Published June 19, 2014 | Version v1
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Effect of mesenchymal stromal cells (MSC) on chronic visceral hypersensitivity in a radio-induced colonic ulceration model in the rat

Description

Patients who undergo pelvic radiotherapy may develop significant incidence of undesirable chronic gastrointestinal complications resulting from radiation-induced damages around the tumour. Chronic visceral pain is one of the radiation-induced side effects that greatly affects the quality of life of 'cancer survivors'. The lack of effective analgesic treatment highlights the importance of novel and effective therapeutic strategies. In our laboratory, mesenchymal stromal cell (MSC) based approach showed beneficial immunomodulatory and regenerative effects in a rat model of irreversible radiationinduced colonic ulcers. The goal of my work was to assess the relevance of this model to study radiation-induced visceral persistent hypersensitivity and its modulation by MSC treatment. We first demonstrated that this model is associated with long-lasting visceral hypersensitivity and central neuronal sensitization. In this context we showed then that mast cells (MC) are involved in the mechanism of peripheral sensitization. Moreover, we suggested the implication of the neuro-mediator NO. in the pathophysiology of persistent radiation-induced visceral hypersensitivity. We also suggested that MSC treatment reversed radiation-induced hypersensitivity by a mechanism that in part may involve the modulation of MC activation and/or the decrease in the number of MC and nerve fiber interactions. In addition, MSC treatment reduced the percentage of nitrinergic neurons, increased after irradiation, and restored colonic muscular contractibility. Such processes may promote the therapeutic benefit of MSC observed in our study. In conclusion, this work provided new insights on the therapeutic benefit of MSC in our study model and a new argument in favour of their use in a future clinical trial to cure abdomino-pelvic radiotherapy side effects. (author)

Abstract (French)

Les douleurs viscerales chroniques font partie des effets secondaires des patients traites pour des cancers de la zone pelvienne. Elles sont notamment la consequence des alterations biologiques qui apparaissent successivement a l'exposition de l'intestin aux rayonnements ionisants chez des patients soumis a la radiotherapie. Ces douleurs peuvent affecter grandement la qualite de vie de ces 'survivants du cancer'. Dans les cas les plus graves, il n'existe pas de traitement analgesique efficace. Ainsi le developpement de nouvelles strategies therapeutiques efficaces constitue un enjeu majeur. Au sein de notre laboratoire, le potentiel reparateur et immuno-modulateur des cellules stromales mesenchymateuses (CSM) a deja ete demontre dans un modele d'ulceration colorectale radio-induite chez le rat. Dans ce contexte, l'objectif de ma these etait d'evaluer d'abord la pertinence de l'utilisation de ce modele pour l'etude de l'hypersensibilite viscerale persistante radio-induite, puis, le benefice therapeutique de l'utilisation des CSM comme agent antinociceptif. Nous avons dans un premier temps demontre, dans ce modele, le maintien au cours du temps d'une hypersensibilite viscerale associee a une sensibilisation centrale persistante apres irradiation, validant ainsi le modele. Nous avons ensuite montre l'implication des mastocytes (MC) et suggere l'implication du neuromediateur NO. dans les mecanismes de la sensibilisation peripherique soustendant une telle hypersensibilite. Nous avons enfin mis en evidence que le traitement par des CSM permettait la reduction de l'hypersensibilite viscerale radio-induite persistante. La capacite des CSM a moduler l'activation des MC et/ou leurs interactions avec les fibres nerveuses pourrait etre impliquee dans leur action antinociceptive. En outre, le traitement par des CSM a permis d'obtenir au sein des plexus myenteriques une reduction du pourcentage des neurones nitrergiques, prealablement augmente par l'irradiation, et de restaurer la contractilite musculaire du colon. De tels processus pourraient egalement favoriser le benefice therapeutique des CSM observe dans cette etude. En conclusion, ce travail a permis d'elargir le spectre d'action therapeutique des CSM dans notre modele d'etude et de fournir un nouvel argument en faveur de leur utilisation dans un essai clinique a venir. (auteur)

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Original title (French)
Effet des Cellules Stromales Mesenchymateuses (CSM) sur l'hypersensibilite viscerale chronique dans un modele d'ulceration colique radio-induite chez le rat

Publishing Information

Imprint Pagination
314 p.
Report number
FRNC-TH--8936

Optional Information

Notes
[330 refs.]; Available online at: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01071193; Also available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/