Przegląd wybranych protokołów terapeutycznych w aspekcie eksperymentalnej oftalmologii regeneracyjnej

Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (ang. extracellular vesicles)

Jednym z istotnych mechanizmów odpowiadających za zdolność komórek macierzystych do regeneracji tkanek jest ich aktywność parakrynna, polegająca na uwalnianiu substancji sygnałowych działających na okoliczne komórki bez udziału krwiobiegu. Populacją komórek, której w szczególności przypisuje się działanie parakrynne, są mezenchymalne komórki macierzyste. Substancje sygnałowe/bioaktywne o działaniu parakrynnym są wydzielane bezpośrednio lub uwalniane w tzw. pęcherzykach zewnątrzkomórkowych (ang. extracellular vesicles – EVs). EVs to sferycznie obłonione pęcherzyki, które przekazują między komórkami bioaktywne cząsteczki, takie jak białka błonowe i cytoplazmatyczne, cząsteczki mRNA i mikroRNA oraz lipidy. EVs można podzielić na trzy grupy: egzosomy, mikropęcherzyki i ciałka apoptotyczne. Wiele badań wskazuje, że również EVs wydzielane przez SC mogą wpływać na funkcje innych komorek, w tym endogennych komórek somatycznych, progenitorowych i macierzystych tkanek organizmu biorcy (19). EVs są nośnikami mRNA i mikroRNA, w związku z czym mogą aktywnie oddziaływać na komórki docelowe, modulując ich funkcje (19).

Dowiedziono, że czynnik wzrostu nerwów (ang. nerve growth factor – NGF) oraz neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego (ang. brain-derived neurotrophic factor – BDNF) mogą hamować utratę fotoreceptorów siatkówki (21, 27). W badaniach Mey i Thanos udowodniono, że BDNF ma działanie neuroprotekcyjne w eksperymentalnym modelu degeneracji siatkówki szczurów (28). Analog rzęskowego czynnika neurotroficznego (ang. ciliary neurotrophic factor – CNF) podano do ciała szklistego kotów z wrodzoną dysplazją czopków i pręcików, co znacznie przedłużyło przeżywalność fotoreceptorów (24).

Zespół Cisło-Pakuluk (29) udowodnił, że mikropęcherzyki pochodzące z ludzkich komórek macierzystych tkanki tłuszczowej (ang. human adipose stem cells-micro vesicles – hASC MVs) dodane do hodowli in vitro komórek Mullera pochodzących od psa (ang. canine Muller-like cells – CaMLC) znacząco poprawiają ich żywotność, spowalniają starzenie się, co objawia się zmniejszeniem ekspresji beta-galaktozydazy i wimentyny oraz zwiększeniem aktywności metabolicznej komórek. Takie działanie jest możliwe dzięki wydzielanym czynnikom neurotropowym.

Następnie naukowcy na przełomie lat 2016-2018 zbadali 10 psów z zaburzeniami widzenia. Zwierzęta były w różnym wieku (od 2 do 13 lat), różnej rasy (cztery psy rasowe i sześć mieszańców) i płci (sześć suk i cztery samce). U siedmiu z badanych psów wstępnie zdiagnozowano PRA. Psom podano 0,1 ml roztworu MVs do ciała szklistego jednego oka. Po miesiącu od podania powtórzono badanie kliniczne. U ośmiu na dziesięć psów podanie MVs spowodowało polepszenie wyników w teście z labiryntem. W badaniu dna oka zauważono zmniejszenie ilości fotopigmentu na obrzeżach błony odblaskowej, a w badaniu elektroretinograficznym zarejestrowano wzrost fali a i b.

Zastosowanie komórek macierzystych w terapii schorzeń okulistycznych z pewnością ma ogromny potencjał kliniczny, szczególnie w jednostkach chorobowych, z którymi wciąż nie potrafimy sobie skutecznie poradzić lub których leczenie jest dla właścicieli wyjątkowo obciążające czasowo i finansowo. Nieustannie publikowane są kolejne prace prezentujące nowe metody wykorzystania SC, jednak wiele aspektów pozostaje wciąż niewyjaśnionych. Największe obawy budzi możliwość ich związku z rozwojem lub wznową nowotworów. Co prawda nie istnieją dowody jakoby komórki macierzyste mogły stymulować karcynogenezę, jednak pewne jest, że mają wpływ na immunosupresję i angiogenezę, której udział w procesie wznowy jest istotny (22). W związku z tym tak wielkie nadzieje budzi możliwość zastosowania samych pęcherzyków zewnątrzkomórkowych, które wydają się być bezpieczniejszym rozwiązaniem. Konieczne są jednak dalsze badania dotyczące ich potencjału, a także możliwych skutków ubocznych. Miejmy nadzieję, że w przyszłości pozwoli to na opracowanie alternatywnych protokołów leczenia schorzeń oczu, zarówno ludzi, jak i zwierząt.

Podziękowanie

Autorzy dziękują dr. n. wet. Markowi Kostrzewskiemu za udostępnienie ikonografii użytej w niniejszej pracy.