Różnorodne badania miały na celu poprawę regeneracji aksonów OUN po urazach rdzenia kręgowego lub mózgu. Tradycyjnie uważa się, że reakcje zapalne, nieuchronnie towarzyszące urazom układu nerwowego, uczestniczą w wtórnych procesach patologicznych prowadzących do szkodliwych skutków1,2. Rzeczywiście, metyloprednizolon, który może tłumić reakcje zapalne, jest jedyną zatwierdzoną terapią ostrego uszkodzenia rdzenia kręgowego3. Jednak nowsze badania dostarczyły dowodów na to, że makrofagi, reprezentatywny typ komórek zapalnych, mogą uczestniczyć w regeneracji lub naprawie uszkodzonego układu nerwowego4,5,6. Na przykład naciekające makrofagi po uszkodzeniu soczewki wytwarzają cząsteczki proregeneracyjne, które wspomagają regenerację neuronów zwojowych siatkówki7,8. Ponadto, przeszczepione neurony DRG zwiększały wzrost aksonów w górę, w regionie, w którym makrofagi były aktywowane przez zymosan9. Co więcej, makrofagi w miejscu zmiany chorobowej mogą tworzyć środowisko permisywne dla uszkodzonych nerwów obwodowych10.
Nasza praca dostarczyła również mocnych dowodów na to, że makrofagi mogą przyczyniać się do zdolności regeneracji aksonów w sąsiednich neuronach. Wykazaliśmy, że aktywacja makrofagów w zwojach korzenia grzbietowego (DRG) była niezbędna do zwiększenia zdolności regeneracyjnych neuronów czuciowych DRG po wstępnym kondycjonowaniu uszkodzenia nerwów obwodowych11. Podobne badania zostały niezależnie zgłoszone z innego laboratorium12. Wykazaliśmy również, że dozwojowe wstrzyknięcie cyklicznego AMP dibutyrylu (db-cAMP), który jest dobrze znaną cząsteczką zwiększającą zdolność regeneracji aksonów13, indukowało aktywację makrofagów. Dezaktywacja makrofagów zniosła wpływ db-cAMP na aktywność wzrostu neurytów. Późniejsze prace zidentyfikowały wywołaną urazem ekspresję CCL2 w neuronach jako sygnał do stymulacji makrofagów o fenotypie proregeneracyjnym14,15.
Na podstawie powyższych wyników eksperymentalnych, stworzyliśmy model in vitro przypominający zdarzenia molekularne, które występują w DRG po modelu urazów kondycjonowania wstępnego11,14. W tym modelu db-cAMP stosuje się do kokultur neuronów i makrofagów, wywołując sygnalizację międzykomórkową, która prowadzi do aktywacji makrofagów o fenotypie proregeneracyjnym. Tutaj opisujemy szczegółowe protokoły, za pomocą których możemy generować makrofagi, które wydzielają czynniki molekularne sprzyjające wzrostowi neurytów (Rysunek 1). Ten eksperymentalny model ilustruje koncepcję, że makrofagi mogą być stymulowane lub indukowane w celu wspierania regeneracji aksonów po urazach układu nerwowego. Nasz model będzie również przydatny w badaniu mechanizmów w sygnalizacji międzykomórkowej, która prowadzi do aktywacji proregeneracyjnych makrofagów.