$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
In het centrale zenuwstelsel (CZS) zijn myelinevormende cellen (oligodendrocyten, OK's) en hun voorlopers (oligodendrocytenvoorlopercellen, OPC's) verantwoordelijk voor ontwikkelingsmyelinisatie, een proces dat optreedt tijdens de peri- en postnatale periodes, en voor myeline-omzet en -herstel (remyelinisatie) op volwassen leeftijd1. Deze cellen zijn zeer gespecialiseerd en interageren anatomisch en functioneel met alle andere gliale en neuronale componenten, waardoor ze een fundamenteel onderdeel zijn van de structuur en functie van het CZS.
Demyeliniserende gebeurtenissen zijn betrokken bij verschillende CZS-verwondingen en -ziekten2en werken voornamelijk in op opc's en OK's door middel van multifactoriële mechanismen, zowel tijdens de ontwikkeling als tijdens de volwassenheid. De ongedifferentieerde voorlopers worden aangedreven door differentiërende factoren, voornamelijk schildklierhormoon (TH), in een gesynchroniseerd proces3 dat ertoe leidt dat de OPC specifieke stimuli herkent en erop reageert die proliferatie veroorzaken, migratie naar het niet-gemyeliniseerde axon en differentiatie in volwassen OK's die op hun beurt de myelineschede ontwikkelen4. Al deze processen worden fijn aangestuurd en vinden plaats in een complexe omgeving.
Vanwege de complexe aard van myelinisatie, remyelinisatie en demyelinisatiegebeurtenissen, is er een grote behoefte aan een vereenvoudigde en betrouwbare in vitro methode om de onderliggende mechanismen te bestuderen en nieuwe therapeutische strategieën te ontwikkelen, gericht op de belangrijkste cellulaire speler: de OPC5.
Om een in vitro systeem betrouwbaar te laten zijn, moet rekening worden gehouden met een aantal factoren: de complexiteit van de cellulaire omgeving, leeftijdsgebonden celintrinsieke verschillen, fysiologische TH-gemedieerde differentiatie, pathologische mechanismen en de robuustheid van de gegevens6. Inderdaad, de onvervulde behoefte in het veld is een model dat de complexiteit van de in vivo toestand nabootst, niet met succes bereikt door het gebruik van geïsoleerde zuivere OPC-culturen. Bovendien hebben de twee belangrijkste componenten van demyeliniserende gebeurtenissen, ontsteking en hypoxie / ischemie (HI), direct betrekking op andere celcomponenten die indirect de fysiologische differentiatie en rijping van OPC's kunnen beïnvloeden, een aspect dat niet kan worden bestudeerd in overgesimplificeerde in vitro modellen.
Uitgaande van een sterk voorspellend cultuursysteem, is de volgende en meer algemene uitdaging de productie van robuuste en betrouwbare gegevens. In deze context is celgebaseerde high-content screening (HCS) de meest geschikte techniek7, omdat ons doel ten eerste is om de hele cultuur in een automatische workflow te analyseren, waarbij de vertekening van het kiezen van representatieve velden wordt vermeden, en ten tweede om de automatische en gelijktijdige generatie van op beeldvorming gebaseerde gegevens met een hoog gehalte te verkrijgen8.
Aangezien de belangrijkste behoefte is om de beste balans te bereiken tussen in vitro vereenvoudiging en in vivo-nabootsende complexiteit, presenteren we hier een zeer reproduceerbare methode voor het verkrijgen van OPC's afgeleid van neurale stamcellen (NSC's) geïsoleerd uit de foetale voorhersenen en de volwassen subventrikelzone (SVZ). Dit in vitro model omvat het gehele OPC-differentiatieproces, van multipotent NSC tot volwassen/myeliniserend OL, op een fysiologische TH-afhankelijke manier. De resulterende cultuur is een dynamisch differentiërend/rijpend systeem dat resulteert in een spontane co-cultuur die voornamelijk bestaat uit differentiërende OPC's en astrocyten, met een laag percentage neuronen. Deze primaire cultuur bootst de complexe in vivo omgeving beter na, terwijl de stamcelafleiding eenvoudige manipulaties mogelijk maakt om de gewenste cellijnverrijking te verkrijgen.
In tegenstelling tot andere screeningstrategieën voor geneesmiddelen met behulp van cellijnen of zuivere culturen van primaire OPC's, maakt de hier beschreven methode de studie mogelijk van het effect van pathologische interferenten of therapeutische moleculen in een complexe omgeving, zonder de focus op het gewenste celtype te verliezen. De beschreven HCS-workflow maakt een analyse van de levensvatbaarheid van cellen en afstammingsspecificaties mogelijk, evenals afstammingsspecifieke celdood en morfologische parameters.