Injeção sistêmica de células-tronco neurais / progenitoras em ratos com EAE crónica

Fortes evidências surgiu a partir de estudos in vivo que comprovem a eficácia terapêutica do transplante de células-tronco somáticas neurais / precursoras (NPCs) em modelos animais de doenças do SNC, ^1-8. No entanto, uma série de questões relacionadas com a entrega de células-tronco para o acolhimento exigir uma análise cuidadosa antes de estes resultados experimentais podem ser traduzidos em aplicações clínicas. Um obstáculo particularmente importante para o desenvolvimento de terapias com células estaminais restauradores (nonhematopoietic) para, doenças cerebrais inflamatórias crônicas multifocais é a identificação da rota ideal de injeção NPC. Uma sólida compreensão da fisiopatologia da doença-alvo (focal ou multifocal; degenerativa inflamatória ou primária primária), e uma análise cautelosa de questões de viabilidade e de risco associados com as técnicas de entrega são em identificar o protocolo ideal para a entrega de células-tronco.

Embora o foco ( <em> Por ex. no parênquima do sistema nervoso), transplante de células estaminais é uma abordagem lógica para o tratamento de doenças do sistema nervoso central caracterizadas por áreas espacialmente confinados de dano (por exemplo, doença de Parkinson e doença de Huntington, do cérebro e da medula espinhal lesões traumáticas, e acidente vascular cerebral), a mesma abordagem pode ser ser praticamente inviável em condições como esclerose múltipla, onde um dano multifocal, crônica, e espacialmente disseminada CNS acumula ao longo do tempo. Neste último caso, visando injeções de células focais de lesões individuais, também é prejudicada pela capacidade limitada de NPCs transplantadas para migrar por longas distâncias dentro do parênquima do SNC, levando, assim, a identificação de métodos alternativos, mais adequados de CNS alvejando com transplantes NPC menos invasivas .

Grande promessa surgiu a partir das observações que NPCs como alvo um tumor intracraniano (por exemplo. Glioma) em camundongos quando injetada por via intravenosa fora do CNS9. Seguindo este seminalem evidência in vivo da pathotrophism células-tronco ^10, os dados extensos foram acumuladas pertencente à viabilidade e à eficácia terapêutica do transplante de NPCs sistémica em animais de laboratório com encefalomielite auto-imune experimental (EAE), como um modelo de lesão inflamatória do SNC, através quer intravenosa (iv) ou intracerebroventricular (ICV). NPC injeção ^{1,2,5,6,8 ..} Temos mostrado pela primeira vez que esta depende da capacidade de NPCs transplantadas para atacar e entrar no CNS inflamada, e se envolver posteriormente intercelular múltipla programas de comunicação dentro de microambientes específicos in vivo ^11. A fim de orientar especificamente o CNS, NPCs são entregues diretamente no líquido cefalorraquidiano (LCR) circulação por injeção icv, ou na corrente sanguínea através de injeção intravenosa. Uma vez que entra ou da corrente sanguínea ou CSF, NPCs transplantados interagir ativamente como hematoencefálica (BBB) ​​ou (BCSFB) barreiras sangue líquido céfalo-raquidiano e entrar no parênquima do SNC. Essa interação entre o enxerto NPC eo BBB (ou BCSFB) é regulada pelo conjunto específico de moléculas de adesão celular NPC superfície (CAMs) e facilitado pela expressão de altos níveis de CAM contra-ligantes em ativados endoteliais / células ependimárias ^12-14. Exemplos destas CAMs incluem o receptor de hialuronato, CD44, e a molécula de adesão intercelular (ICAM) -1 ligando antigénio muito tardio (AMT) -4 ^5,15,16 (que, em leucócitos, são responsáveis ​​da interacção com ependimária activada e células endoteliais), e para um antigénio de Linfócitos muito menor extensão associada à função (LFA) -1 e P-selectina glicoproteína ligando (PSGL) -1. NPCs também expressar uma grande variedade de receptores de quimiocinas, incluindo CCR1, CCR2, CCR5, CXCR3, CXCR4 e (mas não expressam CCR3 e CCR7), que são funcionalmente activos, tanto in vitro como in vivo, ^5,16. Assim, systemicaNPCs lly injectados usar estes CAMs, juntamente com a proteína G de receptores acoplados (GPCRs), para acumular a nível do CNS inflamado. Por outro lado, NPCs injetado sistemicamente em ratos saudáveis ​​não entram no CNS via vascular ou cefalorraquidiano rotas espaço fluido ^2. Inflamação do SNC, ou endotelial / ativação de células ependimária seguinte citocina sistêmica ou lypopolisaccharide (LPS) de injeção como um modelo de encefalite induzida quimicamente, é necessário que o acúmulo de NPCs sistemicamente injetadas no cérebro e medula espinhal ^2. Assim, segmentação bem sucedida do CNS com terapias NPC sistêmicas depende da identificação de uma janela específica doença de oportunidade (WoO), no qual o cérebro ea medula espinhal são ambiente propício para a acumulação e migração transendotelial de NPCs. Tais condições geralmente surgem no contexto de inflamação aguda e subaguda ^17. Depois de ter entrado no CNS, transplantado NPCs indiferenciadasforam mostradas para melhorar as características clínico-patológicos de ratinhos, assim como maiores, primatas não humanos com EAE. Este tem sido descrito para ser dependente de substituição de células mínimo ² e notável secreção de fatores parácrinos imunes reguladoras e neuroprotetores dentro perivascular CNS ^2,5,6,18 vs não-SNC áreas inflamadas ^19,20 (por exemplo, linfonodos), em resposta à sinalização celular inflamatória provocada pela infiltração de células imunes ^5.

Aqui nós descrevemos os aspectos metodológicos fundamentais da injeção sistêmica de NPCs somáticas em um modelo do rato de EAE crónica. Mais especificamente, vamos definir os protocolos que estabelecemos para (i) derivam, expanda e se preparar para o transplante NPCs somáticas da zona subventricular (SVZ) de adultos C57BL / 6; (Ii) induzir a EAE crónica em tais ratinhos e (iii) realizar terapeuticamente eficaz sistémica (iv ou icv) NPC transplante icamundongos nto EAE.