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No sistema nervoso central (SNC), as células formadoras de mielina (oligodendrocytes, OLs) e seus precursores (células precursoras oligodendrocytes, OPCs) são responsáveis pela mielinação do desenvolvimento, processo que ocorre durante os períodos peri e pós-natal, e para a rotatividade e reparação da mielina (remielinização) na idade adulta1. Essas células são altamente especializadas, interagindo anatomicamente e funcionalmente com todos os outros componentes gliais e neuronais, tornando-as uma parte fundamental da estrutura e função do CNS.
Eventos desmelique estão envolvidos em diferentes lesões e doenças do CNS2, e atuam principalmente em OPCs e OLs por meio de mecanismos multifatoriais, tanto durante o desenvolvimento quanto na idade adulta. Os precursores indiferenciados são impulsionados por fatores diferenciadores, principalmente o hormônio da tireoide (TH), em um processo sincronizado3 que leva o OPC a reconhecer e responder a estímulos específicos que induzem a proliferação, migração para o axônio não mielinado e diferenciação em OLs maduros que, por sua vez, desenvolvem a baiamielina 4. Todos esses processos são finamente controlados e ocorrem em um ambiente complexo.
Devido à natureza complexa dos eventos de mielinação, remielinação e dessalinização, há uma grande necessidade de um método in vitro simplificado e confiável para estudar os mecanismos subjacentes e desenvolver novas estratégias terapêuticas, com foco no principal player celular: o OPC5.
Para que um sistema in vitro seja confiável, uma série de fatores precisam ser levados em conta: a complexidade do ambiente celular, diferenças intrínsecas relacionadas à idade celular, diferenciação fisiológica mediada pelo TH, mecanismos patológicos e a robustez dos dados6. De fato, a necessidade não atendida no campo é um modelo que imita a complexidade da condição in vivo, não alcançada com sucesso através do uso de culturas OPC puras isoladas. Além disso, os dois principais componentes dos eventos desmielinizadores, inflamação e hipóxia/isquemia (OI), envolvem diretamente outros componentes celulares que podem afetar indiretamente a diferenciação fisiológica e a maturação das OPCs, aspecto que não pode ser estudado em modelos in vitro super simplificados.
A partir de um sistema de cultura altamente preditivo, o desafio subsequente e mais geral é a produção de dados robustos e confiáveis. Nesse contexto, a triagem de alto teor baseado em células (HCS) é a técnica mais adequada7, uma vez que nosso objetivo é, em primeiro lugar, analisar toda a cultura em um fluxo de trabalho automático, evitando o viés de escolha de campos representativos e, em segundo lugar, obter a geração automática e simultânea de dados de alto conteúdo baseados em imagem8.
Dado que a principal necessidade é alcançar o melhor equilíbrio entre a simplificação in vitro e a complexidade in vivo-imitação, aqui apresentamos um método altamente reprodutível para a obtenção de OPCs derivados de células-tronco neurais (NSCs) isoladas do cérebro fetal e da zona sub-ventricular adulta (SVZ). Este modelo in vitro abrange todo o processo de diferenciação OPC, desde NSC multipotente até OL maduro/mieliing, de forma fisiológica dependente de TH. A cultura resultante é um sistema de diferenciação/amadurecimento dinamicamente que resulta em uma cocultura espontânea que consiste principalmente em diferenciar OPCs e astrócitos, com baixa porcentagem de neurônios. Essa cultura primária imita melhor o complexo ambiente in vivo, enquanto sua derivação de células-tronco permite que manipulações simples sejam realizadas para obter o enriquecimento de linhagem celular desejado.
Ao contrário de outras estratégias de triagem de medicamentos utilizando linhas celulares ou culturas puras de OPCs primárias, o método descrito aqui permite o estudo do efeito de interferentes patológicos ou moléculas terapêuticas em um ambiente complexo, sem perder o foco no tipo celular desejado. O fluxo de trabalho do HCS descrito permite uma análise da viabilidade celular e especificação de linhagem, bem como de morte celular específica da linhagem e parâmetros morfológicos.