Iniezione sistemica di cellule staminali neurali / progenitrici nei topi con EAE cronica

Forte evidenza è sorta da studi in vivo che attestano l'efficacia terapeutica del trapianto di cellule somatiche neurali staminali / precursori (NPC) in modelli animali di disturbi al SNC ^1-8. Tuttavia, una serie di questioni relative alla fornitura di cellule staminali nel ospitante richiede un attento esame prima che questi risultati sperimentali possono essere tradotti in applicazioni cliniche. Un ostacolo particolarmente significativo verso lo sviluppo di (ematopoietiche) terapie con cellule staminali rigeneranti per multifocali, malattie infiammatorie cerebrali croniche è l'identificazione del percorso ideale di iniezione NPC. Una solida comprensione della fisiopatologia della malattia mirata (focale o multifocale; degenerativa infiammatoria o primaria primaria), ed un'analisi prudente di questioni di fattibilità e di rischio associati alle tecniche di spedizione sono a individuare il protocollo ottimale per la consegna delle cellule staminali.

Mentre la focale ( <em> Ad es. nel parenchima sistema nervoso) trapianto di cellule staminali è un approccio logico per il trattamento di malattie del SNC caratterizzate da aree spazialmente confinate di danno (ad es Parkinson e la malattia di Huntington, cervello e midollo spinale lesioni traumatiche, e ictus), lo stesso approccio può rivelarsi che sia praticamente non realizzabile in condizioni come la sclerosi multipla, in cui un multifocale, cronica, e spazialmente diffusi danni CNS accumula nel tempo. In quest'ultimo caso, il targeting iniezioni di cellule focali di singole lesioni è inoltre ostacolato dalla limitata capacità di NPC trapiantate per migrare su lunghe distanze all'interno del parenchima nervoso centrale, inducendo quindi l'individuazione di metodi più idonei alternativi di CNS targeting con trapianti NPC meno invasive .

Grande promessa emerso dalle osservazioni che NPC colpiscono un tumore intracranico (ad es. Glioma) nei topi quando iniettato per via endovenosa al di fuori del CNS9. Seguendo questa seminaleevidenza in vivo di cellule staminali pathotrophism ^10, numerosi dati sono stati accumulati relativi alla fattibilità e l'efficacia terapeutica del trapianto sistemico di NPC in animali da laboratorio con encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE), un modello di danno infiammatorio del SNC, sia via endovenosa (iv) o intracerebroventricolare (ICV). NPC iniezione ^{1,2,5,6,8 ..} Abbiamo prima dimostrato che questo dipende dalla capacità di NPC trapiantate per indirizzare e inserire il SNC infiammato, e di impegnarsi in seguito intercellulare multipla programmi di comunicazione all'interno di microambienti particolari in vivo ^11. Al fine di indirizzare specificamente il CNS, NPC vengono consegnati direttamente nel liquido cerebrospinale (CSF) circolazione mediante iniezione ICV, o nel flusso sanguigno tramite iniezione endovenosa. Una volta immettendo nel flusso sanguigno o CSF, NPC trapiantate interagiscono attivamente conil cervello di sangue (BBB) ​​o di sangue nel liquido cerebrospinale (BCSFB) le barriere e inserire il parenchima del SNC. Questa interazione tra l'innesto NPC e il BBB (o BCSFB) è regolata da specifica serie di molecole di adesione cellulare di superficie NPC (CAM) e facilitato dalla espressione di elevati livelli di CAM contro-ligandi sulla attivati ​​endoteliali / cellule ependimali ^12-14. Esempi di queste camme includono il recettore per ialuronato, CD44, e la molecola di adesione intercellulare (ICAM) -1 ligando molto tardi antigene (VLA) -4 ^5,15,16 (che, nei leucociti, sono responsabili dell'interazione con ependimali attivato e cellule endoteliali), e di un linfocita misura Function-associated Antigen molto più basso (LFA) -1 e P-selectina ligando glicoproteina (PSGL) -1. NPC esprimono anche una vasta gamma di recettori per chemochine, tra cui CCR1, CCR2, CCR5, CXCR3 e CXCR4 (ma non esprimono CCR3 e CCR7), che sono funzionalmente attivi, sia in vitro che in vivo ^5,16. Così, systemicaNPC lly iniettati utilizzano queste camme, insieme a G-proteina recettore accoppiato (GPCR), ad accumularsi a livello del SNC infiammato. Al contrario, PNG iniettato per via sistemica in topi sani non entrare SNC via vascolare o cerebrospinale aeree spazio fluido ^2. CNS infiammazione, o endoteliale / attivazione delle cellule ependimali seguente citochine sistemica o lypopolisaccharide (LPS) iniezione come modello di encefalite indotta chimicamente, è pertanto necessario per l'accumulo di NPC sistematicamente iniettate nel cervello e nel midollo spinale ^2. Così, il targeting successo del SNC con terapie sistemiche NPC dipende dalla identificazione di una finestra specifica malattia di opportunità (woo) in cui il cervello e del midollo spinale ambiente favoriscono l'accumulo e la migrazione transendoteliale di NPC. Tali condizioni generalmente sorgono nel contesto di infiammazione acuta e subacuta ^17. Dopo aver inserito il sistema nervoso centrale, trapiantato NPC indifferenziatihanno dimostrato di migliorare le caratteristiche clinico-patologiche di topi e anche più grandi, primati non umani con EAE. Questo è stato descritto a dipendere da minimal sostituzione cella ² e notevole secrezione di fattori immunitari paracrini regolamentari e neuroprotettivi all'interno perivascolare CNS ^2,5,6,18 vs non-SNC zone infiammate ^19,20 (ad esempio linfonodi) in risposta alla segnalazione di cellule infiammatorie suscitato infiltrandosi cellule immunitarie ^5.

Qui descriviamo gli aspetti chiave metodologici della iniezione sistemica di NPC somatiche in un modello murino di EAE cronica. Più in particolare, si definiscono i protocolli che abbiamo stabilito a (i) Derive, espandere e prepararsi per trapianto NPC somatici dalla zona subventricolare (SVZ) di adulti C57BL / 6 topi; (Ii) indurre EAE cronica in questi topi e (iii) effettuare terapeuticamente efficace sistemica (iv o ICV) trapianto NPC itopi nto EAE.