The impact of Spinal Cord Injury in the spleen-innervating sympathetic postganglionic neurons

Abstract

Apesar das lesões vertebro-medulares (LVM) manifestarem frequentemente complicações na atividade do sistema imunitário, os mecanismos subjacentes permanecem mal compreendidos. Os circuitos autonómicos, que culminam na inervação dos órgãos linfóides desempenham um papel fundamental na regulação da resposta imunitária. As LMV afetam diretamente a componente central destes circuitos, levando à interrupção da comunicação neuronal entre o sistema nervoso periférico (especificamente os neurónios pós-ganglionares) e os órgãos linfóides. Neste estudo, o nosso objetivo é elucidar os efeitos indiretos das lesões da medula espinal na porção periférica do circuito autonómico para o baço, especialmente nos neurónios pós-ganglionares. Para explorar a potencial modulação da neuroplasticidade nestes neurónios, realizámos uma análise histológica do gânglio celíaco, que alberga os corpos celulares dos neurónios autonómicos periféricos, juntamente com as fibras que inervam o baço. Além disso, quantificámos os níveis de expressão de genes associados ao crescimento e repulsão axonal. Os nossos resultados indicam que, um dia após a lesão da medula espinal, ocorrem alterações morfológicas e funcionais progressivas devido à lesão tecidular associada à cirurgia nos neurónios pós ganglionares inervados pelo baço. No entanto, não existe uma diferença significativa entre uma lesão medular e uma lesão tecidular associada à cirurgia. Esta observação pode dever-se ao intervalo de tempo escolhido para esta experiência e, como tal, devem ser efetuadas investigações futuras num intervalo temporal mais tardio, para detetar possíveis alterações crónicas associadas especificamente às LVM.

Despite spinal cord injuries (SCI) often leading to complications in immune system activity, the underlying mechanisms remain poorly understood. Autonomic circuits that culminate in the innervation of lymphoid organs play a main role in immune response regulation. Spinal cord injuries directly impact the central component of these circuits, leading to disrupted neuronal communication between the peripheral nervous system (specifically postganglionic neurons) and lymphoid organs. In this study, our objective is to elucidate the indirect effects of spinal cord injuries on the peripheral segment of the autonomic circuit to the spleen, with a particular focus on postganglionic neurons. To explore potential neuroplasticity modulation in these neurons, we performed a histological analysis of the celiac ganglia, housing the cell bodies of peripheral autonomic neurons, along with the fibers innervating the spleen. Additionally, we quantified the expression levels of genes associated with axonal growth and repulsion. Our findings indicate that, within a day after spinal cord injury, there are progressive morphological and functional changes attributed to surgical-associated tissue injury in postganglionic neurons that innervate the spleen. However, there is no significant difference between a spinal cord injury and a surgical associated tissue injury. This observation could be due to the acute time points chosen for this experiment and, as such, future research should be conducted at later time points, to screen for possible delayed SCI-associated specific alterations.