في الآونة الأخيرة ، كان هناك اهتمام كبير بأدوار الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا المشتقة من نخاع العظام (BMDCs) في الجهاز العصبي المركزي (CNS) ، سواء أثناء المرض أو مع الشيخوخة الطبيعية. من المعروف الآن أن الخلايا الدبقية الصغيرة ، الخلايا المناعية المقيمة في الجهاز العصبي المركزي ، تتطور في الجهاز العصبي المركزي بعد دخول أسلاف النخاع البدائية أثناء التطورالجنيني 1. تحتفظ الخلايا الدبقية الصغيرة بجوانب من سلالة الخلايا النخاعية في حياة البالغين. بينما تشير الأدلة إلى أن مساهمة BMDCs في تجمع الخلايا الدبقية الصغيرة ضئيلة في البالغةالسليمة 1 ، فإن الدور الذي تلعبه BMDCs في تطور الأمراض التنكسية العصبية المختلفة لا يزال غير واضح. يتفاقم عدم اليقين هذا بسبب حقيقة أنه من الصعب التمييز بين BMDCs التي تتراكم داخل الجهاز العصبي المركزي من الخلايا الدبقية الصغيرة المقيمة الداخلية ، حيث لم يتم تحديد علامة كيميائية مناعية تمييزية مقبولة عالميا. من أجل مراقبة BMDCs في الجسم الحي ، نستخدم بروتوكول زرع BM (BMT) حيث يتم استبدال خلايا BM الداخلية للفأر المتلقي بخلايا الفأر المتبرع الذي يعبر في كل مكان عن بروتين الفلورسنت الأخضر (GFP) تحت سيطرة مروج β الأكتين. يسمح هذا البروتوكول بتحديد كل من توطين ومورفولوجيا GFP + BMDCs داخل الفأر المتلقي باستخدام الكيمياء المناعية ، ويسهل المزيد من التوصيف لهذه الخلايا باستخدام فرز الخلايا المنشط بالفلورة (FACS) متبوعا بفحوصات كيميائية حيوية لاحقة.
لنجاح زراعة نخاع العظم ، يجب استئصال خلايا BM المتلقية (تسمى الاستئصال النخاعي) من أجل توليد مساحة متخصصة داخل BM المتلقي للسماح بنقش الخلايا المانحة. في كثير من الأحيان ، يتم تحقيق الاستئصال النقوي باستخدام تشعيع جاما الكلي للجسم الذي يؤدي إلى فواصل خيوط مزدوجة في الحمض النووي يؤدي إلى موت الخلايا ، لا سيما في الخلايا المنقسمة بنشاط مثل الخلايا السلفية المكونة للدم2،3. يتم إجراء بروتوكولات التشعيع للحث على موت كاف لخلايا BM بحيث ينتج عن فتاكة إذا لم يحقق المتلقي تطعيم خلية متبرع كافية من زراعة النخاع العظمي (ما يسمى ب "التشعيع المميت"). ومع ذلك ، يتطلب التشعيع منشأة ومعدات متخصصة ، إلى جانب الموارد البيطرية وتربية غير المتاحة للباحثين في جميع المؤسسات. علاوة على ذلك ، يمكن أن يتسبب التشعيع النقوي الاستئصالي في تلف محتمل للأنسجة الأخرى ، وبسبب التفوق المناعي ، تكون المعرضة للإشعاع أكثر عرضة للعدوى الثانوية3. على هذا النحو ، تم تطوير أنظمة تكييف منخفضة الشدة (ما يسمى ببروتوكولات "RIC") تهدف إلى تقليل الآثار الجانبية السامة المحتملة لبروتوكول التكييف لدى المرضى ، خاصة للاستخدام في المجموعات السكانية المعرضة للخطر مثل الأطفال وكبارالسن 4.
تعتمد بعض بروتوكولات RIC على العلاج الكيميائي مثل busulfan من أجل تكييف حجرة BM. بوسولفان هو عامل مؤلكل للحمض النووي ثنائي الوظيفة غالبا ما يستخدم سريريا كبديل للإشعاع5،6. والجدير بالذكر أنه يمكن إعطاء بوسولفان بأمان للفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق (IP) ولا يتطلب المرافق والمعدات المتخصصة اللازمة لإشعاع الفئران. تم استخدام تكييف البوسولفان على نطاق واسع في مختبرنا7 ، وكذلك في العديد من المنشورات الحديثةالأخرى 8-11. عند استخدام جرعات من 60-100 مجم / كجم ، يمكن إنشاء درجات عالية من الوهم المستقر (>80٪ خلايا GFP +) في الدم المحيطي و BM7. الأهم من ذلك ، في هذه الجرعات ، لا يكتمل الاستئصال النقوي ، وبالتالي فإن الفئران قادرة على البقاء على قيد الحياة دون تلقي خلايا BM الداعمة (K. Peake و J. Manning و C. Lewis و C. Krieger ، ملاحظات غير منشورة). علاوة على ذلك ، مع تكييف بوسولفان المثبط للنخاع ، هناك إعادة تشكيل سريعة للخلايا النخاعية أحادية الخلايا في الدم المحيطي بواسطة الخلايا المانحة. ومع ذلك ، فإن استبدال الخلايا الليمفاوية للدم المحيطي بالخلايا المانحة يكون أبطأ ، مما يسلط الضوء على نقص تثبيط المناعة الذي يحدث مع جرعات 60-100 مجم / كجم من بوسولفان مقارنة بإشعاع الجسمالكلي 7.
لقد نجحنا في استخدام الوهم الناجم عن بوسولفان للتحقيق في BMDCs في الفئران البرية ، وكذلك في نماذج الفئران للاضطرابات التنكسية العصبية التصلب الجانبي الضموري (ALS) 7 ومرض الزهايمر. وقد لوحظ أنه في ظل ظروف معينة تتراكم أعداد كبيرة من البلدان النامية الإجمالية + الإجمالية داخل الجهاز العصبيالمركزي 7,12. الأهم من ذلك ، مثل التكييف النقوي مع التشعيع ، فإن تكييف بوسولفان متبوعا بزراعة النخاع العظمي كاف للسماح بتراكم GFP + BMDC داخل الجهاز العصبي المركزي في كل من الفئران البرية والفئران المصابة باضطرابات عصبية 7-11. نظرا لأن العقبة الرئيسية في علاج الاضطرابات التنكسية العصبية هي القدرة على الحصول على الجزيئات العلاجية من الدورة الدموية إلى الجهاز العصبي المركزي حيث يمكنها ممارسة تأثيرات مفيدة ، وهذا يثير احتمال أن يتم تصميم BMDCs للتعبير عن الجزيئات العلاجية ، ثم استخدامها لاحقا كوسيلة لتقديم العلاجات إلى الجهاز العصبي المركزي لمتلقي بوسولفان المكيفين ، آلية نحقق فيها بنشاط. على الرغم من أننا وجدنا أن التكييف النقوي الاستئصالي مع التشعيع يؤدي إلى تراكم أكبر ل GFP + BMDCs في الجهاز العصبي المركزي مقارنة بتكييف بوسولفان7 ، إلا أن التشعيع قد يكون له سمية كبيرة في المرضى الذين يعانون من اضطرابات تنكسية عصبية وفي نماذج الفئران لمرض الجهاز العصبي المركزي.
بينما استخدمنا ، والعديد من الآخرين ، نماذج BMDCs في الاضطرابات التنكسية العصبية ، فإن القدرة على استبدال حجرة BM للفأر المتلقي إلى حد كبير بمجموعة يمكن التعرف عليها بوضوح من خلايا BM هي أداة لا تقدر بثمن لدراسة جوانب مختلفة من نظام تكوين الدم. يتضمن ذلك مجموعة واسعة من الموضوعات البحثية مثل تطور النسب المكونة للدم ، وسرطان الدم ، وزرع الأعضاء ، ومرض الكسب غير المشروع مقابل المضيف ، وعلم الأحياء المناعي.