Modellering van multiple sclerose bij de twee geslachten: MOG_{35-55-geïnduceerde} experimentele auto-immuun encefalomyelitis

Multiple sclerose (MS) is een chronische auto-immuunziekte die het centrale zenuwstelsel (CZS) aantast. Het toont de aanwezigheid van perivasculaire infiltratie van ontstekingscellen, demyelinisatie, axonaal verlies en gliose¹. De etiologie ervan blijft onbekend, en de klinische aspecten, radiografische en pathologische kenmerken suggereren een opmerkelijke heterogeniteit in de ziekte^.

Vanwege de onbekende etiologie en complexiteit is er op dit moment geen enkel diermodel dat alle klinische en radiologische kenmerken recapituleert die worden vertoond bij menselijke MS ^3,4. Er worden echter verschillende diermodellen gebruikt om verschillende aspecten van MS ^3,4 te bestuderen. In deze modellen is het ontstaan van de ziekte doorgaans extreem kunstmatig en verschilt het tijdsbestek van het begin van klinische symptomen tussen mensen en muizen. Bij mensen zijn de pathofysiologische processen die ten grondslag liggen aan de ziekte bijvoorbeeld jarenlang onopgemerkt gebleven vóór het begin van klinische manifestaties. Omgekeerd kunnen de onderzoekers symptomen in diermodellen detecteren binnen enkele weken of zelfs dagen na MS-inductie⁴.

Drie basisdiermodellen produceren de kenmerken van demyelinisatie die kenmerkend zijn voor MS: modellen die door het virus worden geïnduceerd (bijv. Theiler’s muizenencefalomyelitisvirus), modellen die worden geïnduceerd door toxische stoffen (bijv. cuprizon, lysolecithine) en de verschillende varianten van experimentele auto-immuunencefalomyelitis (EAE)⁵. Elk model helpt bij het bestuderen van enkele specifieke facetten van de ziekte, maar geen enkel model repliceert alle kenmerken van MS⁶. Het is dus van cruciaal belang om het juiste model te kiezen, rekening houdend met de specifieke experimentele behoeften en de wetenschappelijke vragen die moeten worden beantwoord.

Dankzij immunisatieprocedures tegen myeline-afgeleide antigenen wordt EAE geïnduceerd door een auto-immuunrespons op CZS-componenten bij gevoelige muizen op te wekken. De wisselwerking tussen een breed scala aan immunopathologische en neuropathologische mechanismen veroorzaakt de ontwikkeling van de belangrijkste pathologische kenmerken van MS (d.w.z. ontsteking, demyelinisatie, axonaal verlies en gliose) bij de geïmmuniseerde muizen ^7,8. Muizen beginnen klinische symptomen te vertonen rond de tweede week na immunisatie en vertonen over het algemeen oplopende verlamming van de staart tot de ledemaat en voorpoot. De klinische score (d.w.z. kwantificering van de accumulatie van ziektegerelateerde tekorten) wordt over het algemeen beoordeeld met behulp van een 5-puntsschaal⁷.

Actieve immunisatie met eiwit of peptide of passieve overdracht van encefalitogene T-cellen kan worden gebruikt om EAE te induceren bij muizen met verschillende genetische achtergronden (bijv. SJL/J, C57BL/6 en niet-zwaarlijvig-diabetische (NOD) muizen). Myeline-proteolipide-eiwit (PLP), myeline-basisch eiwit (MBP) en myeline-oligodendrocytglycoproteïne (MOG) zijn voorbeelden van zelf-CZS-eiwitten waaruit gewoonlijk immunogenen worden geproduceerd. Met name SJL/J-muizen geïmmuniseerd met het immunodominante epitoop van PLP (PLP_139−151) ontwikkelen een relapsing-remitting (RR) ziekteverloop, terwijl C57BL/6J-muizen geïmmuniseerd met het immunodominante MOG_{35-55-peptide} EAE van^{chronische aard} vertonen1. Ondanks enkele beperkingen, zoals het verstrekken van zeer weinig informatie over de progressie van MS, de rol van B-cellen in de ziekte, de inside-out-mechanismen of moeilijkheden bij het bestuderen van remyelinisatie, hebben de EAE-modellen enorm bijgedragen aan het begrip van auto-immuun- en neuro-inflammatoire processen, waardoor de kennis op het gebied van MS is toegenomen en zo de ontwikkeling van nieuwe therapeutische benaderingen voor deze ziekte mogelijk is geworden^{. 6}. okt.

In het huidige werk hebben we ons gericht op een bepaalde vorm van actieve EAE, de myeline-oligodendrocytglycoproteïnepeptide 35-55 (MOG_35-55)-geïnduceerde vorm 9,10,11,12. De MOG_{35-55-geïnduceerde} EAE modelleert een chronische vorm van MS. Na immunisatie ondergaan de muizen een asymptomatische fase binnen de eerste week na immunisatie, waarna de ziekte meestal optreedt tijdens de tweede week na immunisatie, terwijl tussen de derde en vierde week na immunisatie de ziekte chronisch wordt, zonder mogelijkheid tot volledig herstel van de geaccumuleerde tekorten ^7,8,13. Interessant is dat er geen verschillen tussen mannen en vrouwen worden waargenomen in incidentie, begin van de ziekte, verloop of progressie in de meeste onderzoeken die in de literatuur aanwezig^zijn14, ook al vergelijken minder onderzoeken de ziekte bij mannen en vrouwen.

Bij mensen daarentegen is bekend dat deze parameters sterk seksueel dimorf zijn². MS treft meer vrouwen dan mannen; Mannen ontwikkelen echter over het algemeen een agressievere vorm van de ziekte^. Dit bewijs heeft een essentiële, maar ook complexe, rol van de gonadale hormonen gesuggereerd¹⁵; Desalniettemin blijven de rol en het werkingsmechanisme van geslachtshormonen in de pathologie onduidelijk. Bovendien ondersteunen gegevens van diermodellen het idee dat zowel oestrogenen als androgenen op een geslachtsspecifieke manier positieve effecten uitoefenen op verschillende delen van de pathologie^16,17.

Sommige studies suggereren ook neuroprotectieve, promyeliniserende en ontstekingsremmende effecten van progesteron¹⁸ en, hoewel bewijs bij MS-patiënten schaars is¹⁸, kunnen neuroactieve steroïden (d.w.z. de novo gesynthetiseerde steroïden door het zenuwstelsel, zoals pregnenolon, tetrahydroprogesteron en dihydroprogesteron) ook het pathologische beloop beïnvloeden¹⁹. Gezamenlijk ondersteunen deze gegevens het idee dat geslachtshormonen die zowel perifeer als in het CZS worden geproduceerd, een belangrijke en geslachtsspecifieke rol spelen bij het ontstaan en de progressie van de ziekte. Daarom dringen we in dit werk aan op het verzamelen van afzonderlijke gegevens van zowel mannelijke als vrouwelijke dieren.

Vanuit histopathologisch oogpunt dient de witte stof van het ruggenmerg als de belangrijkste plaats van CZS-letsel in dit model, dat wordt gekenmerkt door multifocale, confluente regio’s van mononucleaire inflammatoire infiltratie en demyelinisatie⁸. Bij het beschrijven van dit protocol voor de inductie van MOG_{35-55-geïnduceerde} EAE in C57BL/6J-muizen, zullen we dus rekening houden met de uitkomst van de ziekte bij de twee geslachten en enkele histopathologische inzichten geven met betrekking tot het ruggenmerg.