Effet bénéfique à long terme des facteurs neurotrophiques-Sécrétion des cellules souches mésenchymateuses Transplantation dans la sérum BTBR d'un modèle d'autisme

Aperçu: G.M.

Les troubles du spectre de l'autisme (TSA) sont des troubles du développement neurologique caractérisés par une déficience grave dans les compétences en communication sociale et des comportements répétitifs et répétitifs. L'équipe de recherche avait déjà montré qu'une seule transplantation de cellules souches mésenchymateuses (MSC) dans les ventricules latéraux cérébraux de souris BTBR avec traits autistique avait permis une amélioration par rapport à tous les critères diagnostiques de TSA. Les auteurs avaient suggéré que le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), une protéine qui soutient la survie et la régénération des neurones sécrétées par le MSC, avait  largement contribué à l'effet comportemental bénéfique.

La présente étude a montré que les effets comportementaux du MSC transplanté induit par la sécrétion de quantités plus élevées de facteurs neurotrophiques (NurOwn®), sur divers domaines de comportement liés aux TSA en utilisant le modèle de souris BTBR de TSA.  

L'étude démontre que la transplantation NurOwn® avait des avantages significatifs par rapport à la transplantation MSC en termes d'amélioration des compétences en communication, un et six mois après le traitement, par rapport aux souris BTBR simulées. 

En outre, la transplantation NurOwn® a entraîné une réduction du comportement stéréotypé jusqu'à six mois après le traitement, par rapport à l'amélioration d'un mois observée chez les souris traitées par MSC. Notamment, le traitement NurOwn® a entraîné une meilleure flexibilité cognitive, une amélioration qui n'a pas été observée par le traitement MSC. La transplantation MSC et NurOwn® a induit une amélioration du comportement social qui a duré six mois. En conclusion, la présente étude démontre qu'une simple transplantation de MSC ou NurOwn® présente des avantages durables, alors que NurOwn® peut être supérieur au traitement MSC. 

Behav Brain Res. 2017 Apr 6. pii: S0166-4328(17)30241-3. doi: 10.1016/j.bbr.2017.03.047. [Epub ahead of print]

Long Term Beneficial Effect of Neurotrophic Factors-Secreting Mesenchymal Stem Cells Transplantation in the BTBR Mouse Model of Autism

Perets N¹, Segal-Gavish H¹, Gothelf Y², Barzilay R³, Barhum Y¹, Abramov N², Hertz S⁴, Morozov D⁵, London M⁴, Offen D⁶.

Author information

1

Felsenstein Medical Research Center, Sackler Faculty of Medicine, Tel-Aviv University, Tel- Aviv, 69978 Israel.

2

BrainStorm Cell Therapeutics, Kiryat Aryeh, Petach Tikva, Israel.

3

Felsenstein Medical Research Center, Sackler Faculty of Medicine, Tel-Aviv University, Tel- Aviv, 69978 Israel; Research Unit at Geha Mental Health Center, Petach-Tikva, Israel.

4

Department of Neurobiology, Institute of Life Sciences, The Hebrew University, Jerusalem, Israel.

5

School of Chemistry, Raymond and Beverly Sackler Faculty of Exact Sciences, Tel Aviv University, Ramat Aviv, Tel Aviv 69978, Israel.

6

Felsenstein Medical Research Center, Sackler Faculty of Medicine, Tel-Aviv University, Tel- Aviv, 69978 Israel. Electronic address: danioffen@gmail.com

Abstract

Autism spectrum disorders (ASD) are neurodevelopmental disabilities characterized by severe impairment in social communication skills and restricted, repetitive behaviors. We have previously shown that a single transplantation of mesenchymal stem cells (MSC) into the cerebral lateral ventricles of BTBR autistic-like mice resulted in an improvement across all diagnostic criteria of ASD. We suggested that brain-derived neurotrophic factor (BDNF), a protein which supports the survival and regeneration of neurons secreted by MSC, largely contributed to the beneficial behavioral effect. In this study, we investigated the behavioral effects of transplanted MSC induced to secrete higher amounts of neurotrophic factors (NurOwn^®), on various ASD-related behavioral domains using the BTBR mouse model of ASD. We demonstrate that NurOwn^® transplantation had significant advantages over MSC transplantation in terms of improving communication skills, one and six months following treatment, as compared to sham-treated BTBR mice. Furthermore, NurOwn^® transplantation resulted in reduced stereotypic behavior for as long as six months post treatment, compared to the one month improvement observed in the MSC treated mice. Notably, NurOwn^® treatment resulted in improved cognitive flexibility, an improvement that was not observed by MSC treatment. Both MSC and NurOwn^® transplantation induced an improvement in social behavior that lasted for six months. In conclusion, the present study demonstrates that a single transplantation of MSC or NurOwn^® have long-lasting benefits, while NurOwn^® may be superior to MSC treatment.

Copyright © 2017. Published by Elsevier B.V.

PMID: 28392323

DOI:10.1016/j.bbr.2017.03.047