Biology of the repair of central nervous system demyelinated lesions: an appraisal

Abstract

-The integrity of myelin sheaths is maintained by oligodendrocytes and Schwann cells respectively in the central nervous system (CNS) and in the peripheral nervous system. The process of demyelination consisting of the withdrawal of myelin sheaths from their axons is a characteristic feature of multiple sclerosis, the most common human demyelinating disease. Many experimental models have been designed to study the biology of demyelination and remyelination (repair of the lost myelin) in the CNS, due to the difficulties in studying human material. In the ethidium bromide (an intercalating gliotoxic drug) model of demyelination, CNS remyelination may be carried out by surviving oligodendrocytes and/or by cells differentiated from the primitive cell lines or either by Schwann cells that invade the CNS. However, some factors such as the age of the experimental animals, intensity and time of exposure to the intercalating chemical and the topography of the lesions have marked influence on the repair of the tissue.KEY WORDS: toxic demyelination, remyelination, central nervous system, peripheral nervous system. Biologia da reparação de lesões desmielinizantes do sistema nervoso central: uma avaliação RESUMO -A integridade da bainha de mielina é fornecida pelos oligodendrócitos e pelas células de Schwann, no sistema nervoso central (SNC) e no sistema nervoso periférico, respectivamente. O fenômeno de desmielinização refere-se à remoção das bainhas de mielina de axônios e este fato é característico na esclerose múltipla, a doença desmielinizante do SNC mais comum no homem. Muitos modelos experimentais têm sido utilizados para o estudo da biologia da desmielinização e remielinização no SNC, face à dificuldade de estudo de material humano. No modelo experimental da droga intercalate, gliotóxica, brometo de etídio, a remielinização do SNC pode ser efetuada por oligodendrócitos sobreviventes à lesão e/ou oriundos de diferenciação de linhagens celulares mais primitivas e por células de Schwann que invadem o SNC. No entanto, fatores como a idade dos animais, a intensidade, e o tempo de exposição ao agente intercalante e a topografia da lesão influenciam significativamente a reparação da lesão. PALAVRAS-CHAVE: desmielinização tóxica, remielinização, sistema nervoso central, sistema nervoso periférico. Biologia da reparação de lesões desmielinizantes do sistema nervoso central: uma avaliação RESUMO -A integridade da bainha de mielina é fornecida pelos oligodendrócitos e pelas células de Schwann, no sistema nervoso central (SNC) e no sistema nervoso periférico, respectivamente. O fenômeno de desmielinização refere-se à remoção das bainhas de mielina de axônios e este fato é característico na esclerose múltipla, a doença desmielinizante do SNC mais comum no homem. Muitos modelos experimentais têm sido utilizados para o estudo da biologia da desmielinização e remielinização no SNC, face à dificuldade de estudo de material humano. No modelo experimental da droga intercalate, gliotóxica, brometo de etídio, a remielinização do...

Behaviour of oligodendrocytes and Schwann cells in an experimental model of toxic demyelination of the central nervous system

“…The loss of astrocytes determined a breach in the glial limiting membrane (GLM) that allowed the free entry of Schwann cells within the CNS territory 2,7,8 , feature reported elsewhere 15,16 .The bulk of the invading Schwann cells is larger than in most toxic demyelinating models where the target of the chemical is the myelin sheath itself 14 . In the spinal cord the number of invading Schwann cells was much more marked than in the brainstem 8,18 . The origin of the invading Schwann cells was not definitely sorted out.…”

“…The origin of the invading Schwann cells was not definitely sorted out. The proposed origins include the pial and cranial nerves, the dorsal roots and the sympathetic nerves that surround the blood vessels 7,18 .…”

“…The new myelin sheaths were easily detected because of their reduced thickness related to axonal diameter 7,10,19 . The sheaths produced by Schwann cells also showed a basement membrane and collagen fibres around the cell boundaries 7,9,18 .…”

“…The sheaths produced by Schwann cells also showed a basement membrane and collagen fibres around the cell boundaries 7,9,18 . Excluding minor differences in the morphology and timing of remyelination between the brainstem and the spinal cord, the whole process was very much alike.…”

Evaluation of the cuprizone model

“…MS is the most common demyelinating disease of the CNS in young adults. MS is complicated by major neurological deficits (Althaus, 2004;Peireira et al, 1996).…”