Čichové zahušťovací buňky

Neuroglie mozku prokázané Golgiho metodou.

Olfactory ensheathing glia (OEG), také známá jako olfactory ensheathing cells (OECs) nebo olfactory ensheathing glial cells, jsou typem makroglií (radiální glie), které se vyskytují v nervovém systému. Jsou také známy jako olfactory Schwannovy buňky, protože jejich vlastnosti napomáhají axonální regeneraci v čichovém systému. OEG jsou schopné fagocytózovat axonální trosky in vivo a in vitro fagocytózují bakterie. Má se za to, že čichové glie, které exprimují LYZ, hrají důležitou roli v imunoochraně sliznice, kde jsou neurony přímo vystaveny vnějšímu prostředí. OEG byly úspěšně testovány v experimentální axonální regeneraci u dospělých potkanů s traumatickým poškozením míchy a v současné době jsou prováděny klinické studie, které mají získat více informací o poraněních míchy a dalších neurodegenerativních onemocněních.

Embryonální vývoj v centrálním nervovém systému

V periferním nervovém systému jsou OEG rozptýleny uvnitř čichového epitelu a čichového nervu. V centrálním nervovém systému se OEG nacházejí uvnitř vnějších dvou vrstev čichové bulby. Primitivní čichové neurony během vývoje rozšiřují své axony z čichového plakódu, přes mesenchym, směrem k telencefalickému váčku. Po dosažení telencefalického váčku pokrývá váček malá vrstva buněk a axonů. Čichové axony napadají bazální laminu glia limitans a čichovou bulbu a vytvářejí čichový nerv a glomerulární vrstvy. Frakce epitelových migrujících prekurzorů vede ke vzniku čichového zahnízdění glií, které obývají čichový nerv a glomerulární vrstvy. OEG a astrocyty na sebe vzájemně působí a vytvářejí nové glia limitans. OEG se od ostatních glií liší svým vývojovým původem, protože jsou přítomny v periferním nervovém systému i v centrálním nervovém systému. Tvoří se také na svazcích axonů čichových smyslových neuronů způsobem odlišným od myelinizace.

OEG jsou radiální glie, které plní celou řadu funkcí. Uvnitř čichového systému fagocytózují axonální trosky a odumřelé buňky. Při kultivaci v Petriho misce (in vitro) fagocytózují bakterie. Několik studií prokázalo, že OEG může pomoci při léčbě poranění míchy (SCI) díky svým regeneračním vlastnostem v periferním nervovém systému a jejich přítomnosti v centrálním nervovém systému. OEG jsou také známy tím, že podporují a vedou čichové axony, rostou jizvami po gliích a vylučují mnoho neurotrofických faktorů.

Doporučujeme:  Sociální struktura

OEG exprimují gliální markery jako gliální fibrilární kyselý protein s100 a p75 a radiální gliální markery jako nestin a vimentin, které mohou dále pomoci výzkumníkům s porozuměním značení těchto specializovaných glií.

Regenerace čichového systému

Plán čichových neuronů.

Savčí čichový systém je neobvyklý v tom, že má schopnost v dospělosti nepřetržitě regenerovat své neurony. Tato schopnost je spojena s čichovým zotročováním glií. Nové čichové receptorové neurony musí promítat své axony přes centrální nervový systém do čichové bulby, aby byly funkční. Růst a regeneraci čichových axonů lze přičíst OEG, protože tvoří fascikly, kterými axony prorůstají z periferního nervového systému do centrálního nervového systému. Čichové receptorové neurony mají průměrnou životnost 6-8 týdnů, a proto musí být nahrazeny buňkami odlišenými od kmenových buněk, které jsou ve vrstvě na bázi blízkého epitelu. Axonální růst je kromě přítomnosti OEG řízen gliálním složením a cytoarchitekturou čichové bulby.

OEG jsou považovány za částečně zodpovědné za neurogenezi primárních čichových neuronů prostřednictvím procesů fascikulace, třídění buněk a axonálního cílení.

Role při poranění míchy

Traumatické poškození míchy způsobuje trvalou ztrátu motorických a smyslových funkcí v centrálním nervovém systému, tzv. paraplegii nebo tetraplegii podle místa poranění. V důsledku poranění může dojít k dalším škodlivým účinkům v dýchacím a renálním systému. Na rozdíl od periferního nervového systému není centrální nervový systém schopen regenerovat poškozené axony, takže jeho synaptické spoje jsou navždy ztraceny. Současná léčba je omezená a primární potenciální metody jsou buď kontroverzní, nebo neúčinné. Začaly studie z 90. let minulého století, které zkoumaly čichový systém savců, zejména potkanů, aby lépe pochopily regeneraci axonů a neurogenezi a možnou implementaci těchto buněk při pohledu na poranění míchy. Transplantace OEG do míchy se stala možnou terapií poškození míchy a dalších nervových onemocnění na zvířecích modelech. Několik nedávných studií uvedlo, že zabránění inhibice OEG bude představovat rovnoměrnou populaci buněk v míše a vytvoří prostředí, ve kterém bude možné opravit poškozené axony.

OEG jsou podobné Schwannovým buňkám v tom, že po poranění poskytují upregulaci nízkoafinitního NGF receptoru p75; na rozdíl od Schwannových buněk však produkují nižší hladiny neurotropinů. Několik studií prokázalo, že OEG je schopen podporovat regeneraci poškozených axonů, tyto výsledky však často nelze reprodukovat. Bez ohledu na to byly OEG důkladně zkoumány v souvislosti s poraněním míchy, amyotrofickou laterální sklerózou a dalšími neurodegenerativními onemocněními. Výzkumníci naznačují, že tyto buňky mají jedinečnou schopnost remyelinizovat poraněné neurony.

Doporučujeme:  Prevence kriminality

Peptidem modifikovaná gellanová žvýkačka a OEG

Transplantace kmenových buněk byla identifikována jako další možná léčba axonální regenerace v centrálním nervovém systému dodáním těchto buněk přímo do místa poranění míchy. OEG i neurální kmenové/progenitorové buňky (NSPC) byly úspěšně transplantovány v centrálním nervovém systému dospělých potkanů a měly buď pozitivní, nebo neutrální výsledky jako metoda neurogeneze a axonální regenerace; nicméně ani u jedné metody se neprokázalo, že by měla dlouhodobé příznivé účinky, protože přežití buněk je po transplantaci obvykle menší než 1%. Neschopnost těchto buněk udržet se po transplantaci je důsledkem zánětu, neschopnosti dostatečné matrice prospívat a vytvořit jednotnou populaci buněk nebo migrační reakce buněk potřebné k úplné nápravě místa poranění. Dalším současným problémem s přežitím buněk je využití správných biomateriálů k jejich dodání do místa poranění.

Jedna studie zkoumala použití peptidově modifikované gellanové gumy jako biomateriálu s OEG a nervovými kmenovými/progenitorovými buňkami, který poskytuje prostředí, jež umožní těmto buňkám přežít po transplantaci. Gellanová guma hydrogel může být aplikována minimálně invazivním způsobem a je schválena FDA jako potravinářská přídatná látka kvůli své chemické struktuře. Gellanová guma byla modifikována několika peptidovými sekvencemi odvozenými od fibronektinu, takže transplantační buňky mají úzce příbuzné vlastnosti s vlastnostmi nativní tkáně v extracelulární matrici. Napodobením nativní tkáně je menší pravděpodobnost, že jsou doručovací buňky tělem odmítnuty, a biologické funkce, jako je přilnavost a růst buněk, budou posíleny prostřednictvím interakcí buněk s buňkami a buněčnou matricí. Aby bylo možné určit možnost zlepšení životaschopnosti buněk pomocí OEG a NPSC, byly obě buňky spolu s peptidově modifikovanou gellanovou gumou v přímém kontaktu.

Experiment prokázal, že přilnavost, proliferace a životaschopnost NSPC se výrazně zvýší, když se jako transplantační prostředek použije peptidem modifikovaná gellanová guma ve srovnání s kontrolou gellanovou gumou. Navíc společné kultivace OEG a NSPC vykazuje vyšší buněčné přežití ve srovnání s buněčným přežitím samotných kultivovaných NSPC. Výsledky poskytují důkazy, že tato metoda buněčné transplantace je potenciální strategií pro nápravu poškození míchy v budoucnosti.

Doporučujeme:  Trojka

Nežádoucí účinky buněčné transplantace

Studie ukázala, že transplantace buněk může způsobit zvýšení tělesné teploty subjektu se starším poraněním míchy. V tomto experimentu byla tělesná teplota pacientů zvýšena na teplotu mírné horečky po transplantaci a trvala přibližně 3-4 dny. Studie však poskytuje důkazy, že i dřívější poranění míchy mohou mít prospěch z neurologického funkčního zotavení, které může transplantace kmenových buněk v budoucnu zajistit.

Je také známo, že transplantace kmenových buněk způsobuje toxicitu a reakci štěpu proti hostiteli (GVHD). Apoptotické buňky byly v experimentálních transplantačních modelech podávány současně s krvetvornými kmenovými buňkami v očekávání zlepšeného výsledku. Výsledkem je, že kombinace zabraňuje aloimunizaci, zvyšuje regulaci regulačních T buněk (supresorových T buněk) a snižuje závažnost GVHD.

OEG má vlastnosti podobné astrocytům, u obou bylo zjištěno, že jsou citlivé na virovou infekci.

Vzhledem k tomu, že se transplantace kmenových buněk stává stále rozšířenějším prostředkem léčby traumatického poškození míchy, je třeba řešit a zefektivnit mnoho procesů mezi počátečním a konečným výsledkem. Označením OEG lze tyto buňky sledovat pomocí magnetické rezonance (MRI) při jejich rozptýlení v centrálním nervovém systému Nedávná studie využila nový typ mikronových částic oxidu železitého (MPIO) k označení a sledování těchto transportně zprostředkovaných buněk pomocí MRI. Výsledkem experimentu byla účinnost značení OEC vyšší než 90% při inkubační době MPIO kratší než 6 hodin, aniž by došlo k ovlivnění proliferace, migrace a životaschopnosti buněk. MPIO byly také úspěšně transplantovány do sklivce očí dospělých potkanů, což poskytuje první podrobný protokol pro účinné a bezpečné značení MPIO u OEG pro jejich neinvazivní sledování MRI v reálném čase pro použití ve studiích opravy centrálního nervového systému a regenerace axonů.

Byly identifikovány odlišné subpopulace OEG.