Istraživači su uspešno transplantirali ćelije ljudske mikroglije u mrežnjaču miša kako bi stvorili model koji bi se mogao koristiti za testiranje novih tretmana za neizlečive očne bolesti.
Istraživanje, koje je danas objavljeno kao Pregledani preprint u eLife-u, urednici opisuju kao važnu studiju sa čvrstim podacima koji pokazuju potencijal zamene mikroglijalne terapije za lečenje bolesti retine i centralnog nervnog sistema.
Microglia su urođene imune ćelije centralnog nervnog sistema, koji uključuje mrežnjaču, i igraju suštinsku ulogu u normalnom razvoju nerava i nervnih veza (sinapsa). Ali oni takođe mogu da pređu na zlokobniju ulogu—pokrećući razvoj bolesti mozga i oka, uključujući degeneraciju makule povezane sa uzrastom (AMD), glaukom, dijabetičku retinopatiju i uveitis (upalu oka).
U normalnim uslovima, mikroglija budno prati promene životne sredine kako bi održala normalnu funkciju mrežnjače. U patološkim uslovima, oni će brzo reagovati na povrede, ali se takođe mogu neodgovarajuće aktivirati, povećati broj i migrirati u okolna tkiva.
„Naše razumevanje funkcije mikroglije dolazi pretežno iz studija glodara zbog poteškoća u pronalaženju ljudskog tkiva i izolovanju mikroglije iz ovih tkiva. Ali postoje genetske i funkcionalne razlike između mikroglije kod miševa i ljudi, tako da ove studije možda ne predstavljaju tačno mnoge ljudske uslovima“, kaže glavni autor Venkin Ma, dr. Biolog na Odseku za neurofiziologiju retine, Nacionalni institut za oči, Nacionalni institut za zdravlje, SAD.
„Da bi rešili ovu zabrinutost, istraživači su uzgajali ljudsku mikrogliju iz ljudskih matičnih ćelija. Želeli smo da napravimo korak dalje i vidimo da li možemo da transplantiramo ljudsku mikrogliju u mrežnjaču miša, da posluži kao platforma za skrining terapeutskih lekova, kao i istražite potencijal transplantacije mikroglije kao same terapije“, dodaje stariji autor Vai Vong, potpredsednik za retinalne bolesti, Janssen Research and Development LLC, Kalifornija, SAD.
Da bi testirali svoj pristup, istraživači su uzgajali mikrogliju iz vrste matičnih ćelija koje se nazivaju humane indukovane pluripotentne matične ćelije (hiPSC). Oni su sproveli niz testova kako bi proverili da li njihove kultivisane ćelije mikroglije funkcionišu kao tipične imune ćelije, a zatim su ih transplantirale u mrežnjaču miševa.
Prvo su koristili lek da eliminišu postojeću populaciju mikroglijalnih ćelija, a zatim su na njihovo mesto transplantirali nove, obeležene ćelije. Četiri i osam meseci nakon transplantacije, ljudske mikroglijalne ćelije su migrirale u mrežnjaču i bile su dobro raspoređene i ponašale su se kako bi mikroglija trebalo – reagujući na hemijske signale unutar oka. Štaviše, uvođenje hiPSC-mikroglija ćelija nije imalo negativnih efekata na okolne ćelije mrežnjače.
Pokazavši da se ove presađene hiPSC-mikroglije harmonično integrišu sa postojećom populacijom mikroglije miša, tim je testirao da li transplantirane ćelije imaju normalnu imunološku reakciju na povredu ćelija retine. Otkrili su da se ćelije ponašaju tačno kao rezidentna mikroglija miša – migriraju u subretinalni prostor da bi se nalazile u blizini oštećenih ćelija. Ovo je ostavilo manji broj ljudske mikroglije na njihovoj prvobitnoj lokaciji, ali transplantirana mikroglija se brzo popunila i prestala da se umnožava jednom na prvobitni broj.
Važna uloga mikroglije je da proždire nezdrave ćelije u procesu koji se zove fagocitoza. Ne samo da su se transplantirane mikroglije preselile u oštećene regione, već su i podigle oštećene ćelije koje primaju svetlost. Ovo dalje sugeriše da su transplantirane ćelije odražavale normalne funkcije rezidentne mikroglije u oku.
Jedno od ograničenja studije je nesigurnost oko njene tvrdnje da je mikroglija generisana iz hiPSC-a zrela, i stoga uporediva sa zrelim ćelijama mikroglije dobijenim od ljudi. Neophodan je dalji rad, prema javnoj recenziji eLife, da bi se tvrdilo da se radi o zreloj ljudskoj mikrogliji, kao što je sprovođenje uporedne analize sa javno dostupnim podacima o ekspresiji gena za primarnu ljudsku mikrogliju.
„Razumevanje funkcije mikroglijalnih ćelija je od suštinskog značaja za istraživanje mehanizama bolesti i identifikaciju tačnih ciljeva za lečenje degenerativnih bolesti mrežnjače“, objašnjava stariji autor Vei Li, viši istraživač u Odseku za neurofiziologiju retine, Nacionalni institut za oči, Nacionalni institut za zdravlje. „Naš model pruža novi način proučavanja funkcija ljudske mikroglije unutar mehanizama bolesti i platformu za procenu potencijalnih terapijskih efekata transplantacija ćelija mikroglije iz različitih pozadina pacijenata.“
