Existem duas abordagens principais sendo avaliadas para transplante de RPE submacular - a injeção de uma suspensão de RPE e o transplante de um enxerto RPE monocamada. Uma comparação detalhada entre os dois métodos está além do escopo deste manuscrito. No entanto, o transplante de um enxerto RPE de monocamada pode ser vantajoso, pois as células RPE são mais organizadas em uma monocamada do que em uma suspensão. As células RPE no enxerto são organizadas em uma monocamada confluente, que se assemelha à organização da camada fisiológica da célula RPE e permite que as células RPE transplantadas realizem suas funções fisiológicas. Isso permite parâmetros de dosagem mais precisos em comparação com as suspensões celulares, o que é altamente relevante para o trabalho regulatório e a escala industrial.
A entrega do enxerto de remendo RPE no espaço subretinal requer uma manipulação cuidadosa da mácula e a inserção precisa do enxerto no espaço subretinal. Os avanços tecnológicos na microcirurgia, como o miOCT, e uma melhor compreensão da dinâmica intraoperatória do tecido retiniano reduziram a curva de aprendizado desse procedimento. Nesta discussão, as razões dos seguintes aspectos serão explicadas: i) injeção pré-operatória de plasmininogen; ii) o uso de miOCT intraoperatória; iii) o uso de uma cânula personalizada de 41 G de duplo furo, configurações de IOP baixas e PFCL para criação de bleb subretinar; iv) raspagem da camada celular RPE nativa antes do transplante; v) o uso de sirolimus, triamcinolone, doxiciclina e minocíciclina para reduzir a rejeição do enxerto imunogênico.
Injeções de plasminogênio pré-operatórias liberam aderências parafoveais de retina
Nos experimentos iniciais, foi desafiador separar a fovea com uma única onda fluida. Na avaliação com o MIOCT, as imagens revelaram a presença de aderências parafoveais externas da retina ao RPE nativo, juntamente com evidências de trauma intraretinal20. Essas aderências podem ter levado a uma expansão vertical do bleb em vez da onda de fluido subretinal que se espalha pelo contorno da retina, resultando em trauma foveal. Plasminogênio é o precursor inativo de plasmin, um protease voltado para fibronectina e laminina. Ocriplasmin é uma variante bioengenheira de plasmin humana, aprovada pela Food and Drug Administration (FDA) e pela European Medicines Agency (EMA) para o tratamento de tração vitreomacular sintomática com ou sem um orifício macular concomitante. No entanto, relatos pós-aprovação do desenvolvimento de edema de mácula cistoide após a injeção de ocriplasmina sugeriram um efeito mais extenso da enzima na retina23.
Embora os mecanismos exatos não tenham sido identificados, foi sugerido que plasmin poderia enfraquecer a adesão da retina através da degradação dos elementos da matriz interfotorreceptora responsável pela adesão fotoreceptor-RPE24. Neste protocolo, os olhos de PNS foram tratados com plasminênio intravitreal 1 semana antes da cirurgia para liberar as aderências parafoveais externas da retina. Sob a suposição de que a adesão fotoreceptor-RPE está enfraquecida, uma força inferior é necessária para desprender a retina neurossensorial, incluindo o anel parafoveal distal, que normalmente resiste à onda de fluido subretinal20. Assim, a força administrada durante o descolamento bleb da retina resulta na expansão do bleb através do contorno da retina em vez de esticar a retina tangencialmente. Isso reduz o risco de lágrimas de potro. No entanto, deve-se notar que o efeito do plasminênio na sobrevivência do enxerto a longo prazo não foi estudado neste protocolo. Estudos futuros devem tentar determinar esse efeito.
miOCT fornece feedback anatômico para orientar a criação de bleb subretinar, implantação de enxerto e drenagem de fluidos subretinar
A manipulação intraoperatória e atraumática da mácula é a chave para alcançar bons resultados de transplante. No entanto, alterações microestruturais da mácula relacionadas à manipulação podem nem sempre ser evidentes no microscópio operacional. Nesses procedimentos, o miOCT é uma ferramenta importante que fornece feedback intraoperatório em tempo real, tridimensional e intraoperatório da estrutura macular. miOCT é especialmente útil durante as etapas do descolamento foveal, implantação de enxerto e drenagem do fluido subretinal usando uma troca de fluido-ar. Durante o descolamento foveal, o miOCT pode determinar as dimensões verticais e horizontais do bleb. Os micrários foveal, que podem não ser visualizados claramente no microscópio cirúrgico, podem ser confirmados por miOCT (Figura 3). Durante a implantação do enxerto, as imagens miOCT guiam mostrando a localização ou proximidade do enxerto com a fovea, através da retina, muitas vezes menos transparente e descolada. o miOCT também pode destacar possíveis áreas de adesão da retina durante um difícil processo de transplante25. Finalmente, no processo de drenagem de fluidos subretinar, o miOCT pode orientar de forma confiável a drenagem de fluidos subretinar até que o contato completo do enxerto retina-RPE seja alcançado.
A combinação de uma cânula de duplo furo, configurações de IOP baixas e tamponade vitreous PFCL reduz sinergicamente o trauma macular durante a criação de bleb subretinar
O alongamento da retina tangencial e a turbulência do fluido podem ocorrer durante a injeção de BSS subretinal para descolamento foveal que leva a lágrimas foveais indesejadas. Para neutralizar esses fenômenos, fatores como a posição relativa e a distância do centro foveal onde a injeção é iniciada, volume de injeção e velocidade, tampão vítreo, escolha de instrumentação subretinal e IOP têm se mostrado relevantes20,26,27. O bleb subretinal para descolamento foveal deve estar situado em um local adequadamente distante da fovea, pois o alongamento da retina pode ser mais alto no local de iniciação bleb27. O IOP também deve ser mantido baixo durante toda a criação do bleb subretinal. Quando o IOP do olho é alto, um aumento vertical maior no tamanho do bleb em vez de expansão ao longo do contorno da retina é observado, enquanto as manchas são mais rasas em pressões mais baixas20. Além disso, embora uma injeção intravitreal de 50 μL efetivamente dobre o IOP em humanos28, dado o menor comprimento dos olhos em NHPs, o aumento do IOP durante a injeção subretinal provavelmente será maior e mais rápido do que em humanos. Enquanto a maioria das máquinas de vitrectomia ajustam-se para a flutuação IOP, o ajuste não é um processo simultâneo, mas sim um processo reativo que ocorre à medida que a injeção subretinal prossegue. Assim, quanto maior o IOP, maior o risco de alongamento excessivo da retina e trauma foveal resultante. Assim, é essencial manter um IOP baixo estável durante a injeção subretinal.
Recomenda-se um comercial 20/41 G (DORC) ou uma cânula subretinal de 25/41 G de furo duplo sob medida para injeção subretinal. A cânula permite que o fluido saia da cavidade vítrea em troca de BSS injetado no espaço subretinal. Isso garante a regulação "simultânea" do IOP durante a injeção subretinal. Um esquema da cânula de duplo furo é visto na Figura 2. Por fim, o PFCL é utilizado para reduzir o risco de lágrimas de potro20,26,27. Como os PFCLs, como a octalina, têm maior gravidade específica, eles exercem uma força descendente na retina durante o descolamento foveal29. Isso estabiliza ainda mais o processo de criação de descolamento foveal bleb e aumenta a expansão do bleb ao longo do contorno da retina. Esta técnica tem sido usada com sucesso para a injeção subretinal de rtPA na configuração de hemorragia submacular maciça devido ao nAMD30.
Remoção de pré-transplante de RPE nativo permite a restauração do complexo RPE-fotoreceptor
O RPE do hospedeiro deve ser removido antes do transplante de enxerto. Isso porque a restauração do complexo fotorreceptor RPE é necessária para permitir que o transplante RPE realize suas funções fisiológicas de suporte aos fotorreceptores21. O RPE hospedeiro, se não for removido, pode representar uma barreira mecânica, o que impede a restauração deste complexo. Pode ser removido através da administração de produtos químicos tóxicos RPE ou usando meios físicos de remoção. Os métodos de remoção química incluem a administração sistêmica ou subretinal de iodate de sódio31,32. Como o iodato de sódio causa degeneração generalizada de fotorreceptores, células RPE e Choriocapillaris quando administrado, sua toxicidade retinal e sistêmica impede seu uso para testes em humanos32,33. Por isso, são preferidas técnicas físicas intraoperatórias. Vários métodos físicos foram conceituados. Quando os métodos físicos são utilizados, é crucial que a membrana do Bruch permaneça intacta. Muitos estudos in vitro demonstraram a dependência da sobrevivência do enxerto de RPE na membrana de Bruch intacta34,35,36.
Tentativas de desbridamento hidráulico foram associadas a quebras na membrana de Bruch, aumento da taxa de desenvolvimento de membrana epiretinal e vitreoretinopatia proliferativa, resultando em descolamento da retina tração37. Uma espátula empoeirada de diamante proposta para o debridamento RPE também levou a quebras na membrana de Bruch, resultando em proliferação celular do coroide para o espaço subretinal38. Curiosamente, um instrumento de loop extensível feito sob medida poderia remover o RPE sobrelada com a preservação da membrana de Bruch nos olhos de coelhos e porcos11,39. A remoção do RPE subjacente também é útil para estabelecer modelos animais com RPE e atrofia de retina externa, semelhante à forma atrofífica avançada da AMD. Quando uma área focal de RPE é removida da mácula, a ferida RPE fecha através da hipertrofia das células RPE restantes. No entanto, esta resposta de cura da ferida está associada à atrofia da camada nuclear externa40. Embora a criação de um modelo animal esteja além do escopo deste manuscrito, um procedimento semelhante pode criar um modelo animal de um fenótipo atroférico avançado de AMD para o teste de terapêutica celular derivada de RPE.
O uso de sirolimus, triamcinolone, doxiciclina e minocíciclina para reduzir a rejeição do enxerto imunogênico
Acredita-se que o espaço subretral seja um local imuno-privilegiado, mantido por uma barreira sangue-retina intacta e outros fatores41. Em muitos estudos envolvendo o transplante subretinal de derivados de células-tronco com uma barreira sangue-retina intacta, as drogas imunossupressores desempenham um papel insignificante na sobrevivência do enxerto42. Acredita-se que a barreira sanguínea-retina externa seja formada pela camada RPE nativa e pelas junções apertadas entre as células RPE. Enquanto a remoção nativa de RPE permite uma melhor integração do RPE transplantado e fotorreceptores de host, a barreira hemorrânea é interrompida no processo, aumentando a probabilidade de uma rejeição imunológica. Classicamente, as células T são centrais para o processo de rejeição do transplante de outros órgãos, como o rim e o fígado43. Assim, os regimes imunossupressores iniciais para transplante de tecido retiniano foram direcionados para reduzir essas respostas imunes adaptativas.
Sirolimus, um alvo mecanicista do inibidor da rapamicina, e tacrolimus, um inibidor de calcineurina, são exemplos de drogas imunossupressoras que visam respostas imunes adaptativas. No entanto, apesar da supressão adequada das células T, as taxas de sobrevivência dos enxertos permanecem baixas. Além disso, as células RPE são conhecidas por suprimir a ativação de células T através da liberação de fatores inibitórios e promover a geração de células T regulatórias44. Assim, tornou-se cada vez mais evidente que a imunidade adaptativa pode não ser o único contribuinte para a rejeição do enxerto42. O transplante subretinal de produtos celulares pode resultar no acúmulo e ativação da microglia45.
Microglia são os macrófagos da retina. Eles consistem em duas populações principais: 1) a microglia perivascular da vasculatura da retina interna e 2) a microglia dentro do parênquim do tecido retiniano. Como a microglia faz parte da resposta imune inata, glicocorticoides intravitreal, como a triamcinolone, podem suprimir a proliferação mediada por citocinas46. Doxiciclina e minocíciclina também podem suprimir a ativação microglial e devem ser consideradas47,48. Por fim, as diferenças na rejeição imunológica das alusões RPE versus xenoenxertos são incompletamente compreendidas49. Por exemplo, alusões contra células RPE derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas foram relatadas no soro de modelos de rejeição imunológica in vivo. No entanto, o papel desses anticorpos e a importância da rejeição mediada por anticorpos na sobrevivência do enxerto permanece desconhecido50. Assim, propõe-se um regime multidrogas utilizando sirolimus para a supressão da imunidade adaptativa e uma combinação de triamcinolone, doxiciclina e minocíclina para supressão de imunidade inata. Este regime tem sido usado com sucesso em coelhos com bons resultados de sobrevivência de enxerto e efeitos sistêmicos mínimos11.
Limitações desta técnica cirúrgica
Este artigo descreve um possível método cirúrgico para entregar uma folha de enxerto RPE no espaço subretinal de NHP; no entanto, isso não significa que esta seja a única maneira otimizada. Diferentes cirurgiões vitreo-retinais podem ter outras preferências de instrumentação e técnica. Por exemplo, este design de dispositivo de implantação só pode fornecer implantes planos suportados com um portador de células mais rígido e, portanto, pode não ser adequado para implantes relativamente flexíveis (ou enrolados). Transplantes de suspensão RPE podem omitir grande parte dessa técnica. Assim, os detalhes cirúrgicos exigirão modificações com base em cada estratégia de entrega.
À medida que o interesse pela terapêutica celular para o tratamento de doenças degenerativas da retina continua a crescer, o modelo animal NHP será essencial em estudos pré-clínicos para estudar os fatores que afetam a sobrevivência do enxerto de RPE. Neste manuscrito, são propostas estratégias para permitir a entrega mais suave de um enxerto monocamada submacular RPE no olho NHP. Métodos para melhor visualização de complicações intraoperatórias também são recomendados. Espera-se que esses métodos continuem a melhorar à medida que o uso da terapêutica celular se expande. Os trabalhos futuros também devem considerar a proposta de uma lista abrangente de investigações para avaliar vários aspectos estruturais e funcionais do enxerto.