Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giảm áp lực nội nhãn và bảo vệ thần kinh do tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ tủy xương trong mô hình động vật của bệnh glaucom
Tóm tắt
Glaucom là một bệnh lý thần kinh võng mạc đe dọa thị lực, liên quan đến tăng áp lực nội nhãn (IOP) do sự thoái hóa và xơ hóa của mạng lưới thể mi (TM). Các loại thuốc điều trị glaucom nhằm mục đích giảm IOP mà không nhắm mục tiêu vào bệnh lý cụ thể của TM. Tế bào gốc trung mô từ tủy xương (MSCs) hiện đang được sử dụng trong nhiều nghiên cứu lâm sàng. Ở đây, chúng tôi đã nghiên cứu tiềm năng của liệu pháp MSCs trong mô hình tăng nhãn áp giống như glaucom (OHT) và giải mã các tác động in vitro của MSCs trên tế bào mạng lưới thể mi người nguyên phát. Mô hình tăng nhãn áp được tiến hành bằng cách đốt 3 tĩnh mạch quanh củng mạc (EVC) của mắt chuột đực Long-Evans. MSCs được tách biệt từ tủy xương chuột, khuếch đại in vitro và gán với các tinh thể nano điểm lượng tử. Động vật được phân thành 1) nhóm MSCs nhận 5.105 tế bào/6µl Dung dịch dinh dưỡng tối thiểu và 2) nhóm MEM nhận 6µl MEM (n = 10 mỗi nhóm). Tiêm thuốc được thực hiện vào khoang trước của mắt tăng nhãn áp 20 ngày và IOP được theo dõi hai lần một tuần trong 4 tuần. Vào cuối thí nghiệm, sự phân bố tế bào trong đoạn trước đã được kiểm tra bằng kính hiển vi huỳnh quang trên giác mạc phẳng. Hơn nữa, chúng tôi đã kiểm tra tác động in vitro của dịch hợp kiện MSCs (MSC-CM) lên tế bào mạng lưới thể mi người nguyên phát (tế bào hTM) bằng cách sử dụng sự kích hoạt Akt, phosphoryl hóa myosin và kiểu hình profibrotic phụ thuộc TGF-β2 trong tế bào hTM. Chúng tôi đã chứng minh hiệu ứng nhanh chóng và lâu dài của cấy ghép MSCs, làm giảm đáng kể IOP ở mắt tăng nhãn áp do EVC gây ra. Các MSCs được phát hiện tại các quá trình mi và TM. Đếm số lượng tế bào RGCs trên võng mạc phẳng toàn phần nhấn mạnh tác dụng bảo vệ của MSCs đối với sự chết của tế bào RGCs. In vitro, MSC-CM thúc đẩy: (i) sự sống sót của tế bào hTM bằng cách kích hoạt con đường chống chết tế bào, Akt, (ii) sự thư giãn của tế bào hTM được phân tích thông qua sự giảm phosphoryl hóa myosin và (iii) ức chế sự tiếp nhận kiểu hình profibrotic phụ thuộc TGF-β2 trong các tế bào hTM. Tiêm MSCs vào khoang trước của mắt trong mô hình OHT ở chuột cung cấp hiệu ứng bảo vệ thần kinh trong bệnh lý của glaucom thông qua việc bảo vệ TM. Những kết quả này chứng minh rằng MSCs là công cụ hứa hẹn trong việc điều trị tăng nhãn áp và thoái hóa tế bào võng mạc.
Từ khóa
#glaucom #tế bào gốc trung mô #áp lực nội nhãn #thoái hóa tế bào võng mạc #bảo vệ thần kinh #mô hình động vậtTài liệu tham khảo
Izzotti A, Saccà SC, Longobardi M, Cartiglia C. Sensitivity of ocular anterior chamber tissues to oxidative damage and its relevance to the pathogenesis of glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009;50:5251–8.
Baudouin C, Denoyer A, Desbenoit N, Hamm G. In vitro and in vivo experimental studies on trabecular meshwork degeneration induced by benzalkonium chloride. Trans Am Ophthalmol Soc. 2012;110:40–63.
Picht G, Welge-Luessen U, Grehn F, Lütjen-Drecoll E. Transforming growth factor β2 levels in the aqueous humor in different types of glaucoma and the relation to filtering bleb development. Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol. 2001;239:199–207.
Inatani M, Tanihara H, Katsuta H, Honjo M, Kido N, Honda Y. Transforming growth factor-β2 levels in aqueous humor of glaucomatous eyes. Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol. 2001;239:109–13.
Yücel Y. Central nervous system changes in glaucoma. J Glaucoma. 2013;22:S24–5.
Da Silva ML, Chagastelles PC, Nardi NB. Mesenchymal stem cells reside in virtually all post-natal organs and tissues. J Cell Sci. 2006;119:2204–13.
Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, Slaper-Cortenbach I, Marini F, Krause D, et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 2006;8:315–7.
Phinney DG, Prockop DJ. Concise review: mesenchymal stem/multipotent stromal cells: the state of transdifferentiation and modes of tissue repair—current views. Stem Cells. 2007;25:2896–902.
Ranganath SH, Levy O, Inamdar MS, Karp JM. Harnessing the mesenchymal stem cell secretome for the treatment of cardiovascular disease. Cell Stem Cell. 2012;10:244–58.
Meirelles LDS, Fontes AM, Covas DT, Caplan AI. Mechanisms involved in the therapeutic properties of mesenchymal stem cells. Cytokine Growth Factor Rev. 2009;20:419–27.
Paul G, Anisimov SV. The secretome of mesenchymal stem cells: potential implications for neuroregeneration. Biochimie. 2013;95:2246–56.
Calió ML, Marinho DS, Ko GM, Ribeiro RR, Carbonel AF, Oyama LM, et al. Transplantation of bone marrow mesenchymal stem cells decreases oxidative stress, apoptosis, and hippocampal damage in brain of a spontaneous stroke model. Free Radic Biol Med. 2014;70:141–54.
Uccelli A, Laroni A, Freedman MS. Mesenchymal stem cells as treatment for MS—progress to date. Mult Scler. 2013;19:515–9.
Trapani I, Puppo A, Auricchio A. Vector platforms for gene therapy of inherited retinopathies. Prog Retin Eye Res. 2014;43:108–28.
Johnson TV, Bull ND, Hunt DP, Marina N, Tomarev SI, Martin KR. Neuroprotective effects of intravitreal mesenchymal stem cell transplantation in experimental glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51:2051–9.
Huo D-M, Dong F-T, Yu W-H, Gao F. Differentiation of mesenchymal stem cell in the microenviroment of retinitis pigmentosa. Int J Ophthalmol. 2010;3:216–9.
Tzameret A, Sher I, Belkin M, Treves AJ, Meir A, Nagler A, et al. Transplantation of human bone marrow mesenchymal stem cells as a thin subretinal layer ameliorates retinal degeneration in a rat model of retinal dystrophy. Exp Eye Res. 2014;118:135–44.
Manuguerra-Gagné R, Boulos PR, Ammar A, Leblond FA, Krosl G, Pichette V, et al. Transplantation of mesenchymal stem cells promotes tissue regeneration in a glaucoma model through laser-induced paracrine factor secretion and progenitor cell recruitment. Stem Cells. 2013;31:1136–48.
Denoyer A, Godefroy D, Célérier I, Frugier J, Degardin J, Harrison JK, et al. CXCR3 antagonism of SDF-1(5-67) restores trabecular function and prevents retinal neurodegeneration in a rat model of ocular hypertension. PLoS One. 2012;7:e37873.
Danias J, Shen F, Kavalarakis M, Chen B, Goldblum D, Lee K, et al. Characterization of retinal damage in the episcleral vein cauterization rat glaucoma model. Exp Eye Res. 2006;82:219–28.
Luna C, Li G, Huang J, Qiu J, Wu J, Yuan F, et al. Regulation of trabecular meshwork cell contraction and intraocular pressure by miR-200c. PLoS One. 2012;7:e51688.
Takahashi E, Inoue T, Fujimoto T, Kojima S, Tanihara H. Epithelial mesenchymal transition-like phenomenon in trabecular meshwork cells. Exp Eye Res. 2014;118:72–9.
Friedenstein A. Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs. Exp Hematol. 1976;4:267–74.
Chen J, Chopp M. Neurorestorative treatment of stroke: cell and pharmacological approaches. NeuroRx. 2006;3:466–73.
Choi Y-H, Kurtz A, Stamm C. Mesenchymal stem cells for cardiac cell therapy. Hum Gene Ther. 2011;22:3–17.
Dalal J, Gandy K, Domen J. Role of mesenchymal stem cell therapy in Crohn’s disease. Pediatr Res. 2012;71:445–51.
Oh JY, Kim MK, Shin MS, Lee HJ, Ko JH, Wee WR, et al. The anti-inflammatory and anti-angiogenic role of mesenchymal stem cells in corneal wound healing following chemical injury. Stem Cells. 2008;26:1047–55.
Yao L, Li Z, Su W, Li Y, Lin M, Zhang W, et al. Role of mesenchymal stem cells on cornea wound healing induced by acute alkali burn. PLoS One. 2012;7:e30842.
Li F, Zhao S-Z. Mesenchymal stem cells: potential role in corneal wound repair and transplantation. World J Stem Cells. 2014;6:296–304.
Jia Z, Jiao C, Zhao S, Li X, Ren X, Zhang L, et al. Immunomodulatory effects of mesenchymal stem cells in a rat corneal allograft rejection model. Exp Eye Res. 2012;102:44–9.
Inoue Y, Iriyama A, Ueno S, Takahashi H, Kondo M, Tamaki Y, et al. Subretinal transplantation of bone marrow mesenchymal stem cells delays retinal degeneration in the RCS rat model of retinal degeneration. Exp Eye Res. 2007;85:234–41.
Harper MM, Grozdanic SD, Blits B, Kuehn MH, Zamzow D, Buss JE, et al. Transplantation of BDNF-secreting mesenchymal stem cells provides neuroprotection in chronically hypertensive rat eyes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52:4506–15.
Hu Y, Tan HB, Wang XM, Rong H, Cui HP, Cui H. Bone marrow mesenchymal stem cells protect against retinal ganglion cell loss in aged rats with glaucoma. Clin Interv Aging. 2013;8:1467–70.
Johnson TV, DeKorver NW, Levasseur VA, Osborne A, Tassoni A, Lorber B, et al. Identification of retinal ganglion cell neuroprotection conferred by platelet-derived growth factor through analysis of the mesenchymal stem cell secretome. Brain. 2014;137:503–19.
Emre E, Yüksel N, Duruksu G, Pirhan D, Subaşi C, Erman G, et al. Neuroprotective effects of intravitreally transplanted adipose tissue and bone marrow-derived mesenchymal stem cells in an experimental ocular hypertension model. Cytotherapy. 2015;17:543–59.
Abu-Hassan D, Li X, Ryan E, Acott T, Kelley M. Induced pluripotent stem cells restore function in a human cell loss model of open-angle glaucoma. Stem Cells. 2015;33:751–61.
Rao P, Deng P, Sasaki Y, Epstein D. Regulation of myosin light chain phosphorylation in the trabecular meshwork: role in aqueous humour outflow facility. Exp Eye Res. 2005;80:197–206.
Pattabiraman PP, Lih FB, Tomer KB, Rao PV. The role of calcium-independent phospholipase A2γ in modulation of aqueous humor drainage and Ca2+ sensitization of trabecular meshwork contraction. Am J Physiol Cell Physiol. 2012;302:C979–91.
Hung S-C, Pochampally RR, Chen S-C, Hsu S-C, Prockop DJ. Angiogenic effects of human multipotent stromal cell conditioned medium activate the PI3K-Akt pathway in hypoxic endothelial cells to inhibit apoptosis, increase survival, and stimulate angiogenesis. Stem Cells. 2007;25:2363–70.
Jun EK, Zhang Q, Yoon BS, Moon J-H, Lee G, Park G, et al. Hypoxic conditioned medium from human amniotic fluid-derived mesenchymal stem cells accelerates skin wound healing through TGF-β/SMAD2 and PI3K/Akt pathways. Int J Mol Sci. 2014;15:605–28.
Liu Y, Zhang Y, Lin L, Lin F, Li T, Du H, et al. Effects of bone marrow-derived mesenchymal stem cells on the axonal outgrowth through activation of PI3K/AKT signaling in primary cortical neurons followed oxygen-glucose deprivation injury. PLoS One. 2013;8:e78514.
Mias C, Lairez O, Trouche E, Roncalli J, Calise D, Seguelas MH, et al . Mesenchymal stem cells promote matrix metalloproteinase secretion by cardiac fibroblasts and reduce cardiac ventricular fibrosis after myocardial infarction. Stem Cells. 2009;27:2734–43.
Alfarano C, Roubeix C, Chaaya R, Ceccaldi C, Calise D, Mias C, et al. Intraparenchymal injection of bone marrow mesenchymal stem cells reduces kidney fibrosis after ischemia-reperfusion in cyclosporine-immunosuppressed rats. Cell Transplant. 2012;21:2009–19.
Zhao T, Li Y, Tang L, Fan F, Jiang B. Protective effects of human umbilical cord blood stem cell intravitreal transplantation against optic nerve injury in rats. Graefe’s Arch Clin Oph. 2011;7:1021–8.
Zwart I, Hill A, Al-Allaf F, Shah M. Umbilical cord blood mesenchymal stromal cells are neuroprotective and promote regeneration in a rat optic tract model. Exp Neurol. 2009;2:439–48.
Kwong JMK, Vo N, Quan A, Nam M, Kyung H, Yu F, et al. The dark phase intraocular pressure elevation and retinal ganglion cell degeneration in a rat model of experimental glaucoma. Exp Eye Res. 2013;112:21–8.
Cui B, Li E, Yang B, Wang B. Human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cell transplantation for the treatment of spinal cord injury. Exp Ther Med. 2014;7:1233–6.