Starka bevis har uppstått från in vivo studier styrker den terapeutiska effekten av transplantation av somatiska neurala stam / föregångare celler (NPC) i djurmodeller av CNS-sjukdomar ^1-8. Trots ett antal frågor i samband med leverans av stamceller i värden kräver noggrant övervägande innan dessa experimentella resultat kan omsättas i kliniska tillämpningar. En särskilt betydande hinder mot utvecklingen av (nonhematopoietic) reparativ stamcellsterapier för multifokala, kroniska inflammatoriska sjukdomar i hjärnan är identifieringen av den ideala vägen för NPC injektion. En fast förståelse av patofysiologin av den riktade sjukdomen (fokal eller multifokal, primär inflammatorisk eller primär degenerativ), och en försiktig analys av genomförbarhet och riskfrågor i samband med leveranstekniker är att identifiera den optimala protokollet för stamcells leverans.

Medan fokus ( <em> Exempel. i nervsystemet parenkymet) stamcellstransplantation är en logisk metod för behandling av CNS-sjukdomar som kännetecknas av rumsligt begränsade områden av skada (t.ex. Parkinsons och Huntingtons sjukdom, hjärna och ryggmärg traumatiska skador, och stroke), får precis samma tillvägagångssätt bevisa vara praktiskt taget inte är möjligt vid tillstånd såsom MS, där en multifokal, kroniskt, och rumsligt spridas CNS-skada ackumuleras över tiden. I det senare fallet, med inriktning bränncellinjektioner till enskilda lesioner också hindras av den begränsade kapaciteten hos transplanterade NPCs att migrera över långa avstånd inom CNS parenkymet, vilket kan leda till identifiering av alternativa, mer lämpliga metoder för CNS-inriktning med mindre invasiva NPC transplantationer .

Stort löfte fram ur de iakttagelser som NPCs riktar en intrakraniell tumör (t. ex. Gliom) i möss när det injiceras intravaskulärt utanför CNS9. Efter denna seminalin vivo-bevis för stamcells pathotrophism ¹⁰ har omfattande data som samlats avseende genomförbarhet och terapeutiska effekten av den systemiska transplantation av NPC i försöksdjur med experimentell autoimmun encefalomyelit (EAE), en modell av inflammatorisk CNS-skada, via antingen intravenös (iv) eller intracerebroventrikulär (ICV.) NPC injektion ^{1,2,5,6,8 ..} Vi har först visat att detta är beroende av förmågan att transplanterade NPCs att rikta och komma in i inflammerade CNS, och att därefter engagera flera inter kommunikationsprogram inom specifika mikromiljöer i vivo ^11. För att särskilt inrikta CNS, NPCs levereras direkt i cerebrospinalvätskan (CSF) cirkulation genom icv injektion, eller i blodomloppet via intravenös injektion. När kommer in antingen i blodomloppet eller CSF, transplanterade NPCs aktivt interagera medblod-hjärn (BBB) ​​eller blod cerebrospinalvätska (BCSFB) barriärer och ange CNS parenkymet. Denna interaktion mellan NPC transplantat och BBB (eller BCSFB) regleras av specifik uppsättning NPC yta celladhesionsmolekyler (CAM) och underlättas av uttryck av höga nivåer av CAM counter-ligander på aktiverade endotelceller / ependymalceller ^12-14. Exempel på dessa kammar innefattar receptorn för hyaluronat, CD44 och intercellulär adhesionsmolekyl (ICAM) -1 liganden mycket sent antigen (VLA) -4 ^5,15,16 (som, i leukocyter, är ansvariga för interaktionen med aktiverad ependymala och endotelceller), och till en mycket lägre utsträckning lymfocytfunktion-associerat antigen (LFA) -1 och P-selektin glykoprotein ligand (PSGL) -1. NPC uttrycker också ett brett utbud av kemokinreceptorer, inbegripet CCR1, CCR2, CCR5, CXCR3 och CXCR4 (men inte uttrycker CCR3 och CCR7), vilka är funktionellt aktiva, både in vitro och in vivo, ^5,16. Sålunda systemically injicerade NPC använda dessa kammar, tillsammans med G-proteinkopplad receptor (GPCR), att ackumuleras på nivån för den inflammerade CNS. Omvänt, NPCs injiceras systemiskt i friska möss inte kommer in i CNS via kärl eller cerebrospinalvätska utrymmesvägar ^2. CNS-inflammation, eller endotel / ependymal cellaktivering efter systemisk cytokin eller lypopolisaccharide (LPS) injektion som en modell för kemiskt inducerad encefalit, är därför nödvändig för ackumulering av systemiskt injicerade NPCs in i hjärnan och ryggmärgen ^2. Således är framgångsrik inriktning av CNS med system NPC terapier beroende av identifiering av ett sjukdomsspecifikt fönster Möjligheternas (WoO), där hjärnan och ryggmärgen miljö bidrar till ackumulation och transendotelial migration av NPCs. Sådana förhållanden uppstår i allmänhet i samband med akut och subakut inflammation ^17. En gång efter att ha gått in i CNS, transplanterade odifferentierade NPCshar visats för att förbättra klinisk-patologiska särdrag hos möss såväl som större, icke-humana primater med EAE. Detta har beskrivits att vara beroende av minsta cell ersättning ² och märkliga utsöndring av immun reglerande och nervskyddande parakrina faktorer inom perivascular CNS ^2,5,6,18 vs icke-CNS inflammerade områden ^19,20 (t.ex. lymfkörtlar) som svar på inflammatorisk cellsignalering som framkallats genom infiltrering av immunceller ^5.

Häri beskriver vi de viktigaste metodologiska aspekterna av systemisk injektion av somatiska NPCs i en musmodell av kronisk EAE. Mer specifikt, vi definierar de protokoll som vi har inrättats för att (i) härleda, expandera och förbereda för transplantation somatiska NPCs från subventrikulära zonen (SVZ) av vuxna C57BL / 6 möss; (Ii) inducerar kronisk EAE i dessa möss och (iii) utföra terapeutiskt verksam systemisk (iv eller icv) NPC transplantation i.nto EAE-möss.