Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2022.

Bibliography: pages 207-250.

The most common neurodegenerative movement disorder, Parkinson's disease (PD) is
characterized by loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SN) with accumulation
of Lewy bodies. Because of L-dopa side effects, new methods of therapy have been
considered for PD treatment. As for cells-based therapy, mesenchymal stem cells (MSCs)
seem to be the most promising. Activation of stem cells may enhance stem cells to survive.
Thus, we investigated the regenerative capacity of stem cells for treating rotenone-induced
PD disorders. Also we examined the effect of BM-MSCs, either activated by EPO or laser in
regulating pro-survival pathway of neuronal cells. Fifty-eight adult male Albino mice (Mus
musculus), their weights ranging from 35-40 grams were included in the current work (Forty-
eight mice used in the experimental protocol and ten mice used for the preparation and
activation of stem cells). Forty-eight mice were divided randomly into two main groups;
group I; control group (8 mice) and group II; PD groups (40 mice) by SC rotenone injection
for two weeks. After confirmation of PD development by neurological examination, PD-mice
were divided randomly into five groups (8 mice /group): group II A; induced PD (untreated),
group II B; L-dopa, group II C; MSCs, group II D; EPO-activated MSCs and group II E;
laser-activated MSCs. At the end of study neurological functions were assessed then
sacrification was done. Brain dissection was done. For each mouse one hemisphere was sent
for histological examination and substantia nigra tissue from the other hemisphere was sent
for biochemical measurement of glutamate, gamma-aminobutyric acid (GABA(, TNF-α,
brain derived neurotrophic factor (BDNF), glutathione, reactive oxygen species (ROS), total
PI3K, and P-Akt (Tyr458), total Akt and P-Akt (Ser473), level of FOXO3 gene and miRNA-
155. Rotenone injection led to development of progressive motor and non-motor symptoms,
biochemical and histological features of PD in mice. Treatment with MSCs, EPO-activated
MSCs and laser-activated MSCs resulted in improvement of motor and non-motor symptoms
of PD compared to L-dopa group with restoration of normal balance between excitatory and
inhibitory neurotransmitters in SN in EPO- and laser- activated MSCs. Stem cell therapy
resulted in decrease in inflammatory and oxidative stress markers in SN. There was also
decrease in miRNA-155 level; the pro-inflammatory epigenetic factor. The number of
apoptotic cells also decreased with treatment. Best results obtained with laser-activated
MSCs. These results augment the regenerative capacity of stem cells either EPO or laser
activated by stimulating the pro-survival pathway PI3K/Akt/FOXO3.

• يرتبط مرض باركنسون الناجم عن حقن الروتينون في الفئران بالتغيرات الالتهابية والإجهاد التأكسدي وتنكس الخلايا العصبية الدوبامينية في المادة السوداء والذي أدى الى الخصائص الحركية وغير الحركية والكيميائية الحيوية والنسيجية لمرض باركنسون.
• أدى العلاج باستخدام الخلايا الجذعية الوسيطة والتي تم حقنها في وريد ذيل الفئران إلى تحسين الأعراض الحركية وغير الحركية لمرض باركنسون والتي تم تقييمها من خلال الاختبارات العصبية مقارنة بالعلاج التقليدي ليفودوبا. كما أدى العلاج باستخدام الخلايا الجذعية الوسيطة إلى تقليل علامات الالتهاب و الإجهاد التأكسدي في المادة السوداء مع تحسن في بنية الخلايا العصبية ولكن مع وجود الهالات المحيطة بالخلايا العصبية المتبقية واجسام ليوي والتي تم الكشف عنها عن طريق الفحص النسيجي.
• أدى تنشيط الخلايا الجذعية الوسيطة باستخدام الاريثروبويتين والليزر قبل الحقن إلى تحسين الأعراض الحركية وغير الحركية مقارنةً بـالخلايا الجذعية الوسيطة غير المنشطة. كما أعاد العلاج باستخدام الخلايا الجذعية الوسيطة المنشطة بالاريثروبويتين والليزر التوازن الطبيعي بين الناقلات العصبية المثيرة والمثبطة في المادة السوداء والتي تغيرت في مجموعة مرض باركنسون (غير المعالجة). في هاتين المجموعتين كان هناك انخفاضا ملحوظا في علامات الالتهاب مثل TNF-α وعلامات الإجهاد التأكسدي مثل ROS مع زيادة الجلوتاثيون و BDNF. كما حدث أيضًا انخفاضا ملحوظا في miRNA-155 الذي يزداد في العمليات الالتهابية مع قدرته على قمع التعبير عن الجزيئات المضادة للالتهابات.
• يُعتقد أن هذه التأثيرات للخلايا الجذعية المنشطة ناتجة عن تحفيز المسار المؤيد للبقاء PI3K / Akt / FOXO3 حيث زادت مكونات هذا المسار بشكل ملحوظ عن طريق العلاج والذي يحسن بدوره القدرة التجديدية للخلايا الجذعية الوسيطة. وأظهر الفحص النسيجي العديد من الخلايا العصبية السليمة مع عدد قليل فقط من الخلايا المتدهورة في الخلايا الجذعية التي تم تنشيطها بالاريثروبويتين. كما اظهر ايضا العديد من الخلايا العصبية ذات البنية المحفوظة والمشابهة للمجموعة الضابطة في الخلايا الجذعية الوسيطة التي تم تنشيطها بالليزر.
• تم الحصول على أفضل أداء حركي ونتائج كيميائية حيوية ونسيجية من خلال العلاج بواسطة الخلايا الجذعية الوسيطة المنشطة بالليزر

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.