THE EFFECT OF CELL THERAPY ON THE MANIFESTATIONS OF OXIDATIVE STRESS IN RATS OF DIFFERENT AGES UNDER CONDITIONS OF CRANIO-SKELETAL TRAUMA

Authors

  • Y. I. Sushko LVIV NATIONAL MEDICAL UNIVERSITY NAMED AFTER DANYLO HALYTSKYI

DOI:

https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2024.i4.15118

Keywords:

trauma; liver; kidney; lungs; oxidative stress; cell therapy; age.

Abstract

Introduction. Combined cranio-skeletal trauma (CST) is one of the most pressing problems of our time and occurs in people of all age groups. In the strategy of CST treatment in the post-shock period, the prevention of secondary brain and internal organ damage is at the forefront. Oxidative stress (OS) plays a leading role in its pathogenesis. In recent years, cell therapy has been actively studied to correct OS. The aim of the study. To determine the effect of cell therapy on the development of OS in rats of different ages under the conditions of experimental CST. Research Methods. The experiment was conducted on white male Wistar line rats of three age groups: immature at the age of 100–120 days, mature at the age of 6–8 months and old at the age of 19–23 months. Rats of each age group under thiopental sodium anaesthesia were modelled with CST. Rats of the control group were only put into general anaesthesia. For the purpose of correction, a suspension of cryopreserved neuroblast cells (NBC) was injected intravenously separately and in combination with injected intraperitoneally injection of mesenchymal stem cells (MSC). After 14 days of the experiment, catalase activity and the content of thiobarbituric acid reagents were determined in the liver, kidneys and lungs of different aged rats, and the ratio of these parameters was used to calculate the antioxidant-prooxidant index (API), the degree of decrease of which indicates the severity of OS. Results and Discussion. Under the influence of CST after 14 days of posttraumatic period in the liver, kidneys and lungs of rats, regardless of age, the value of API was statistically significantly lower compared to the control. After NBC monotherapy compared to rats without correction, an increase in API in internal organs was observed in experimental rats, but the result was statistically significant only in the liver of mature rats, and in the kidney and lungs of mature and immature rats. The use of a combination of NBC and MSC compared to rats without correction was accompanied by an increase in the value of API in all studied organs of immature and mature rats. Compared with the result of NBC monotherapy, the result was statistically significantly higher only in mature rats. Conclusions. There are age-related peculiarities of cell therapy effect on the development of OS in the internal organs of rats under conditions of CST. The efficacy of NBC monotherapy and combined NBC and MSC therapy is significantly higher in mature rats compared to rats of other age groups.

References

GBD 2016 Neurology Collaborators. Global, regional, and national burden of neurological disorders, 1990–2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. The Lancet. Neurology. 2019. Vol. 18. № 5. Р. 459–480. https://doi.org/10.1016/ S1474-4422(18)30499-X.

Traumatic spinal cord injury / C. S. Ahuja et al. Nature reviews. Disease primers. 2017. Vol. 3. Р. 17018. https://doi.org/10.1038/nrdp.2017.18.

McAllister T. W. Neurobiological consequences of traumatic brain injury. Dialogues in clinical neuroscience. 2011. Vol. 13. № 3. Р. 287–300. https://doi.org/10.31887/ DCNS.2011.13.2/tmcallister.

Traumatic brain injury in China / J. Y. Jiang et al. The Lancet. Neurology. 2019. Vol. 18. № 3. Р. 286–95. https://doi.org/10.1016/s1474-4422(18)30469-1.

Прохоренко О. О., Цимбалюк Г. Ю. Динаміка показників функціональної активності печінки в період пізніх проявів краніоскелетної травми за умов супутнього хронічного гепатиту та ефективність корекції армадіном. Здобутки клінічної і експериментальної медицини. 2022. № 1. С. 119–126. DOI: 10.11603/1811- 2471.2022.v.i1.12998.

Зябліцев С. В., Єльський В. М. Синдроми травматичної хвороби при черепно-мозковій травмі : монографія. Краматорськ : Каштан, 2020. 264 с.

Pentraxin 3 contributes to neurogenesis after traumatic brain injury in mice / C. Zhou et al. Neural regeneration research. 2020. Vol. 15. № 12. Р. 2318–26. https://doi. org/10.4103/1673-5374.285001.

Houlé J. D., Reier P. J. Transplantation of fetal spinal cord tissue into the chronically injured adult rat spinal cord. The Journal of comparative neurology. 1988.Vol. 269. № 4. Р. 535–547. https://doi.org/10.1002/ cne.902690406.

Борис Р. М. Морфологічні і біохімічні зміни внутрішніх органів при експериментальній краніоскелетній травмі : монографія. Тернопіль : Укрмедкнига, 2013. 142 с.

Терапия фетальными нервными клетками в остром периоде экспериментального ишемического инсульта (антиоксидантный эффект) / Д. В. Лебединец и др. Проблемы криобиологии. Т. 20. № 3. С. 338–347.

Effect of aging on stem cells / A. S. Ahmed, M. H. Sheng, S. Wasnik. World journal of experimental medicine. 2017. Vol. 7. № 1. Р. 1–10. https://doi. org/10.5493/wjem.v7.i1.1.

Особливості ензимної ланки антиоксидантного захисту нирок щурів різного віку за умов експериментальної краніоскелетної травми / А. І. Гоженко, та ін.. Актуальні проблеми транспортної медицини. 2023. № № 1–2. С. 279–290. http://dx.doi.org/10.5281/ zenodo.7618011.

Павлова О. О., Лук’янова Є. М. Вплив мезен- хімальних стовбурових клітин на динаміку експресії регулятора проліферації ендотелію у структурах головного мозку щурів з експериментальною деменцією альцгеймерівського типу. Актуальні проблеми сучасної медицини : вісник Української медичної стоматологічної академії. 2023. Т. 23. № 4. С. 224–227. https://doi.org/10.31718/2077–1096.23.4.224.

Гук Р. А., Гудима А. А. Статеві особливості розвитку оксидативного стресу в печінці під впливом краніоскелетної травми та його корекція. Шпитальна хірургія. Журнал імені Л. Я. Ковальчука. 2024. № 2. С. 48–55. https://doi.org/10.11603/2414-453 3.2024.2.14846.

Лабораторні методи дослідження у біології, тваринництві і ветеринарній медицині : довідник / В. В. Влізло та ін. ; за ред. В. В. Влізла. Львів : Сполом, 2012. 764 с.

Прохоренко О. О., Цимбалюк Г. Ю. Динаміка активності процесів ліпідної пероксидації в пізній період краніоскелетної травми за умов хронічного гепатиту та ефективність корекції армадіном. Медична та клінічна хімія. 2021. Т. 23. № 4. С. 15–21. https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2021.i4.12728.

Human neuroepithelial stem cell regional specificity enables spinal cord repair through a relay circuit / M. T. Dell’Anno et al. Nature communications. 2018. Vol. 9. № 1. Р. 3419. https://doi.org/10.1038/ s41467-018-05844-8.

An in vivo characterization of trophic factor production following neural precursor cell or bone marrow stromal cell transplantation for spinal cord injury / G. W. Hawryluk et al. Stem cells and development. 2012. Vol. 21. № 12. Р. 2222–2238. https://doi. org/10.1089/scd.2011.0596.

Behavioral reactions and cognitive functions in rats with vascular model of Аlzheimer’s type dementia at different stages of disease before and after stem cell correction / Y. Lukyanova et al. Inter Collegas. 2020. Vol. 7. № 3. Р. 118–124. https://doi.org/10.35339/ic.7.3.118-124.

Роль гіпоксії та мітохондріальної дисфункції в механізмах розвитку експериментальної деменції альцгеймерівського типу різного генезу у щурів, оцінка можливості корекції даного стану мезенхімальними стовбуровими клітинами / Є. М. Зоренко та ін. Вісник проблем біології і медицини. 2021. № 1. Р. 66–72.

Mesenchymal stem cells in the treatment of spinal cord injuries : a review / V. R. Dasari et al. World journal of stem cells. 2014. Vol. 6. № 2. Р. 120–133. https://doi. org/10.4252/wjsc.v6.i2.120.

Bone marrow stromal stem cells transplantation in mice with acute spinal cord injury / V. Neirinckx et al. Methods in molecular biology. 2014. Vol. 1213. P. 257–264. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-1453-1_21.

Published

2025-02-21

How to Cite

Sushko, Y. I. (2025). THE EFFECT OF CELL THERAPY ON THE MANIFESTATIONS OF OXIDATIVE STRESS IN RATS OF DIFFERENT AGES UNDER CONDITIONS OF CRANIO-SKELETAL TRAUMA. Medical and Clinical Chemistry, (4), 38–47. https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2024.i4.15118

Issue

Section

ORIGINAL INVESTIGATIONS