotransplantation using iPSC derivatives recovers the reduced motor activity in rats and improves memory trace keeping, which contributes to correction of motor and cognitive disorders induced by 3-NPA neurotoxin.
Введение. Болезнь Гентингтона (БГ) – тяжелое нейродегенеративное заболевание, характеризующееся хореическим гиперкинезом, снижением когнитивных функций, поведенческими расстройствами и прогрессирующей гибелью нейронов, прежде всего, в стриатуме. В силу фатального характера БГ актуальным является поиск эффективных методов ее лечения, в т.ч. на основе заместительного клеточного подхода, для чего все шире используются экспериментальные модели данного заболевания.Цель работы – оценка эффективности и безопасности трансплантации в стриатум крыс с 3-НПК-индуцированной моделью БГ нейрональных предшественников, дифференцированных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) здорового донора.Материалы и методы. Исследовано влияние нейротрансплантации на поведенческие эффекты крыс с моделью БГ, вызванной интрастриатным введением 3-нитропропионовой кислоты (3-НПК). В основной группе животных (n=11) в качестве трансплантируемого материала в хвостатые ядра вводили человеческие нейрональные предшественники ( 5×10 5 в 5 мкл физиологического раствора билатерально), полученные из ИПСК здорового донора; в контрольной группе (n=10) – физиологический раствор. Тестирование животных проводилось с помощью системы видеонаблюдения Any-maze; оценивались показатели двигательной активности в «открытом поле» и условные реакции пассивного избегания (УРПИ).Результаты. Анализ поведенческих эффектов после трансплантации показал, что введение нейрональных ИПСК-производных в хвостатые ядра крыс с моделью БГ сопровождалось восстановлением горизонтальной и вертикальной двигательной активности животных, чего не наблюдалось в контроле. При тестировании воспроизведения реакций пассивного избегания было обнаружено, что у контрольных животных условные реакции избегания были ослаблены, тогда как интрастриатное введение нейронов привело к резкому возрастанию величины латентного периода перехода (ЛП) в темный отсек камеры УРПИ.Заключение. По данным проведенного пилотного эксперимента на модели БГ, нейротрансплантация с использованием производных ИПСК позволяет восстановить сниженную двигательную активность крыс и улучшить сохранение памятного следа, что способствует коррекции двигательных и когнитивных нарушений, вызванных нейротоксином 3-НПК.