Systemische Injectie van neurale stamcellen / progenitorcellen in Muizen met chronische EAE

Sterke aanwijzingen ontstaan ​​van in vivo studies waaruit de therapeutische werking van de transplantatie van somatische neurale stam / voorlopercellen (NPC) in diermodellen van CNS stoornissen ^1-8. Niettemin is een aantal kwesties met betrekking tot de levering van stamcellen in de gastheer dient een zorgvuldige afweging voordat deze experimentele resultaten kunnen worden vertaald in klinische toepassingen. Een bijzonder belangrijke hindernis voor de ontwikkeling van (nonhematopoietic) herstellende stamcel therapieën voor multifocale, chronische inflammatoire hersenziekten is de identificatie van de ideale route van NPC injectie. Een goed begrip van de pathofysiologie van de ziekte gerichte (focale of multifocale; primaire inflammatoire of primaire degeneratieve), en een voorzichtige analyse van de haalbaarheid en de risico's die samenhangen met de levering technieken zijn in de optimale protocol voor stamceltransplantatie levering identificeren.

Terwijl het brandpunt ( <em> Bijvoorbeeld. in het zenuwstelsel parenchym) stamceltransplantatie is een logische benadering voor de behandeling van CNS-ziekten gekenmerkt door plaatsgebonden beschadigingen (bv. Parkinson en ziekte van Huntington, de hersenen en het ruggenmerg traumatische verwondingen en beroerte), kan eenzelfde benadering bewijzen praktisch niet haalbaar zijn bij aandoeningen zoals MS, wanneer een multifocale, chronische en ruimtelijk verspreid CNS-letsel accumuleert tijd. In dit laatste geval richt focale cel injecties individuele laesies wordt ook belemmerd door de beperkte capaciteit van getransplanteerde NPC migreren over lange afstanden in het CZS parenchym, dus kwam de identificatie van alternatieve, meer geschikte werkwijzen CZS gericht op minder invasieve NPC transplantaties .

Grote belofte kwam uit de waarnemingen die NPC's richten een intracraniële tumor (bijv.. Glioom) bij muizen wanneer intravasculair geïnjecteerd buiten de CNS9. Na deze rudimentairein vivo bewijs van de stamcel pathotrophism ^10, zijn uitgebreide gegevens zijn verzameld met betrekking tot de haalbaarheid en de therapeutische werkzaamheid van de systemische transplantatie van NPC's in proefdieren met experimentele auto-immune encefalomyelitis (EAE), als een model van inflammatoire CNS schade, via ofwel intraveneuze (iv) of intracerebroventriculaire (ICV). NPC injectie ^{1,2,5,6,8 ..} We hebben eerst aangetoond dat dit afhankelijk is van het vermogen van getransplanteerde NPC te richten en voer de ontstoken CZS, en vervolgens gaan meerdere intercellulaire communicatieprogramma's binnen bepaalde micro-omgevingen in vivo ^11. Om specifiek op het CZS, zijn NPCs rechtstreeks in de cerebrospinale vloeistof (CSF) verkeer door ICV injectie of in de bloedstroom via iv injectie afgeleverd. Zodra het invoeren ofwel de bloedbaan of het CSF, getransplanteerde NPC actief communiceren metde bloed-hersenbarrière (BBB) ​​of bloed hersenvocht (BCSFB) barrières en voer de CNS parenchym. Deze interactie tussen de NPC transplantaat en de BBB (of BCSFB) wordt geregeld door specifieke set van NPC oppervlak celadhesiemoleculen (CAM) en gefaciliteerd door de expressie van hoge niveaus van CAM contra-liganden op geactiveerde endotheliale / ependymale cellen ^12-14. Voorbeelden van deze CAM's zijn de receptor voor hyaluronate, CD44, en de intercellulaire adhesie molecuul (ICAM) -1 ligand zeer laat antigeen (VLA) -4 ^5,15,16 (dat in leukocyten, zijn verantwoordelijk voor de interactie met geactiveerde ependymal en endotheliale cellen), en in veel mindere mate lymfocyt functie-geassocieerde antigen (LFA) -1 en P-selectine glycoproteïne ligand (PSGL) -1. NPCs ook express diverse chemokine receptoren, zoals CCR1, CCR2, CCR5, CXCR3 en CXCR4 (maar niet tot expressie CCR3 en CCR7), die functioneel actief zijn, zowel in vitro als in vivo ^5,16. Aldus systemically geïnjecteerd NPCs gebruiken deze CAMs, samen met G-proteïne gekoppelde receptor (GPCR), te accumuleren op het niveau van de ontstoken CZS. Omgekeerd NPCs geïnjecteerd systemisch in gezonde muizen niet betreden het CZS via vasculaire of hersenvocht ruimte routes ^2. CZS-ontsteking, of endotheliale / ependymale cel activatie na systemische cytokine of lypopolisaccharide (LPS) injectie als een model van chemisch geïnduceerde encefalitis, is daarom noodzakelijk voor de accumulatie van systemisch geïnjecteerd NPCs in de hersenen en het ruggenmerg ^2. Aldus succesvolle targeting van het CZS systemische therapieën NPC is afhankelijk van de identificatie van ziektespecifieke tijdsspanne (Woo) waarbij de hersenen en het ruggenmerg omgeving bevorderlijk zijn voor de accumulatie en transendotheliale migratie van NPC. Een dergelijke regel komen de voorwaarden in het kader van acute en subacute ontsteking ^17. Eenmaal binnengekomen de CNS, getransplanteerde ongedifferentieerde NPCsis aangetoond dat de klinisch-pathologische kenmerken van muizen als grotere, niet-humane primaten met EAE verbeteren. Dit staat beschreven afhankelijk van minimaal celvervanging ² en opmerkelijke secretie van immuunregulatoire en neuroprotectieve paracriene factoren binnen perivasculaire CNS ^2,5,6,18 versus niet-CNS ontstoken gebieden ^19,20 (bijv. lymfeklieren) in antwoord op de te inflammatoire cell signaling uitgelokt door infiltrerende immuuncellen ^5.

Hierin beschrijven we de belangrijkste methodologische aspecten van de systemische injectie van somatische NPCs in een muismodel van chronische EAE. Meer specifiek, definiëren we de protocollen die we hebben opgericht om (i) af te leiden, uit te breiden en voor te bereiden voor transplantatie somatische NPCs uit de subventriculaire zone (SVZ) van volwassen C57BL / 6 muizen; (Ii) induceren chronische EAE in deze muizen en (iii) uitvoeren therapeutisch werkzame systemisch (iv of icv) NPC transplantatie into EAE muizen.