$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Z badań in vivo powstały mocne dowody potwierdzające skuteczność terapeutyczną przeszczepu somatycznych nerwowych komórek macierzystych/prekursorowych (NPC) w modelach zwierzęcych zaburzeń OUN1-8. Niemniej jednak szereg kwestii związanych z dostarczaniem komórek macierzystych do gospodarza wymaga starannego rozważenia, zanim wyniki tych eksperymentów będzie można przełożyć na zastosowania kliniczne. Szczególnie istotną przeszkodą na drodze do rozwoju (niehematopoetycznych) terapii regenerującymi komórkami macierzystymi w wieloogniskowych, przewlekłych chorobach zapalnych mózgu jest określenie idealnej drogi iniekcji NPC. Dokładne zrozumienie patofizjologii choroby docelowej (ogniskowej lub wieloogniskowej; pierwotna choroba zapalna lub pierwotna choroba zwyrodnieniowa) oraz ostrożna analiza wykonalności i kwestii ryzyka związanych z technikami dostarczania są w identyfikacji optymalnego protokołu dostarczania komórek macierzystych.
Podczas gdy ogniskowy (np. do miąższu układu nerwowego) przeszczep komórek macierzystych jest logicznym podejściem do leczenia chorób OUN charakteryzujących się przestrzennie ograniczonymi obszarami uszkodzeń (np. choroba Parkinsona i Huntingtona, urazy mózgu i rdzenia kręgowego oraz udar), to samo podejście może okazać się praktycznie niewykonalne w stanach takich jak stwardnienie rozsiane, gdzie wieloogniskowe, przewlekłe i przestrzennie rozproszone uszkodzenie OUN kumuluje się z czasem. W tym ostatnim przypadku ukierunkowanie iniekcji komórek ogniskowych na poszczególne zmiany chorobowe jest również utrudnione ze względu na ograniczoną zdolność przeszczepionych NPC do migracji na duże odległości w obrębie miąższu OUN, co skłania do identyfikacji alternatywnych, bardziej odpowiednich metod celowania w OUN z mniej inwazyjnymi przeszczepami NPC.
Wielka obietnica wynikała z obserwacji, że NPC celują w nowotwór wewnątrzczaszkowy (np. glejak) u myszy, gdy wstrzykuje się go donaczyniowo poza OUN9. W związku z tymi przełomowymi dowodami in vivo na patotrofizm komórek macierzystych10 zgromadzono obszerne dane dotyczące wykonalności i skuteczności terapeutycznej ogólnoustrojowego przeszczepiania NPC u zwierząt laboratoryjnych z eksperymentalnym autoimmunologicznym zapaleniem mózgu i rdzenia kręgowego (EAE), jako modelu zapalnego uszkodzenia OUN, za pomocą dożylnego (iv) lub domózgowo-komorowego (i.c.v.) Wstrzyknięcie NPC1,2,5,6,8.. Po raz pierwszy wykazaliśmy, że zależy to od zdolności przeszczepionych NPC do celowania i wnikania do zapalnego OUN, a następnie do angażowania wielu programów komunikacji międzykomórkowej w określonych mikrośrodowiskach in vivo11. W celu specyficznego celowania w OUN, NPC są dostarczane bezpośrednio do krążenia płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) przez wstrzyknięcie dożylne lub do krwiobiegu przez wstrzyknięcie dożylne. Po dostaniu się do krwiobiegu lub płynu mózgowo-rdzeniowego przeszczepione NPC aktywnie oddziałują z barierami krew-mózg (BBB) lub płyn mózgowo-rdzeniowy krwi (BCSFB) i dostają się do miąższu OUN. Ta interakcja między przeszczepem NPC a BBB (lub BCSFB) jest regulowana przez specyficzny zestaw cząsteczek adhezyjnych komórek powierzchniowych NPC (CAM) i ułatwiana przez ekspresję wysokich poziomów przeciwligandów CAM na aktywowanych komórkach śródbłonka / wyściółki12-14. Przykładami tych CAM są receptor hialuronianu, CD44, oraz międzykomórkowa cząsteczka adhezyjna (ICAM)-1 ligand bardzo późny antygen (VLA)-45,15,16 (które w leukocytach są odpowiedzialne za interakcję z aktywowanymi komórkami wyściółki i śródbłonka), a w znacznie mniejszym stopniu antygen związany z funkcją limfocytów (LFA)-1 i ligand glikoproteiny selektyny P (PSGL)-1. NPC wyrażają również szeroki zakres receptorów chemokin, w tym CCR1, CCR2, CCR5, CXCR3 i CXCR4 (ale nie wyrażają CCR3 i CCR7), które są funkcjonalnie aktywne, zarówno in vitro, jak i in vivo5,16. W związku z tym NPC, którym wstrzykuje się ogólnoustrojowo, wykorzystują te CAM, wraz z receptorem sprzężonym z białkiem G (GPCR), do akumulacji na poziomie zapalnego OUN. I odwrotnie, NPC wstrzykiwane ogólnoustrojowo zdrowym myszom nie dostają się do OUN przez drogi przestrzeni naczyniowej lub płynu mózgowo-rdzeniowego2. Zapalenie OUN lub aktywacja komórek śródbłonka/wyściółki po wstrzyknięciu cytokin ogólnoustrojowych lub lipopolisacharydów (LPS) jako model chemicznie wywołanego zapalenia mózgu jest zatem konieczne do akumulacji ogólnoustrojowo wstrzykiwanych NPC do mózgu i rdzenia kręgowego2. Tak więc skuteczne celowanie w OUN za pomocą ogólnoustrojowych terapii NPC zależy od identyfikacji specyficznego dla choroby okna Opportunity (WoO), w którym środowisko mózgu i rdzenia kręgowego sprzyja akumulacji i transśródbłonkowej migracji NPC. Takie stany występują na ogół w kontekście ostrego i podostrego zapalenia17. Wykazano, że po wejściu do OUN przeszczepione niezróżnicowane NPC poprawiają kliniczno-patologiczne cechy myszy oraz większych, niebędących ludźmi naczelnych z EAE. Opisano to jako zależne od minimalnej wymiany komórek2 i niezwykłego wydzielania immunologicznych regulacyjnych i neuroprotekcyjnych czynników parakrynnych w okołonaczyniowym OUN2,5,6,18 w porównaniu z obszarami nieobjętymi stanem zapalnymOUN 19,20 (np. węzły chłonne) w odpowiedzi na sygnalizację komórek zapalnych wywołaną przez naciekające komórki odpornościowe5.
Tutaj opisujemy kluczowe aspekty metodologiczne systemowego wstrzykiwania somatycznych NPC do mysiego modelu przewlekłego EAE. Dokładniej mówiąc, definiujemy protokoły, które ustanowiliśmy, aby (i) uzyskać, rozszerzyć i przygotować do przeszczepu somatyczne NPC ze strefy podkomorowej (SVZ) dorosłych myszy C57BL / 6; (ii) indukować przewlekłe EAE u takich myszy i (iii) przeprowadzać terapeutycznie skuteczne ogólnoustrojowe (i.v. lub i.c.v) przeszczepienie NPC myszom EAE.